Архитектура и топологии сетей связи

1.Классификация информационно-вычислительных систем и сетей. Основные виды архитектуры и топологии сетей и систем телекоммуникаций.

Распределенная система обработки данных (РСОД) — любая система, по­зволяющая организовать взаимодействие независимых, но связанных между собой ЭВМ. Концептуально распределенная обра­ботка подразумевает тот или иной вид организации сети связи и децентрали­зацию трех категорий ресурсов:

• аппаратных вычислительных средств и собственно вычислительной мощ­ности;
• баз данных;
• управление системой.

Классификация. Системы обработки данных (СОД):

1. ЭВМ
2. ВК
   1. Многомашинные ВК
   2. Многопроцессорные ВК
3. Вычислительные сети
   1. ГВС
   2. ЛВС
4. Системы телеобработки

1 и 2 – параллельный интерфейс, близкое расположение узлов 3 и 4 – последовательные и связные интерфейсы Сетевая архитектураописывает не только физическое расположение сетевых устройств, но и тип используемых адаптеров и кабелей. Кроме того, сетевая архитектура определяет методы передачи данных по кабелю. Наиболее распространенные архитектуры:Ethernet (англ. ether — эфир) — широковещательная сеть. Это значит, что все станции сети могут принимать все сообщения. Топология линейная или звездообразная. Скорость передачи данных 10 или 100 Мбит/с.Аrcnet (Attached Resource Computer Network — компьютерная сеть соединенных ресурсов) — широковещательная сеть. Топология — дерево. Скорость передачи данных 2,5 Мбит/с.Тоkеn Ring(эстафетная кольцевая сеть, сеть с передачей маркера) -кольцевая сеть, в которой принцип передачи данных основан на том, что каждый узел кольца ожидает прибытия некоторой короткой уникальной последовательности битов — маркера — из смежного предыдущего узла. Поступление маркера указывает на то, что можно передавать сообщение из данного узла дальше по ходу потока. Скорость передачи данных 4 или 16 Мбит/с.FDDI(Fiber Distributed Data Interface) — сетевая архитектура высокоскоростной передачи данных по оптоволоконным линиям. Скорость передачи 100 Мбит/с. Топология — двойное кольцо или смешанная (с включением звездообразных или древовидных подсетей). Максимальное количество станций в сети 1000. Очень высокая стоимость оборудования.АТМ(Asynchronous Transfer Mode) — перспективная, пока еще очень дорогая архитектура, обеспечивает передачу цифровых данных, видеоинформации и голоса по одним и тем же линиям. Скорость передачи до 2,5 Гбит/с. Линии связи оптические. Топология сети.Полносвязная топология (рис. 1.10, а) соответствует сети, в которой каждый компьютер сети связан со всеми остальными. Чаще этот вид топологии используется в многомашинных комплексах или глобальных сетях при небольшом количестве компьютеров. Все другие варианты основаны на неполносвязных топологиях, когда для обме­на данными между двумя компьютерами может потребоваться промежуточная передача данных через другие узлы сети. Ячеистая топология (mesh) получается из полносвязной путем удаления некото­рых возможных связей (рис. 1.10, б). В сети с ячеистой топологией непосредствен­но связываются только те компьютеры, между которыми происходит интенсивный обмен данными, а для обмена данными между компьютерами, не соединенными прямыми связями, используются транзитные передачи через промежуточные узлы. Ячеистая топология допускает соединение большого количества компьютеров и характерна, как правило, для глобальных сетей. Общая шина (рис. 1.10, в) является очень распространенной топологией для локальных сетей. В этом случае компьютеры подключаются к одному коаксиальному кабелю по схеме «монтажно­го ИЛИ». Передаваемая информация может распространяться в обе стороны. При­менение общей шины снижает стоимость проводки, унифицирует подключение различных модулей, обеспечивает возможность почти мгновенного широковещатель­ного обращения ко всем станциям сети. Таким образом, основными преимущества­ми такой схемы являются дешевизна и простота разводки кабеля по помещениям. Самый серьезный недостаток общей шины заключается в ее низкой надежности: любой дефект кабеля или какого-нибудь из многочисленных разъемов полностью парализует всю сеть. Другим недостатком общей шины является ее невысокая производитель­ность, так как при таком способе подключения в каждый момент времени только один компьютер может передавать данные в сеть. Поэтому пропускная способ­ность канала связи всегда делится здесь между всеми узлами сети. Топология звезда (рис. 1.10, г). В этом случае каждый компьютер подключается отдельным кабелем к общему устройству, называемому концентратором, который находится в центре сети. В функции концентратора входит направление передава­емой компьютером информации одному или всем остальным компьютерам сети. Главное преимущество этой топологии перед общей шиной — существенно боль­шая надежность. Любые неприятности с кабелем касаются лишь того компьютера, к которому этот кабель присоединен, и только неисправность концентратора мо­жет вывести из строя всю сеть. Кроме того, концентратор может играть роль ин­теллектуального фильтра информации, поступающей от узлов в сеть, и при необходимости блокировать запрещенные администратором передачи. К недостаткам топологии типа звезда относится более высокая стоимость се­тевого оборудования из-за необходимости приобретения концентратора. Кроме того, возможности по наращиванию количества узлов в сети ограничиваются ко­личеством портов концентратора. В настоящее время иерархическая звезда явля­ется самым распространенным типом топологии связей как в локальных, так и глобальных сетях. В сетях с кольцевой конфигурацией (рис. 1.10, е) данные передаются по кольцу от одного компьютера к другому, как правило, в одном направлении. Если компь­ютер распознает данные как «свои», то он копирует их себе во внутренний буфер. В сети с кольцевой топологией необходимо принимать специальные меры, чтобы в случае выхода из строя или отключения какой-либо станции не прервался канал связи между остальными станциями. Кольцо представляет собой очень удобную конфигурацию для организации обратной связи — данные, сделав полный оборот, возвращаются к узлу-источнику. Поэтому этот узел может контролировать процесс доставки данных адресату. Часто это свойство кольца используется для тести­рования связности сети и поиска узла, работающего некорректно. Рис. 1.10. Типовые топологии сетей В то время как небольшие сети, как правило, имеют типовую топологию — звез­да, кольцо или общая шина, для крупных сетей характерно наличие произвольных связей между компьютерами. В таких сетях можно выделить отдельные произ­вольно связанные фрагменты (подсети), имеющие типовую топологию, поэтому их называют сетями со смешанной топологией (рис. 1.11). Рис. 1.11. Смешанная топология

