Вопросы ГЭК 2009new (1094840), страница 27

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

Текст из файла (страница 27)

Рис. 2. Локальная сеть

магистралью (рис.4). Это традиционная локальная сеть, состоящая из нескольких

компьютеров, причем каждый компьютер имеет свою память. Объединение происходит не с целью совместных вычислений, а с целью разделения каких-то данных и дорогостоящих ресурсов. Высокие скорости передачи данных здесь не обязательны.

Система – объект, способный осуществлять хранение, обработку или передачу данных. Система может состоять из одного или нескольких компьютеров, если последние заняты выполнением одной задачи. Но, имея блочную структуру, система образует автономное целое.

Сеть – взаимодействующие устройства передачи и обработки данных. Первоначально сети появились как средство передачи данных, позднее - стали эффективным средством распределенной обработки данных. Основные характеристики сетей определяются их архитектурой (то есть концепцией, определяющей структуру, выполняемые функции и взаимосвязь компонентов). Наиболее крупные фирмы-производители сетей предлагают свои архитектуры (например, фирма IBM – архитектуру SNA, системную сетевую архитектуру). В последнее время большое распространение получила архитектура взаимодействия открытых систем (OSI - open system interconnection), разработанная Международной организацией по стандартизации (ISO).

Абонент – устройство, физическое или юридическое лицо, взаимодействующее с системой или сетью. Например, пользователь – абонент системы и сети, если система включена в эту сеть. Сами системы и сети, в свою очередь, могут являться абонентами других, более глобальных, систем и сетей. Например, локальная сеть может быть абонентом коммуникационной сети.

Абонентская система, оконечное оборудование данных, узел сети, DTE (data terminal equipment) – система, которая является потребителем или поставщиком информации. С одной стороны, абонентские системы обслуживают абонентов-пользователей, а с другой – сами выступают в роли абонентов информационных сетей, т.е. являются посредниками. Абонентская система, созданная для работы специалиста (программиста, менеджера, инженера), именуется рабочей станцией.

Важной характеристикой абонентской системы является интерфейс – установленные стандартом характеристики и процедуры взаимодействия. Если интерфейс описывает взаимодействие абонентской системы с коммуникационной сетью, то он называется абонентским интерфейсом или интерфейсом оконечного оборудования данных. Гомогенная сеть – сеть, в которой функционируют системы и прикладные сетевые программы от одной фирмы-производителя. Следовательно, гетерогенные сети состоят из систем от разных фирм-производителей, и в них выполняются сетевые программы, написанные различными коллективами различных фирм.

Прозрачность - свойство сети “маскировать” от абонента технологические операции по предоставлению ему сетевых ресурсов. Например, пользователь сети, работая за компьютером, может не замечать, что он пользуется данными, расположенными на других компьютерах сети.

Трафик – количественное измерение в нужных точках сети числа проходящих блоков и их длины, выражаемое в битах в секунду (или других единицах).

Распределенная обработка данных, distributed data processing – методика выполнения прикладных программ группой систем. Системы, поддерживающие распределенную обработку данных, называются распределенными системами, а приложение, выполняющееся различными системами, называется распределенным.

Сущность распределенной обработки данных в сети заключается в том, что пользователь получает возможность работать с сетевыми службами и прикладными процессами, расположенными в нескольких взаимосвязанных абонентских системах.

Традиционно принято разделять сети по признаку территориальной распределенности: в зависимости от покрываемой территории сети делятся на локальные (local area network) и глобальные (wide area network) (табл.2). Таблица 2

Сравнение характеристик локальных и глобальных сетей

	Локальные (LAN)	Глобальные (WAN)
Охватываемая территория	Небольшая, радиусом не более 2 км	Большая, охватывает города, страны и континенты
Принадлежность	Одна организация	Несколько организаций
Среда передачи данных (media)	Однородная, качественная	Неоднородная, на базе существу- ющих телефонных, телеграфных линий и радиоканалов
Методы передачи	Простые, без модуляции (цифровая передача)	Сложные, с модуляцией по нес- кольким параметрам
Скорость передачи	Высокая, до 1000 Мбит/c	Низкая, до – 64кбит/c
Услуги	Широкий набор, совместное использование многих ресур- сов: принтеров, факсов и т.п.	Электронная почта, пересылка файлов, конференции, гипертекст

Характеристики в таблице перечислены в таком порядке, что следующий пункт является следствием предыдущих.

Именно из-за больших задержек в глобальных сетях каналы связи используются индивидуально, а в локальных сетях - совместно сразу несколькими узлами сети, на конкурентной основе (shared media). Для организации разделяемого доступа к линии связи, который и применяется в локальных сетях, необходимо, чтобы время распространения сигнала между двумя самыми дальними узлами сети было небольшим по сравнению с временем передачи пакета информации. Иначе значительная часть времени уйдет на получение доступа к линии, и КПД линии будет близок к нулю, что, собственно, и произойдет, если использовать метод конкурентного доступа на линиях большой протяженности. В традиционных локальных сетях транспортная подсистема пассивна и представляет собой просто физическую среду передачи электрических сигналов, а все функции по передаче пакетов распределены между обычными станциями сети.

Топологии локальных сетей легко узнаются. Как правило, это шина, кольцо или звезда:

Топологии локальных сетей легко узнаются. Как правило, это шина, кольцо или звезда.

