64174 (Структура рабочей сети Internet), страница 8

исключи­тельноразветвительным устройством (максимум на три рабочие станции).

Управление отдельной рабочей станцией в логической кольцевой сети про­исходит

так же, каки в обычной кольцевой сети. Каждой рабочей станции присваивается

соответствующий ей адрес, по которому передается управ­ление (от старшего

кмладшему и от самого младшего к самому старшему). Разрыв соединения происходит

только для нижерасположенного (ближайшего) узла вычислительной сети, так чтолишь

в редких случаях мо­жет нарушаться работа всей сети.

1.5.13Шинная топология.

При шинной топологии среда передачи информации представляется в форме

коммуникационногопути, доступного дня всех рабочих станций, к которому они все

должны быть подключены. Все рабочие станции могут не­посредственно вступать в

контакт слюбой рабочей станцией, имеющейся в сети.

Шинная топология

Рабочие станции в любое время, без прерывания работы всей вычис­лительной сети,

могутбыть подключены к ней или отключены. Функциони­рование вычислительной сети

не зависит от состояния отдельной рабочей станции.

В стандартной ситуации для шинной сети Ethernet часто используют

тонкий кабель или Cheapernet-кaбeль стройниковым соединителем. Выклю­чение и

особенно подключение к такой сети требуют разрыва шины, что вы­зывает нарушение

циркулирующего потока информациии зависание сис­темы.

Новые технологии предлагают пассивные штепсельные коробки, че­рез которые

можноотключать и / или включать рабочие станции во время работы вычислительной

сети.

Благодаря тому, что рабочие станции можно включать без прерыва­ния сетевых

процессов икоммуникационной среды, очень легко прослуши­вать информацию, т.е.

ответвлять информацию из коммуникационной среды.

В ЛВС с прямой (не модулируемой) передачей информации всегда может существовать

только однастанция, передающая информацию. Для предот­вращения коллизий в

большинстве случаев применяется временной метод разделения, согласно которому

для каждойподключенной рабочей станции в определенные моменты времени

предоставляется исключительное право на использование канала передачи данных.

Поэтомутребования к пропуск­ной способности вычислительной сети при повышенной

нагрузке снижа­ются, например, при вводе новых рабочих станций. Рабочие

станциипри­соединяются к шине посредством устройств ТАР (англ. Terminal Access

Point - точка подключения терминала). ТАР представляет собой специальный

типподсоединения к коаксиальному кабелю. Зонд игольчатой формы внедря­ется через

наружную оболочку внешнего проводника и слой диэлектрика к внутреннемупроводнику

и присоединяется к нему.

В ЛВС с модулированной широкополосной передачей информации различные рабочие

станцииполучают, по мере надобности, частоту, на ко­торой эти рабочие станции

могут отправлять и получать информацию. Пе­ресылаемые данные модулируются

насоответствующих несущих частотах, т.е. между средой передачи информации и

рабочими станциями находятся соответственно модемы для модуляции и

демодуляции.Техника широкопо­лосных сообщений позволяет одновременно

транспортировать в коммуни­кационной среде довольно большой объем информации.

Для дальнейшегоразвития дискретной транспортировки данных не играет роли, какая

перво­начальная информация подана в модем (аналоговая или цифровая), так как она

все равно вдальнейшем будет преобразована.

Характеристики топологий вычислительных сетей приведены в таб­лице.

Характери­стики Топология

Звезда Кольцо Шина

Стоимость расширения Незначительная Средняя Средняя

Присоединение абонентов Пассивное Активное Пассивное

Защита от от­казов Незначительная Незначительная Высокая

Характери­стики Топология

Звезда Кольцо Шина

Размеры сис­темы Любые Любые Ограниченны

Защищенность от прослуши­вания Хорошая Хорошая Незначительная

Стоимость подключения Незначительная Незначительная Высокая

Поведение системы при высоких на­грузках Хорошее Удовлетворитель­ное

Плохое

Возможность работы в ре­альном режиме времени Очень хорошая Хорошая Плохая

Разводка ка­беля Хорошая Удовлетворитель­ная Хорошая

Обслуживание Очень хорошее Среднее Среднее

1.5.14 Методыдоступа и протоколы передачи данных

В различных сетях существуют различные процедуры обмена информацией в сети.