Источник

Архитектура и топология сетей связи

Сетевая топология — способ описания конфигурации сети, схема расположения и соединения сетевых устройств.

Сетевая топология может быть

· физической — описывает реальное расположение и связи между узлами сети.

· логической — описывает хождение сигнала в рамках физической топологии.

· информационной — описывает направление потоков информации, передаваемых по сети.

· управления обменом — это принцип передачи права на пользование сетью.

Существует множество способов соединения сетевых устройств. Выделяют 3 базовых топологии:

И дополнительные (производные):

Дополнительные способы являются комбинациями базовых. В общем случае такие топологии называются смешанными или гибридными, но некоторые из них имеют собственные названия, например «Дерево».

7.3 Функции основных структурных элементов сети связи: терминал, система передачи, система распределения.Организационная структура сети связи: пользователь, поставщик услуг, оператор.

Под терминалом подразумевается абонентский пункт индивидуального пользования.

Передача и распределение информационных сообщений между миллионами и сотнями миллионов источников и потребителей информации (условно абонентами) возможны на основе сетей связи. Сети связи, построенные на основе средств электросвязи, называются телекоммуникационными сетями. Передача сообщений и их распределение возможны при наличии систем передачи и распределения сообщений (СПРС), т.е. систем связи в широком смысле. Такие системы называются сетями электросвязи.

