Локально вычислительные сети их топология протоколы

5.6. Локальные вычислительные сети (ЛВС) и их топологии

Основное назначение каждой компьютерной сети – представление информационных и вычислительных ресурсов . Компьютерные сети состоят из серверов и рабочих станций . Сервер – компьютер , подключённый к сети и обеспечивающий её пользователей оп — ределёнными услугами . Серверы хранят данные и являются источниками ресурсов сети . Ра — бочая станция – персональный компьютер , подключённый к сети , через который пользова — тель получает доступ к его ресурсам . Эта станция может работать как в сетевом , так и в ло — кальном режиме . Клиент – задача , рабочая станция или пользователь компьютерной сети . В процессе обработки данных клиент формирует запрос на сервер для выполнения сложных процедур : чтение файла , поиск информации базе данных и т . п . Сервер выполняет запрос , результаты выполнения запроса передаются клиенту . Для подобных систем принята терминология кли — ент – сервер . Компьютерные сети подразделяются на два типа : одноранговые сети и сети на осно — ве выделенного сервера . Между этими двумя типами сетей существует принципиальные раз — личия . В одноранговой сети нет единого центра управления взаимодействием рабочих стан — ций и нет единого устройства для хранения данных . Все компьютеры в такой сети равно — правны . Пользователю сети доступны все , подключённые к другим станциям . Такая сеть вы — соконадёжна и имеет сравнительно небольшую стоимость . Одноранговые сети , как правило , объединяют не более десятка компьютеров . К недостаткам относятся следующие обстоя — тельства : эффективность работы сети зависит от количества станций , управлять такой сетью сложно , также сложно обеспечить качественную защиту информации , кроме того , в такой сети трудно модифицировать и обновлять программное обеспечение . В сетях с выделенным сервером один из компьютеров ( сервер ) выполняет функции хранения данных , управления взаимодействием между рабочими станциями и ряд сервисных функций . На сервере устанавливается сетевая операционная система , к нему подключаются все выделяемые внешние устройства – жёсткие диски , принтеры , модемы . Взаимодействие между рабочими станциями устанавливается через сервер . В такой сети возможно построить надёжную систему защиты информации , она обеспечивает высокое быстродействие , просто управляема , в ней отсутствует ограничение на число рабочих станций . К недостаткам надо отнести высокую стоимость сети , зависимость быстродействия и надёжности работы сети от сервера , меньшую гибкость системы по сравнению с одноранговой сетью . По территории , где расположена ЛВС , вычислительные машины могут быть распо — ложены самым причудливым образом . С точки зрения методов управления ЛВС взаимное

расположение ЭВМ имеет большое значение . Топология ЛВС – это усреднённая геометрическая схема соединения узлов сети . Для ЛВС типичными являются четыре топологии : шинная , звездообразная , кольцевая и ячеистая . Компьютерная сеть рассматривается как совокупность узлов сети , а узел – это любое устрой — ство , подключённое к передающей среде сети . q Шинная топология самая простая . В ней используется один кабель , называе — мый магистралью или сегментом , вдоль которого подключены все компьютеры

Основной недостаток сети – большие затраты на прокладку кабеля и высокая стоимость системы в целом . На практике кроме базовых технологий применяются их комбинации — комбинирован — ные технологии , чаще всего звезда — шина и звезда — кольцо . Локальные вычислительные сети могут объединяться . Самый простой способ – объе — динение одинаковых сетей в пределах ограниченного пространства . Для этого используют мосты . Мост – это устройство , соединяющее две сети , использующие одинаковые методы передачи данных . Мост может соединять сети разных топологий , но работающие под управ — лением однотипных сетевых операционных систем . Сеть сложной конфигурации , представляющая собой соединение нескольких сетей , нуждается в специальном устройстве . Задача этого устройства – отправить сообщение в нужную сеть . Такое устройство называется маршрутизатором или роутером . Маршрутиза — тор – устройство , соединяющее сети разного типа , но использующие одну операционную систему . Кроме того , маршрутизатор обеспечивает балансировку нагрузки в сети , перена — правляя потоки сообщений по свободным каналам связи . Для объединения ЛВС совершенно различного типа , работающих по существенно от — личающимся друг от друга протоколам , предусмотрены специальные устройства – шлюзы . Шлюз – устройство , позволяющее организовать обмен данными между двумя сетями , ис — пользующими различные протоколы взаимодействия . Шлюз осуществляет свои функции на уровне выше сетевого . С помощью шлюзов можно локальную сеть подключить к глобаль — ной . Мосты , маршрутизаторы и шлюзы конструктивно выполняются в виде плат , которые устанавливаются на компьютерах .

5.7. Физическая передающая среда ЛВС и методы доступа к ней

Физическая передающая среда – это прежде всего кабели . Они бывают трёх видов : витая пара проводов , коаксиальный кабель и оптоволоконный кабель . Витая пара состоит из двух изолированных проводов , свитых между собой . Скручи — вание уменьшает влияние внешних электромагнитных полей на передаваемые сигналы . Пример – телефонный кабель . Характеристики пары : размеры , тип изоляции , шаг скручива — ния . Этот вид передающей среды дешёв . Витая пара может быть неэкранированной и экра — нированной . Последняя помещена в медную оплётку , а пары проводов обмотаны фольгой . Основной недостаток витой пары – низкая скорость передачи информации ( до 1 Мбит /c) и плохая помехозащищённость . Коаксиальный кабель обладает более высокой механической прочностью и помехо — защищённостью . Существуют два типа коаксиальных кабелей : тонкий ( диаметр 0.64 см ) и толстый ( диаметр 1.27 см ). Первый передаёт сигнал без затухания на 185 м , второй почти на 500 м ( см . рис . 5.12). Скорость передачи информации 10-50 Мбит /c. Оптоволоконный кабель – самая удобная передающая среда . На него не действуют электромагнитные поля , он сам практически не излучает , поэтому обнаружить его трудно , что отвечает требованиям секретности . В оптоволоконном кабеле цифровые данные распро — страняются по оптическим волокнам в виде модулированных световых импульсов ( см . рис . 5.13). Данные могут передаваться на многие километры . Скорость передачи от 100 Мбит /c до

Источник