Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Примечание Трансивер (transceiver) — интегральный компонент сете­вого интерфейса, отвечающий как за передачу данных по сети, так и за их прием. «Толстый» Ethernet — единственная форма сети Ethernet, в которой трансивер отделен от сетевого адаптера. Трансивер подключа­ется к коаксиальному кабелю с помощью так называемого «вампира» (vampire tap), получившего свое имя за металлические зубья, которые пронзают изоляцию кабеля до непосредственного контакта с медной жилой. К сетевому адаптеру трансивер подключается с помощью AUI-кабеля. Во всех других стандартах физического уровня сети Ethernet трансиверы интегрированы в сетевые платы и не требуют использова­ния отдельных АUI-кабелей.

Когда один из компьютеров сети передает данные, сигналы дви­жутся по кабелю в обоих направлениях, достигая всех остальных си­стем. В сети с топологией «шина» всегда два свободных окончания, которые необходимо особым образом блокировать. Для сброса при­ходящего сигнала установите на концы шины специальные уст­ройства — терминаторы (terminator). Без терминатора сигнал, дос­тигший конца шины, будет отражаться и создавать помехи сигналам, переданным позднее.

Главная беда топологии «шина» в том, что разрыв кабеля или вы­ход из строя единственного разъема или терминатора нарушают фун­кциональность системы в целом. Сигнал, который не может пройти дальше определенной точки, недосягаем для всех компьютеров, рас­положенных за ней. Кроме того, разорванный кабель — это конечная точка сети без терминатора. В той части сети, по которой перемеща­ется переданный сигнал, на него может повлиять сигнал, отражен­ный от точки разрыва. Все это объясняет, почему сети с топологией «шина» сейчас почти не используются.

Топология «звезда»

В отличие от сети с топологией «шина», в которой компьютеры со­единены последовательно, в сети с топологией «звезда» есть централь­ный узел — хаб (hub), или концентратор (concentrator). Каждый ком­пьютер подсоединяется к концентратору отдельным кабелем (рис.2.). Топология «звезда» сейчас используется в большинстве сетей Ethernet, а также в сетях с другими протоколами. В сети с такой топологией могут применяться кабели нескольких различных видов, в том числе «витая пара» и оптоволокно.

Рис. 2. В сети с топологией «звезда» для каждого компьютера используется отдельное соединение

Топология «звезда» обычно используется в сетях Ethernet на осно­ве кабеля UTP. Функционально в ней, как и в топологии «шина», ис­пользуется общая сетевая среда. Хотя каждый компьютер подсоеди­нен к концентратору собственным кабелем, концентратор передает поступающие в него сигналы на все порты. Поэтому сигнал, пере­данный одним компьютером, поступает на все остальные компьюте­ры ЛВС.

Основное преимущество топологии «звезда» в том, что у каждого компьютера имеется собственное соединение с концентратором. Вы­ход из строя кабеля или разъема отражается на работе только одного компьютера. Недостатком топологии «звезда» является использова­ние дополнительного оборудования — концентратора. При неисправ­ности концентратора «падает» вся система. Однако случается такое довольно редко, т. к. концентратор — это относительно простое уст­ройство, которое к тому же обычно устанавливают в закрытом поме­щении.

Топология «иерархическая звезда»

Может показаться, что размер сети Ethernet с топологией «звезда» ограничен количеством портов в концентраторе. Но, когда Ваша сеть достигнет этого предела, ее можно расширить, добавив второй кон­центратор, а иногда и третий, и четвертый. Чтобы подключить к сети с топологией «звезда» второй концентратор, подсоедините его к пер­вому концентратору с помощью обычного кабеля и специального кас­кадирующего (uplink) порта на одном из концентраторов (рис. 2.3). Так создается сеть с топологией «иерархическая звезда» (hierarchical star), которую иногда называют также сетью с древовидной структурой (branching tree network). В обычную сеть Ethernet со скоростью пере­дачи 10 Мбит/сек таким способом можно включить до четырех кон­центраторов, а в сеть Fast Ethernet — как правило, только два.

