Локальные вычислительные сети с общей шиной

3.2. Локальные вычислительные сети.

В отличие от вычислительных сетей, создаваемых на базе больших ЭВМ и охватывающих значительную территорию, сети на базе ПЭВМ получили название локальных, т.к. они ориентированы в первую очередь на объединение вычислительных машин и периферийных устройств, сосредоточенных на небольшом пространстве (например, в пределах одного помещения, здания, группы зданий в пределах нескольких километров). Появление локальных вычислительных сетей (ЛВС) позволило значительно повысить применение СВТ за счет рационального использования аппаратных, программных и информационных ресурсов вычислительной системы, значительного улучшения эксплуатационных характеристик и создания максимальных удобств для работы конечных пользователей.

Локальные сети получили широкое распространение. Локальные сети могут иметь любую структуру, но чаще всего компьютеры в ЛВС связаны единым высокоскоростным каналом передачи данных. К преимуществам локальной сети можно отнести: использование в многопользовательском режиме общих ресурсов сети (дисков, модемов, принтеров, программ и данных), возможность передачи информации с одного компьютера на другой, сравнительно низкая стоимость, высокая живучесть и простота комплексирования эксплуатации ЛВС, оснащенность современными операционными системами различного назначения, высокая скорость передачи данных.

Все множество видов ЛВС можно разделить на четыре группы:

• к первой группе относятся ЛВС, ориентированные на массового пользователя. Такие ЛВС объединяют в основном персональные ЭВМ с помощью систем передачи данных;
• ко второй группе относятся ЛВС, объединяющие, кроме ПЭВМ, микропроцессорную технику, встроенную в технологическое оборудование (средства автоматизации проектирования, обработка документальной информации, кассовые аппараты и т.д.), а также средства электронной почты;
• к третьей группе относятся ЛВС, объединяющие ПЭВМ, мини ЭВМ и ЭВМ среднего класса. Эти ЛВС используются при организации управления сложными производственными процессами с применением робототехнических возможностей и гибких автоматизированных модулей, а также для создания систем автоматизации проектирования, систем управления научными исследованиями и т.д.
• для ЛВС четвертой группы характерно объединение в своем составе всех классов ЭВМ. Такие ЛВС применяются в сложных системах управления крупным производством и даже отдельной отраслью: они включают в себя основные элементы всех предыдущих групп ЛВС.

• рабочие станции
• серверы
• интерфейсные платы
• кабели

• сеть содержит значительное количество серверов и клиентов;
• основу вычислительной системы составляют рабочие станции, каждая из которых функционирует как клиент и запрашивает информацию, которая находится на сервере;
• пользователь системы освобожден от необходимости знать, где находится требуемая ему информация, он просто запрашивает то, что ему нужно;
• система реализуется в виде открытой архитектуры, объединяющей ЭВМ различных классов и типов с различными системами.

• плоский двухжильный кабель,
• витая пара проводов,
• коаксиальный кабель,
• световод (оптово-волоконный кабель).

• совместного использования файлов и принтеров при высокой производительности;
• эффективного выполнения прикладных программ, ориентированных на архитектуру клиент — сервер, в т.ч. прикладных программ производителей;
• работать на различных платформах и с различным сетевым оборудованием;
• обеспечить интеграцию с INTERNET;
• дистанционного доступа к сети;
• организации внутренней электронной почты, групповых дискуссий;
• доступа к ресурсам в территориально разбросанных, многосерверных сетях с помощью служб каталогов и имен.

Источник

32. Методы доступа к общей шине в лвс.

В топологии «шина», широко применяемой в локальных сетях, все компьютеры подключены к единому каналу связи с помощью трансиверов (приемо-передатчиков). Канал оканчивается с двух сторон пассивными терминалами, поглощающими передаваемые сигналы. Данные от передающего компьютера передаются всем компьютерам сети, но воспринимаются только тем, адрес которых указан в передаваемом сообщении. Причем, в каждый момент только дин компьютер может вести передачу. Шина – пассивная топология. Это означает, что компьютеры только «слушают» передаваемые по сети данные, но не перемещают их от отправителя к получателю. Поэтому, если один компьютер выйдет из строя, это не скажется на работе остальных, что является достоинством шинной топологии. В активных топологиях компьютеры регенерируют сигналы и передают их по сети (как повторители компьютеров в кольцевой топологии). Другие достоинства «шины» — высокая расширяемость и экономичность в организации каналов связи. К недостаткам шинной организации сети относится уменьшение пропускаемой способности сети при значительных трафиках (трафик — это объем данных).

В настоящие время часто используются топологии, комбинирующие базовые: звезда-шина, звезда-кольцо. Топология звезда-шина чаше всего выглядит как объединение помощью магистральной шины” нескольких звездообразных сетей.

При топологии «звезда-кольцо» несколько звездообразных сетей соединяются своими центральными узлами коммутации в кольцо.

33. Топология глобальной вычислительной сети (гвс).

Спецификации Ethernet

Ethernet – самая популярная в настоящее время сетевая архитектура. Она использует узкополосную передачу со скоростью 10Мбит/с, топологию «шина», а для регулирования трафика в основном сегменте кабеля – CSMA/CD. Среда (кабель) Ethernet является пассивной, т.е. получает питание от компьютера. Следовательно, она прекратит работу из-за физического или неправильного подключения терминатора. Сеть Ethernet имеет характеристики: традиционная топология – линейная шина; другие топологии – звезда-шина; тип передачи – узкополосная; метод доступа – CSMA/CD; скорость передачи данных – 10 и 100 Мбит/с; кабельная система – тонкий и толстый коаксиальный UTP.