С технической точки зрения в самом первом приближении телекоммуникационную сеть удобно рассматривать как состоящую из двух частей: магистральной и сети абонентского доступа и абонентских линий (так называемая «последняя миля»), соединяющих абонентов с магистральной сетью связи.

Функциональная схема телекоммуникационной сети показана на рис.

Рисунок — Функциональная схема телекоммуникационной сети

Назначение и состав сетей элек т р о связи

Основными компонентами сети электросвязи являются:

— сетевые узлы и сетевые станции, в которых устанавливается каналообразующая аппаратура и осуществляется переключение каналов или групп каналов и сетевых трактов;

— линии передачи, соединяющие между собой сетевые станции или сетевые узлы и оконечные устройства;

— узлы (центры) коммутации (УК), распределяющие сообщения в соответствии с адресом; УК могут быть транзитными, оконечными (если к ним подключаются ОП) и смешанного типа;

— оконечные пункты (ОП), обеспечивающие ввод/вывод сообщений абонента. ОП, расположенный непосредственно у абонента, назы­вается абонентским пунктом (АП). АП может быть индивидуального или коллективного пользования;

— концентраторы и мультиплексоры, обеспечивающие улучшение использования пропускной способности каналов связи путем их уплотнения.

Поставщик услуг — это компания, предоставляющая возмездные услуги инфокоммуникаций. Многие поставщики услуг, например, Интернета предоставляют дополнительные услуги: учетные записи электронной почты, веб-обозреватели и пространство для создания веб-узла.

Оператор связи — юридическое лицо или индивидуальный предприниматель, оказывающие услуги связи на основании соответствующей лицензии.

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

Источник

Архитектура и топологии сетей связи

Сетевая архитектура сродни архитектуре строений. Архитектура здания отражает стиль конструкций и материалы, используемые для постройки. Архитектура сети описывает не только физическое расположение сетевых устройств, но и тип используемых адаптеров и кабелей. Кроме того, сетевая архитектура определяет методы передачи данных по кабелю.

Топология сети

Топология сети описывает схему физического соединения компьютеров. Существуют 3 основных типа сетевой топологии:

Общая шина.

При использовании шинной топологии компьютеры соединяются в одну линию, по концам которой устанавливают терминаторы. Преимущества шинной топологии заключаются в простоте организации сети и низкой стоимости. Недостатком является низкая устойчивость к повреждениям — при любом обрыве кабеля вся сеть перестает работать, а поиск повреждения весьма затруднителен.

Звезда.

При использовании топологии «звезда», каждый компьютер подключается к специальному концентратору (хабу). Преимуществом этой топологии является ее устойчивость к повреждениям кабеля — при обрыве перестает работать только один из узлов сети и поиск повреждения значительно упрощается. Недостатком является более высокая стоимость.

Кольцо.

При такой топологии узлы сети образуют виртуальное кольцо (концы кабеля соединены друг с другом). Каждый узел сети соединен с двумя соседними. Эту топологию активно продвигает фирма IBM (сети Token Ring). Преимуществом кольцевой топологии является ее высокая надежность (за счет избыточности), однако стоимость такой сети достаточно высока за счет расходов на адаптеры, кабели и дополнительные приспособления.

Спецификации IEEE

Каждая сеть должна следовать определенным правилам (протоколам) при передачи данных от одного компьютера к другому. Протокол определяет способ доступа узла к передающей среде (кабелю) и способ передачи информации от одного узла к другому.

• передача маркера (token) используется в сетях IBM Token Ring и FDDI;
• множественный доступ с детектированием несущей (CSMA) используется в сетях Ethernet.

Протокол Ethernet был разработан в 1973 году компанией Xerox и развит впоследствии ею совместно с Intel и Digital Equipment Corp. С тех пор этот протокол стал международным стандартом организации компьютерных сетей. Стандарт был документирован и развит институтом IEEE и получил известность как спецификация IEEE 802.3. IEEE представляет собой организацию Международного Комитета по Стандартам (ISO), ответственной за выработку сетевых стандартов.

Источник