Концентратор

Рис. 3. В сети с топологией «иерархическая звезда» используется несколько концентраторов

Топология «кольцо»

Сеть с топологией «кольцо» похожа на сеть с топологией «шина»: ло­гически компьютеры в ней также соединены друг с другом последо­вательно. Отличие заключается в том, что в топологии «кольцо» два конца кабеля соединены вместе. Сигнал, сгенерированный одним из компьютеров, движется по кольцу ко всем остальным компьютерам и в конце концов возвращается в исходную точку. Топология «кольцо» применяется в сетях, в которых управление доступом к среде осуществляется с помощью маркеров, например, в сетях Token Ring. Важно понимать, что в большинстве случаев «коль­цо» — это логическая, а не физическая конструкция. Точнее, под «кольцом» подразумевается схема подключения проводов, а не спо­соб прокладки кабелей.

Пусть Вас не смущает, что внешне сеть с топологией «кольцо» похожа на сеть с топологией «звезда». Фактически, кабели в сети с топологией «кольцо» также подключаются к концентратору, из-за чего она и выглядит как «звезда» (рис. 4). Сетевое «кольцо» реали­зовано логически с помощью соединения проводов внутри кабелей и специального концентратора — модуля множественного доступа (mul­tistation access unit, MAU). Он получает данные через один порт и по очереди передает их через все остальные (не одновременно, как кон­центратор Ethernet). Рассмотрим пример. Компьютер, подключенный к порту № 3 восьмипортового модуля MAU, передает пакет данных. Получив его, MAU передает их только на порт № 4. Получив данные, компьютер, подключенный к порту № 4, немедленно возвращает их в модуль MAU, которые ретранслирует данные через порт № 5. Этот процесс продолжается до тех пор, пока модуль не передаст сигнал всем компьютерам кольца. В конце концов, пакет попадает в компью­тер, который его сгенерировал, и там уничтожается Использование физической топологии «звезда» в сети с топологи­ей «кольцо» обеспечивает функционирование сети даже в случае по­вреждения кабеля или разъема. С помощью специальной схемы мо­дуль множественного доступа просто исключает неисправную рабо­чую станцию из кольца, сохраняя его логическую топологию. Если бы кабель был проложен буквально по кольцу, без модуля множе­ственного доступа, любое его повреждение приводило бы к прекра­щению работы сети. Тем не менее среди популярных сетевых прото­колов имеется один — FDDI (Fiber Distributed Data Interface) — в ко­тором допускается соединение кабелей в физическое кольцо. Кольцо это должно состоять из двух раздельных физических колец, трафик по которым передается в противоположных направлениях. Если ком­пьютеры подключены к обоим кольцам, сеть может функциониро­вать, даже если одно из них выйдет из строя.

•Логически - «кольцо»

Рис. 4. В топологии «кольцо» физически кабели располагаются в форме звезды, а логически образуют кольцо

Ячеистая топология

Ячеистая топология (mesh topology) компьютерных сетей существует скорее в виде теоретической концепции, чем в виде практической реализации. В сети с ячеистой топологией все компьютеры связаны друг с другом отдельными соединениями (рис. 5). В реальности эта топология реализована пока только в сетях с двумя узлами. При уве­личении количества компьютеров в сети каждый из них пришлось бы оборудовать сетевыми интерфейсами по числу остальных компьюте­ров. Например, в сети с пятью узлами на каждом компьютере при­дется установить по 4 сетевых интерфейса, что, конечно, нереально. С другой стороны, сеть с ячеистой топологией обладает безупречной отказоустойчивостью: любая неисправность в ней сказывается на ра­ботоспособности только одного компьютера.