Ethernet разбивает данные на пакеты (кадры), формат которых отличается от формата пакетов, используемого в других сетях. Кадры представляют собой блоки информации, передаваемые как единое целое. Кадр Ethernet может иметь длину от 64 до 1518 байтов, но сама структура кадра Ethernet использует по крайней мере 18 байтов. Каждый кадр имеет управляющую информацию и имеет общую с другими кадрами организацию.

Существует 4 топологии Ethernet со скоростью передачи данных 10 Мбит/с: 10BaseT (10 – скорость передачи Мбит/с, Base – узкополосная, Т – витая пара).; 10Base2 (2 – передача на расстояние, примерно в 2 раза превышающее 100м); 10Base5; 10BaseFL (компьютеры и репитеры соединены оптоволоконным кабелем, максимальная длина сегмента 2000м).

Источник

Шинная топология: определение, плюсы, минусы и нюансы использования

Всем привет! Топология «Шина» («Магистраль», «Общая шина») – это когда все компьютеры подключены к общему единому кабелю. Работа в сети происходит путем передачи сообщения через каждый из узлов. На концах линии обычно стоит терминатор, который поглощает сигнал и не дает ему отражаться, что может привести к помехам или «коллизиям» (наложению сигнала). Схему можно посмотреть на картинки ниже.

Как происходит общение

Если на машину приходит сообщение, то она проверяет адрес доставки, и если сообщение адресовано ей, то принимает сообщение. Если же сообщение было адресовано другой машине, то отправляет его дальше по шине. То есть сообщение получают все сегменты сети не зависимо от адресата и получателя. И тут встает проблема – как сделать так, чтобы компы не мешали друг другу, а общий канал не забивался бессмысленными сообщениями.

Для этого применяют два способа. В первом – используется несущий сигнал, который распределяет пакеты информации. Второй – это использование управляющего или главного компьютера. В качестве примера могу привести Ethernet (стандарт IEEE 802.3) – там происходит постоянное зондирование среды, и, если она занята или наоборот свободна – используют определённый алгоритм действий для передачи сообщений.

CSMA – это более строгое название технологии, при которой пакеты информации не теряются в шинной среде. Есть два типа:

• CSMA CD – компьютеры передают информацию беспрерывно до тех пор, пока не возникнут какие-то столкновения (два пакета пришли одновременно). Тогда передача по сети полностью прерывается. Можно еще назвать как: «Обнаружение столкновений».
• CSMA CA – проверка на свободность среды. Если она свободна, то идет передача, если нет, то компьютеры «молчат».

Равноправие

Чаще всего все компьютеры равноправны между собой. Так как канал связи один, то общение происходит по очереди. В противном случае из-за одновременной отправки сообщения сигнал может накладываться друг на друга, а из-за этого будут возникать помехи. Именно поэтому применяется полудуплексный режим в сетевых картах.

Полудуплекс – это когда передача ведется только в одном направлении, в одно время и по одному каналу. Из-за того, что в шинная типология не имеет центральное управляющее звено в виде сервера или маршрутизатора, то при выходе из строя одного из участников «Шина» продолжит свою работу.

Также можно в любой момент подключить еще компьютер, используя для этого минимум кабеля. Но есть и минус в том, что при разрыве кабелей сеть полностью перестает работать. Если подобная топология сети очень большая, то между длинными кабелями используют повторители.

Повторитель – это устройство, которое усиливает и повторяет сигнал. Обычно используется в местах затухания сигнала в кабеле или беспроводном пространстве (Wi-Fi).

Плюсы и минусы шинной топологии

• Быстрая установка и в короткие сроки.
• Меньше затрат за счет применения небольшой длинны кабеля. В качестве основы используется только одна магистраль.
• Быстрая настройка, так как не нужно производить конфигурации центрального сервера.
• Даже если выйдет из строя один из компьютеров, то сеть все равно будет работать.

• Если же выйдет из строя кабель или один из терминаторов, то общаться в сети будет невозможно – опять же из-за отражения сигнала.
• Если сеть большая, то сложно найти место разрыва кабеля. Для этого используют специальное устройство.
• Чем больше компьютеров, тем медленнее будет работать сеть.
• Есть вероятность столкновения сигнала. В таком случае идет полное замолкание среды и повторная отправка пакета. Также замедляет передачу данных.

Какое количество компьютеров можно подключить к такой топологии – вам никто не ответит. Так как тут все зависит от того, как интенсивно будет использоваться среда и какая информация будет передаваться. Например, играть через эту сеть практически невозможно. Но вот периодическая отправка сообщений вполне реальна. Может подойти для некоторых офисных сетей. Как вы понимаете подобная топология имеет место быть только в небольших сетях. На самом деле, конечно, можно прикрутить туда огромное множество машин, но работать она будет медленнее из-за того, что каждый из компьютеров при подаче пакета должен будет согласовывать его отправку с другими. То есть, если один посылает сигнал, все остальные молчат и слушают. Ну и самый главный минус, если нарушена целостность кабеля хоть в одном месте, то передача данных прерывается и сеть более не функционирует.

Другие топологии сети

Источник