Классификация и топология компьютерных сетей
В зависимости от средств связи и по охвату территории компьютерные сети делятся на:
По способу доступа к информации компьютерные сети бывают:
Локальная сеть ‑ это компьютерная сеть, которая объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории. В настоящее время не существует четких ограничений на территориальный разброс абонентов локальной сети (2 — 2,5 км).
Региональная сеть ‑ это компьютерная сеть, которая связывает абонентов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга (десятки — сотни километров).
Глобальная сеть ‑ это компьютерная сеть, которая объединяет абонентов, расположенных в различных странах и даже континентах.
Компьютер, подключенный к сети, может быть либо сервером, либо рабочей станцией, в зависимости от выполняемых им функций.
Сервер ‑ это компьютер, выделенный для обработки запросов от всех подсоединенных рабочих станций, предоставляющий доступ к общим сетевым ресурсам (базам данных, библиотекам программ, принтерам, факсам и т. д.).
В зависимости от разделяемых ресурсов серверы делятся на:
q файл-сервер (дисковая память)
q почтовый сервер (для организации почтовой связи) и др.
Рабочая станция (клиент) ‑ это компьютер, с помощью которого пользователь получает доступ ко всем ресурсам сети.
В компьютерных сетях могут быть реализованы два способа обработки данных:
q централизованная (центральная ЭВМ или Host-компьютер, все запросы идут к ней, и обработка ведется на ней);
q распределенная «клиент-серверная» (клиентская часть программы делает запрос серверу, на нем производится обработка запроса и передача ответа клиенту).
Такое разделение в сети на клиента и сервер позволяет эффективно использовать технологию «клиент/сервер». В этом случае приложение делится на две части: клиентскую и серверную. Один или несколько мощных компьютеров сети конфигурируются как серверы приложений, на них выполняются серверные части приложений. Клиентские части выполняются на рабочих станциях, именно на них формируются запросы к серверам приложений и обрабатываются полученные результаты.
Следует отметить некоторые базовые понятия, связанные с компьютерными сетями: сетевая архитектура, сетевой стандарт, протокол и топология сети. Коротко рассмотрим эти понятия.
Комбинация стандартов, топологий и протоколов, необходимых для создания работоспособной сети называется сетевой архитектурой.
В соответствии со стандартными протоколами физического уровня передачи данных выделяют три основные сетевые архитектуры: Ethernet; ArcNet; Token Ring.
Стандарты – это технические требования к компонентам и системам сети, формирующие единые правила для производителей, и набор протоколов, обеспечивающих передачу данных в сети.
Протоколы – это набор правил, регулирующих передачу данных в сети.
Конфигурация сети или схема соединения узлов, называется топологией.
Существуют базовые топологии и комбинированные. Ниже приведены три наиболее часто используемые в локальных сетях базовые топологии.
1. Шина — все компьютеры подключены к одному кабелю (см. рисунок 3.1).
Рисунок. 3.1. Топология «шина»
Отказ любой из рабочих станций не влияет на работу всей сети.
2. Кольцо — все компьютеры соединены кольцом (см. рисунок 3.2).
Рисунок 3.2. Топология «кольцо»
Сбой одного из них приводит к нарушению работы всей сети
3. Звезда — все компьютеры подключены к центральному серверу (см. рисунок 3.3).
Рисунок 3.3. Топология «звезда»
Рабочая группа, созданная по данной схеме, может функционировать независимо или может быть связана с другими рабочими группами.
Самый распространенный способ связей в локальных и глобальных сетях – это топология «Иерархическая звезда» или «Снежинка». Это способ связи, в которой файловые серверы для разных рабочих групп подключены к центральному серверу.
Комбинированные топологии, наиболее часто используемые в компьютерных сетях – это топологии «звезда – шина» и «звезда – кольцо».
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
19) Классификация компьютерных сетей по топологии и методам доступа. Модель osi. Протоколы tcp/ip.
Компьютерная сеть – это совок-ть вычисл. техники, спец. оборудования, линий связи предн-ая д. передачи данных.
Соединенные в сеть компьютеры обмениваются инф-ией и совместно исп-ют периферийное оборудование и устр-ва хранения инф-ции (принтеры и др.).
-Локальные вычислительные сети(LAN), расположенные в одном или нескольких близко расположенных зданиях.
-Территориальные комп сети, глобальные(WAN), расположенные в разных зданиях, городах и странах.
В состав сети в общем случае включается следующие элементы:
— компьютеры (оснащенные сетевым адаптером);
-каналы связи (кабельные, спутниковые, телефонные, и др);
-различного рода преобразователи сигналов;
Топология компьютерной сети — общая физическая или логическая конфигурация компьютерной сети. Различают:
Звезда – все устройства соединены с центральным хабом, компом, свичем, маршрутизатором. Узлы связываются м/д собой, посылая данные через центр. Высокоскоростная (линия занята только 2мя устройствами), центр должен обладать высокой надежностью, дорогостоящая, надежная. Исп-ся при построении территориальных сетей, иногда локальных.
Кольцо – каждый комп связан с парой соседних компов, образуя замкнутое кольцо. Данные передаются от одной рабочей станции к другой в одном направлении (по кольцу). Каждый ПК работает как повторитель, ретранслируя сообщения к следующему ПК. Если компьютер получает данные, предназначенные для другого компьютера, он передает их дальше по кольцу, иначе они дальше не передаются. Самая дешевая схема, высокопроизводительная. Ненадежная. Используется в локальных сетях.