Рис. 5. В сети с ячеистой топологией любая пара компьютеров соединена между собой

А вот в интерсетях ячеистая топология уже используется. В ячеис­той интерсети благодаря использованию избыточных маршрутизато­ров данные могут добраться от одной системы к другой несколькими путями (рис. 6). Эта топология часто применяется в крупных корпо­ративных сетях, поскольку она защищает их от неисправностей марш­рутизаторов, концентраторов, кабелей и др. Чаще всего, когда говорят о ячеистой топологии, имеют в виду именно такое ее применение.

Маршрутизатор

Маршрутизатор Маршрутизатор

Рис. 6. Интерсеть с ячеистой топологией

Беспроводные технологии

Топологией обычно называют способ соединения компьютеров с по­мощью кабелей, но на самом деле смысл этого слова несколько шире. Обычно в беспроводных сетях используются несвязанные среды (un­bounded media), но это не означает, что в соединении компьютеров отсутствует какая-либо структура. В беспроводных ЛВС используют­ся в основном две топологии — одноранговая, или «каждый с каж­дым» (ad hoc), и инфраструктура (infrastructure). В сети с одноранго­вой топологией все компьютеры оборудованы беспроводными адап­терами сетевого интерфейса и способны беспрепятственно общаться друг с другом. Их можно как угодно перемещать, при условии, что они остаются в пределах действия беспроводной технологии. Такой вариант приемлем для домашних или небольших офисных сетей, со­стоящих из небольшого числа компьютеров, в обстоятельствах, когда установка кабеля неудобна, непрактична или невозможна.

Сеть с топологией «инфраструктура» состоит из компьютеров, оборудованных беспроводными интерфейсами, которые обменивают­ся данными с сетью при помощи беспроводных трансиверов, подклю­ченных к сети обычными кабелями. Эти трансиверы называются точ­ками доступа к сети (network access points). В сети с такой топологией компьютеры непосредственно друг с другом данными не обменива­ются. Обмен осуществляется через кабельную сеть и точки доступа к ней. Эта топология больше подходит для крупной сети, в которой беспроводными интерфейсами оборудовано лишь несколько компью­теров, например, портативных. Обмениваться данными непосред­ственно друг с другом пользователям этих компьютеров не приходит­ся. Все, что им нужно, — это доступ к серверам и другим ресурсам корпоративной сети.

Основные программные и аппаратные компоненты сети

Даже в результате достаточно поверхностного рассмотрения работы в сети стано­вится ясно, что вычислительная сеть — это сложный комплекс взаимосвязанных и согласованно функционирующих программных и аппаратных компонентов. Изу­чение сети в целом предполагает знание принципов работы ее отдельных элемен­тов:

• компьютеров;

• коммуникационного оборудования;

• операционных систем;

• сетевых приложений.

Весь комплекс программно-аппаратных средств сети может быть описан много­слойной моделью. В основе любой сети лежит аппаратный слой стандартизован­ных компьютерных платформ. В настоящее время в сетях широко и успешно применяются компьютеры различных классов — от персональных компьютеров до мэйнфреймов и суперЭВМ. Набор компьютеров в сети должен соответствовать набору разнообразных задач, решаемых сетью.

Второй слой — это коммуникационное оборудование. Хотя компьютеры и явля­ются центральными элементами обработки данных в сетях, в последнее время не менее важную роль стали играть коммуникационные устройства. Кабельные сис­темы, повторители, мосты, коммутаторы, маршрутизаторы и модульные концент­раторы из вспомогательных компонентов сети превратились в основные наряду с компьютерами и системным программным обеспечением как по влиянию на харак­теристики сети, так и по стоимости. Сегодня коммуникационное устройство может представлять собой сложный специализированный мультипроцессор, который нуж­но конфигурировать, оптимизировать и администрировать. Изучение принципов работы коммуникационного оборудования требует знакомства с большим количе­ством протоколов, используемых как в локальных, так и глобальных сетях.

Характеристики

Список файлов лекций