1. Основы построения локальных вычислительных сетей
1.1 Основные сведения о локальных компьютерных сетях
Локальная сеть представляет собой набор компьютеров, периферийных устройств (принтеров и т. п.) и коммутационных устройств, соединенных кабелями. В качестве кабеля используются «толстый» коаксиальный кабель, «тонкий» коаксиальный кабель, витая пара, волоконно-оптический кабель. «Толстый» кабель, в основном, используется на участках большой протяженности при требованиях высокой пропускной способности. Волоконно-оптический кабель позволяет создавать протяженные участки без ретрансляторов при недостижимой с помощью других кабелей скорости и надежности. Однако стоимость кабельной сети на его основе высока, и поэтому он не нашел пока широкого распространения в локальных сетях. В основном локальные компьютерные сети создаются на базе «тонкого» кабеля или витой пары. Первоначально сети создавались по принципу «тонкого» Ethernet. В основе его — несколько компьютеров с сетевыми адаптерами, соединенные последовательно коаксиальным кабелем, причем все сетевые адаптеры выдают свой сигнал на него одновременно. Недостатки этого принципа выявились позже. С ростом размеров сетей параллельная работа многих компьютеров на одну единую шину стала практически невозможной: очень велики стали взаимные влияния друг на друга. Случайные выходы из строя коаксиального кабеля (например, внутренний обрыв жилы) надолго выводили всю сеть из строя. А определить место обрыва или возникновения программной неисправности, «заткнувшей» сеть, становилось практически невозможно. Поэтому дальнейшее развитие компьютерных сетей происходит на принципах структурирования. В этом случае каждая сеть складывается из набора взаимосвязанных участков — структур. Каждая отдельная структура представляет собой несколько компьютеров с сетевыми адаптерами, каждый из которых соединен отдельным проводом — витой парой — с коммутатором. При необходимости развития к сети просто добавляют новую структуру. При построении сети по принципу витой пары можно проложить больше кабелей, чем установлено в настоящий момент компьютеров. Кабель проводится не только на каждое рабочее место, независимо от того, нужен он сегодня его владельцу или нет, но даже и туда, где сегодня рабочего места нет, но возможно появление в будущем. Переезд или подключение нового пользователя в итоге потребует лишь изменения коммутации на одной или нескольких панелях. Структурированная система несколько дороже традиционной сети за счет значительной избыточности при проектировании. Но зато она обеспечивает возможность эксплуатации в течение многих лет. Для сетей, построенных по этому принципу, появляется необходимость в специальном электронном оборудовании. Одно из таких устройств — хаб — является коммутационным элементом сети. Каждый хаб имеет от 8 до 30 разъемов (портов) для подключения либо компьютера, либо другого хаба. К каждому порту подключается только одно устройство. При подключении компьютера к хабу оказывается, что часть электроники сетевого интерфейса находится в компьютере, а часть — в хабе. Такое подключение позволяет повысить надежность соединения. В обычных ситуациях, помимо усиления сигнала, хаб восстанавливает преамбулу пакета, устраняет шумовые помехи и т. д. Хабы являются сердцем системы и во многом определяют ее функциональность и возможности. Даже в самых простых хабах существует индикация состояния портов. Это позволяет немедленно диагностировать проблемы, вызванные плохими контактами в разъемах, повреждением проводов и т. п. Существенным свойством такой структурированной сети является ее высокая помехоустойчивость: при нарушении связи между двумя ее элементами, остальные продолжают сохранять работоспособность. Задача соединения компьютерных сетей различных организаций, зачастую созданных на основе различных стандартов, вызвала появление специального оборудования (мостов, маршрутизаторов, концентраторов и т. п.), осуществляющего такое взаимодействие.
41. Понятие и определение локальных вычислительных сетей, их характеристики
Сеть – это совокупность объектов образуемых устройствами передачи и обработки данных.
Международная организация по стандартизации определила вычислительную сеть как последовательную бит-ориентированную передачу информации м/у связанными друг с другом.
Локальная – вычислительная сеть (ЛВС) – расположенная в одном или нескольких близкорасположенных зданиях. ЛВС обычно размещаются в каких, либо организациях, поэтому их называют корпоративными.
Организация ЛВС позволяет решать следующие задачи:
1.обмен информацией между абонентами сети, что позволяет сократить бумажный документооборот и перейти к электронному документообороту.
2. предоставлять руководству достоверную и оперативную информацию, необходимую для оценки ситуации и принятия правильных решений.
3. организация собственных информационных систем, содержащих автоматизированные банки данных.
4. коллективное использование ресурсов, таких как высокоскоростные печатающие устройства, запоминающие устройства большой емкости, мощные средства обработки информации, прикладные программные системы, базы данных, базы знаний.
Эффективность функционирования ЛВС характеризуется следующими факторами:
1.Производительность ЛВС оценивается:
a)временем реакции на запросы клиентов ЛВС;
b)пропускной способностью, равной количеству данных, передаваемых за единицу времени;
c)задержкой передачи пакета данных устройствами сети.
2.Надежность. Для оценки надежности ЛВС вводятся такие характеристики, как коэффициент готовности и устойчивости к отказам, т.е. способность работать при отказе части устройств. Сюда же относят и безопасность, т.е. способность ЛВС защищать данные от несанкционированного доступа к ним.
3.Расширяемость характеризует возможность добавления новых элементов и узлов в ЛВС.
4.Управляемость – это возможность контролировать состояние узлов ЛВС, выявлять и разрешать проблемы, возникающие при работе сети, анализировать и планировать работу ЛВС.
5.Совместимость – это возможность компоновки ЛВС на основе разнородных программных продуктов.
42. Аппаратные средства локальных сетей, их состав, конфигурация, функции.
Сетевая карта является тем устройством которое физически соединяет компьютер с сетью:
1. Передача данных – данные передаются из ОЗУ в адаптер или из адаптера в память через программируемый канал ввода/вывода.
2. Буферизация служит для пересылки данных в адаптер или из него со скоростью обмена по сети используется ……. Во время обработки данных в сетевой карте данные хранятся в буфере.
3. Формирование пакета – сетевой адаптер должен разделять на блоки в режиме передачи и наоборот в режиме приема соединять их. Кадр включает несколько служебных полей среди которых дается адрес компьютера назначения и конкретная сумма.
4. Доступ к каналу связи – это набор правил обеспечивающий доступ к сети передачи , выявление конфликтных ситуаций и контроль состояия сети.
5. Операция преобразования параллельного кода в последовательный код при передаче даных, при приеме наоборот.
Повторители и усилители
Повторители используются в сетях с цифровым сигналом для борьбы с ослаблением сигнала. Они обеспечивают надежную передачу данных на большие расстояния. Когда повторители получают ослабленный входящий сигнал он увеличивает его мощности и посылает этот сигнал следующему сигменту.
Усилители используются для увеличения сигнала в сетях использующих аналоговый сигнал. Аналоговые сигналы могут передавать как голос, так и данные одновременно.
Концентратор представляет собой сетевое устройство, служащее в качестве центральной точки соединенеия компьютеров.
Существует 3 основных типа: пассивные – не требующие электроэнергии действует как просто точка соединения;
— активные – требует электроэнергию, которую использует для восстоновления и усиления сигнала.
— интеллектуальные – могут представлять такие сервисы как переключение пакетов и перенаправление трафика.
Служат для оптимального выбора пути.