Шина — Все устройства подсоединены к центральному кабелю, называемому шиной. Кабель исп-ся всеми станциями по очереди. Все сообщения, посылаемые отдельными компьютерами, принимаются и прослушиваются всеми остальными компьютерами, подключенными к сети. Рабочая станция отбирает адресованные ей сообщения, пользуясь адресной информацией. Применяется в локальных сетях. Надежная, производительность ниже, чем у других.
Линии связи используются для организации связи в сетях. Они состоят из кабелей связи и других элементов (монтаж, крепеж, кожухи и т.д.).
В качестве среды передачи данных используются различные виды кабелей: коаксиальный кабель, кабель на основе экранированной и неэкранированной витой пары и оптоволоконный кабель.
Коаксиальный к. исп-ся в радио и телевизионной аппаратуре. Скорость передачи данных 10 Мбит/с, макс расстояние 100 м.
Витая пара — кабель, в к-ом 4 пары тонких телефонных проводов скручены др. вокруг др. Скручивание проводов уменьшает электрические помехи извне при распространении сигналов по кабелю. Бывают неэкранированные и экранированные. Скорость — 10-100 Мбит/с, расстояние – 100-150 м.
Оптоволоконный кабель обеспечивает высокую скорость передачи данных на большом расстоянии. Для передачи сигналов исп-ся свет. Дорогое, и с ним трудно работать. Состоит из центральной стеклянной нити толщиной в несколько микрон, покрытой сплошной стеклянной оболочкой. Все это спрятано во внешнюю защитную оболочку. Скорость до 100 Гбит/c, расстояние 30 км. и более с применением оптоповторителей.
Радиоволны. Передача данных на радиочастотах. Практически не имеет ограничений по дальности. Исп-ся для соединения локальных сетей на больших географических расстояниях. Радиопередача в целом имеет высокую стоимость и чувствительна к электронному и атмосферному наложению, а также подвержена перехватам, поэтому требует шифрования для обеспечения уровня безопасности. Скорость – 30 Мбит/с
Инфракрасная связь функционирует на очень высоких частотах, приближающихся к частотам видимого света. Инфракрасная передача ограничена малым расстоянием в прямой зоне видимости и может быть использована в офисных зданиях.
Для единого представления данных в сетях с неоднородными устройствами и программным обеспечением разработана базовая модель связи открытых систем OSI (Open System Interconnection). Эта модель описывает протоколы — правила и процедуры передачи данных в различных сетевых средах при организации сеанса связи. Каждый уровень модели OSI выполняет определенную задачу в процессе передачи данных по сети.
Назначение каждого уровня:
7. Прикладной. Это протоколы обмена инф-ей между прикл программами.
6. Представлений Преобразует данные в общий формат д. передачи по сети (описываются способы представления инф-ци разл видов и ее передачи)
5. Сеансовый — обеспечивает установление, поддержание и окончание сеанса связи для уровня представлений, а также возобновление аварийно прерванного сеанса.
4. Транспортный обеспечивает надежную передачу (транспортировку) данных между компьютерными системами сети для вышележащих уровней.
3. Сетевой Протокол этого уровня обеспеч передачу инф-ции в рамках сети, объед-й более 2-устройств. Другой ф-ей сетевого уровня явл-ся маршрутизация данных в сети и между сетями.
2. Канальный управляет передачей данных по каналу. Задача- обеспеч передачу одного или неск байт от одного устр-ва к др. Осн ф-ями этого уровня явл-ся разбиение передаваемых данных на порции, наз-мые пакетами, обнаружение ошибок передачи и восстановление неправильно переданных данных.
1. Физический. на эт уровне описывается взаимодействие устройств в рамках опр-ной физич среды. Регламентируются физич параметры. Эти протоколы всегда реализ в аппаратуре.
Иерархически организованная совокупность протоколов, решающих задачу взаимодействия узлов сети, наз-ся стеком протоколов.
TCP (Transmission Control Protocol – Протокол управления передачей). Протокол стека TCP/IP (транспортный уровень), отвечающий за надежную доставку данных.
IP (Internet Protocol – Протокол Internet). Протокол стека TCP/IP (сетевой уровень), обеспечивающий адресную инф-ию и инф-ию о маршрутизации.
-уровень Приложения TCP/IP соответствует уровням Приложения, Представления и Сеанса модели OSI; через него приложения получают доступ к сети.
-уровень Транспорта TCP/IP соответствует аналогичному уровню Транспорта модели OSI; установления и поддержания соединения между двумя узлами.
-межсетевой уровень TCP/IP выполняет те же ф-ии, что и уровень Сети модели OSI; маршрутизация данных внутри сети и между различными сетями (IP).
-уровень сетевого интерфейса TCP/IP соответствует Канальному и Физическому уровням модели OSI.
Сети Internet интересны не своей способностью передавать инф-ию вообще, а способностью предоставлять конкретные виды ресурсов, поэтому на базе основного протокола TCP/IP действуют несколько протоколов прикладного уровня, отвечающие за доступ приложений в сеть. Задачами этих протоколов явл-ся перенос файлов, обмен почтовыми сообщениями и управление сетью.
К числу наиболее распространенных протоколов верхних уровней относятся: HTTP, SMTP, POP3, FTP, NNTP и др.
1. Электронная почта (e-mail) исп-ет протоколы SMTP для отправки и POP3 для приемки электр корреспонденции.
2. Телеконференции (news) исп-ют протокол NNTP.
3. Сервис WWW исп-ет протокол HTTP.
Сервисы e-mail и news предоставляют инф-ию в виде сообщений. Сервисы FTP, Gopher и WWW предоставляют схожий тип инф-ии – в виде файлов.