Вообще, под топологией вычислительной сети понимается конфигурация графа, вершинам которого соответствуют компьютеры сети, а ребрам - физические связи между ними. Часто компьютеры сети называются узлами.

Топология называется пассивной, если компьютеры не принимают участия в регенерации сигналов, приходящих к ним по кабелю, и дальнейшей их передаче. В пассивной топологии компьютеры только “слушают” сигналы. При выходе одного из компьютеров из строя сеть останется работоспособной, т.к. путь распространения электрического сигнала не исчезнет. В активных топологиях компьютеры регенерируют сигналы и передают их дальше.

Существуют базовые типы топологий. Каждому из них соответствует различное оборудование (различные типы кабелей, сетевых адаптеров) и возможности. Базовые топологии: полносвязные, шина, звезда, кольцо.

Полносвязная топология. Каждый компьютер в сети связан со всеми остальными. При кажущейся естественности и простоте, этот вариант оказывается громоздким и неэффективным. Действительно, каждый компьютер в сети должен иметь большое количество портов и свою электрическую линию. Применяется редко, в основном в глобальных сетях для связи опорных серверов. Более часто применяется так называемая ячеистая топология (mesh), которая получается из полносвязной путем удаления некоторых

связей. Непосредственно связываются только те компьютеры, между которыми происходит интенсивный обмен данными.

Шина (общая шина, моноканал). Эта пассивная топология относится к наиболее простым и распространенным топологиям. В ней используется один кабель, именуемый магистралью или сегментом, вдоль которого подключены все компьютеры сети. В каждый момент времени передачу может вести только один компьютер, принимать же может один или несколько. В последнем случае организовывается так называемая широковещательная передача.

Передаваемая информация в виде электрических сигналов распространяется в обе стороны ко всем компьютерам сети. Если не предпринимать никаких специальных действий, то электрические сигналы, достигая конца кабеля, будут отражаться и не позволят остальным компьютерам вести передачу. Поэтому, после того как данные достигнут адресата, электрические сигналы необходимо гасить. На случай, если ни один компьютер не примет сигнал и не погасит его, на каждом конце кабеля устанавливают терминаторы, поглощающие этот сигнал (рис. 7).

Рис. 7. Пример сети с топологией "шина"

При увеличении числа компьютеров в сети с топологией “шина” их подключают к тому же сегменту кабеля, к которому подключены остальные, или же к новому сегменту кабеля. Новый сегмент подсоединяется через баррел-коннектор или повторитель (repeater).

При прохождении через баррел-коннектор сигнал ослабевает, и поэтому злоупотреблять количеством баррел-коннекторов не стоит. Лучше применять один длинный кабель, чем сращивать несколько коротких отрезков. Повторитель, в отличие от коннектора, является активным устройством и усиливает проходящий через него сигнал.

Преимущества “шины”: дешевизна и простота разводки коаксиального кабеля по помещениям. Недостаток: повреждения кабеля нарушают работу сети.

Радиальная топология. Все компьютеры подключаются к специальному устройству, именуемому концентратором или хабом (hub) (рис.8). Сигналы от передающего компьютера поступают на концентратор, а оттуда всем остальным. Эта топология возникла на заре вычислительной техники и является наследием мира мейнфреймов, где все компьютеры (терминалы) были подключены к центральному, главному, компьютеру.

а) б)

Рис.8. Радиальные топологии: а) звезда, б) иерархическая звезда.

В сетях с топологией “звезда” (рис.8а) подключение кабеля и управление конфигурацией сети централизованы. Это обеспечивает большую надежность по сравнению с остальными топологиями. Если выйдет из строя какой-либо компьютер (или кабель, соединяющий его с концентратором), то лишь этот компьютер не сможет передавать, принимать данные, а остальная часть сети функционировать не перестанет.

Недостатки такой топологии:

• больший расход кабеля;

• высокие требования, предъявляемые к концентратору. Он должен быть достаточно мощным (по пропускной способности) для обслуживания всех компьютеров сети. Отсюда и высокая стоимость концентратора;

• выход из строя концентратора “парализует” всю сеть.

Если число компьютеров в сети возрастает настолько, что один концентратор уже не в состоянии обслужить их, то используют несколько иерархически соединенных концентраторов. Такая топология называется иерархической звездой (рис. 8 б).

Среди концентраторов выделяют пассивные и активные. Активные концентраторы регенерируют и передают сигнал дальше, как это делают повторители. Иногда их называют многопортовыми повторителями - они имеют от 8 до 12 портов для подключения компьютеров. Пассивные концентраторы пропускают через себя сигнал, не восстанавливая его. Их достоинство - отсутствие необходимости в источнике питания.

Кольцо. Компьютеры подключаются к кабелю, замкнутому в кольцо. Сигналы передаются по кольцу в одном направлении и проходят через каждый компьютер. Компьютеры сети, регенерируют проходящие через них сигналы, следовательно, каждый компьютер, как компьютер сети активной топологии, выполняет функцию повторителя. В кольцевой сети приходится принимать специальные меры, чтобы в случае выхода из строя (отключения) какой-либо стан станции или сегмента кабеля не прервался канал связи между остальными компьютерами, и не прекратила функционировать вся сеть.

Внешне сети с топологиями “звезда” и “кольцо” могут выглядеть одинаково. Конкретный тип таких сетей зависит от физических связей в концентраторе или от логики его работы.

Таблица 4

Характеристики

Список файлов ВКР