Эти процедуры называются протоколами передачи данных, которые описывают

методы доступа к сетевым каналам данных.

Наибольшее распространение получили конкретные реализации методов доступа:

Ethernet, Arcnet и Token-Ring.

1.5.15 Локальнаясеть Token Ring

Этот стандарт разработан фирмой IBM. В качестве передающей среды применяется

неэкранированнаяили экранированная витая пара (UPT или SPT) или оптоволокно.

Скорость передачи данных 4 Мбит/с или 16Мбит/с. В качестве метода управле­ния

доступом станций кпередающей среде используется метод - маркерное кольцо (Тоken

Ring). Основные положения этого метода:

устройства подключаются к сети по топологии кольцо;

все устройства, подключенные к сети, могут передавать данные, только получив

разрешение напередачу (маркер);

в любой момент времени только одна станция в сети обладает таким правом.

Типы пакетов.

В IВМ Тоkеn Ring используются три основных типа пакетов:

пакет управление/данные (Data/Соmmand Frame);

маркер (Token);

пакет сброса (Аbort).

Пакет Управление/Данные. С помощью такого пакета выполняется передача данных или

команд управления работой сети.

Маркер. Станция может начать передачу данных только после получения такого

пакета, В одном кольце может быть только одинмаркер и, соответственно, только

одна станция с правом передачи данных.

Пакет Сброса. Посылка такого пакета называет прекращение любых передач. В сети

можно подключать компьютерыпо топологии звезда или кольцо.

1.5.16 Локальнаясеть Arknet.

Arknet (Attached Resource Computer NETWork ) - простая, недорогая, надежная

идостаточно гибкая архитектура локальной сети. Разработана корпорацией Datapoint

в 1977 году. Впоследствии лицензию на Аrcnet приобрела корпорация SМС

(StandardMicrosistem Corporation), которая стала основным разработчиком и

производителем оборудования для сетей Аrcnet. В качестве передающей среды

используются витаяпара, коаксиальный кабель (RG-62) с волновым сопротивлением 93

Ом и оптоволоконный кабель. Скорость передачи данных - 2,5 Мбит/с. При

подключенииустройств в Аrcnet применяют топологии шина и звезда.

Этот метод получил широкое распространение в основном благодаря тому, что

оборудование Arcnet дешевле, чем оборудование Ethernet или Token - Ring. Arcnet

используется в локальных сетях с топологией "звезда". Один из

компьютеров создает специальный маркер (сообщение специального вида),

который последовательно передается от одного компьютера к другому.

Если станция желает передать сообщение другой станции, она должна дождаться

маркера и добавить к нему сообщение, дополненное адресами отправителя и

назначения. Когда пакет дойдетдо станции назначения, сообщение будет

"отцеплено" от маркера и передано станции.

Метод управления доступом станций к передающей среде - маркерная шина (Тоken

Bus).Этот метод предусматривает следующие правила:

Все устройства, подключенные к сети, могут передавать данные

только получив разрешение на передачу (маркер);

В любой момент времени только одна станция в сети обладает таким правом;

Данные, передаваемые одной станцией, доступны всем станциям сети.

Основные принципы работы.

Передача каждого байта в Аrcnet выполняется специальной посылкой ISU(Information

SymbolUnit - единица передачи информации), состоящей из трех служебных

старт/стоповых битов и восьми битов данных. В начале каждого пакета передается

начальныйразделитель АВ (Аlегt Вurst), который состоит из шести служебных битов.

Начальный разделитель выполняет функции преамбулы пакета.

В Аrcnet определены 5 типов пакетов:

1. Пакет IТТ (Information To Transmit) - приглашение к передаче. Эта посылка

передает управление от одногоузла сети другому. Станция, принявшая этот пакет,

получает право на передачу данных.

2. Пакет FBE (Free Buffeг Еnquiries) - запрос о готовности к приему данных. Этим

пакетом проверяется готовность узлак приему данных.

3. Пакет данных. С помощью этой посылки производиться передача данных.

4. Пакет АСК (ACKnowledgments) - подтверждение приема. Подтверждение готовности

к приему данных илиподтверждение приема пакета данных без ошибок, т.е. в ответ

на FBE и пакет данных.

5. Пакет NAK ( Negative AcKnowledgments) - неготовность к приему. Неготовность

узла к приему данных (ответ на FBE ) или принят пакет с ошибкой.

В сети Arknet можно использовать две топологии: звезда и шина.

1.5.17 Локальнаясеть Ethernet

Это метод доступа, разработанный фирмой Xerox в 1975 году,

пользуетсянаибольшей популярностью. Он обеспечивает высокую скорость

передачи данных и надежность. Позднее к этому проекту присоединились компании

DigitalEquipment Corporation (DEC) и Intel Corporation. В 1982 году была

опубликована спецификация на Ethernet версии 2.0. На базе Ethernet институтом

IEEE былразработан стандарт IEEE 802.3. Различия между ними незначительные.

Для данного метода доступа используется топология "общая шина".

Поэтому сообщение, отправляемое одной рабочей станцией, принимается

одновременно всеми остальными, подключенными кобщей шине. Но сообщение,

предназначенное только для одной станции (оно включает в себя адрес станции

назначения и адресстанции отправителя). Та станция, которой предназначено

сообщение, принимает его, остальные игнорируют.

Метод доступа Ethernet является методом множественного доступа с

прослушиванием несущей и разрешением коллизий (конфликтов) (CSMA/CD -

Carier Sense Multiple Access with CollisionDetection).

Перед началом передачи рабочая станция определяет, свободен канал или

занят. Если канал свободен, станция начинаетпередачу.

Ethernet не исключает возможности одновременной передачи

сообщенийдвумя или несколькими станциями. Аппаратура автоматически

распознает такие конфликты, называемые коллизиями. Послеобнаружения конфликта

станции задерживают передачу на некоторое время. Это время небольшое идля

каждой станции свое. После задержки передача возобновляется.

Реально конфликты приводят к уменьшению быстродействия сети только в том

случае, если работает порядка 80-100 станций.

Основные принципы работы.

На логическом уровне в Ethernet применяется топология шина :

все устройства, подключенные к сети, равноправны, т.е. любая станция может

начать передачу влюбой момент времени( если передающая среда свободна);

данные, передаваемые одной станцией, доступны всем станциям сети.

1.6Сетевые операционныесистемы для локальных сетей.

Основное направление развития современных Сетевых Операционных Систем (Network

OperationSystem - NOS ) - перенос вычислительных операций на рабочие станции,

создание систем с распределенной обра­боткой данных. Это в первую очередь

связано сростом вычислительных возможностей персональных компьютеров и все более

активным внедрением мощных многозадачных операционных систем: OS/2, Windows

NТ,Windows 95. Кроме этого внедрение объектно-ориентированных технологий (ОLЕ,

DСЕ, IDAPI) позволяет упростить организацию распределенной обработки данных.

Втакой ситуации основной задачей NOS становится объединение неравноценных

операционных систем рабочих станций и обеспечение транспортного уровня

дляширокого круга задач: обработка баз данных, передача сообщений, управление

распределенными ресурсами сети (directoгу/namе service).

В современных NOS применяют триосновных подхода к организации управления

ресурсами сети.

Первый - это Таблицы Объектов (Bindery). Используется в сетевых операционных

системахNetWare v3.1х. Такая таблица находится на каждом файловом сервере сети.

Она содержит информацию о пользователях, группах, их правах доступа к ресурсам

сети(данным, сервисным услугам и т.п.). Такая организация работы удобна, если в

сети только один сервер. В этом случае требуется определить и

контролироватьтолько одну информационную базу. При расширении сети, добавлении

новых серверов объем задач по управлению ресурсами сети резко возрастает.