Э. Таненбаум - Компьютерные сети. (4-е издание) (DJVU) (1130092), страница 9
Текст из файла (страница 9)
При получении пакета машина проверяет его адресное поле, Если пакет адресован этой машине, она его обрабатывает. Пакеты, адресованные другим машинам, игнорируются. В качестве иллюстрации представьте себе человека, стоящего в конце корилора с болыпим количеством комнат и кричащего; «Ватсон, идите сюда. Вы мне нужным И хотя это сообщение может быть получено (усльппано) многими людьми, ответит только Ватсон. Остальные просто не обратят на него внимания. Другим примером может быть объявление в аэропорту, предлагающее всем пассажирам рейса 644 подойти к выходу номер 12. Широковещательные сети также позволяют адресовать пакет одновременно всем машинам с помощью специального кода в поле адреса.
Когда передается пакет с таким кодом, его получают и обрабатывают все машины сети. Такая опера- 38 Глава 1. Введение ция называется широковещательной передачей, Некоторые широковещательные системы также предоставляют возможность посылать сообщения подмножеству машин, и это называется многоадресной передачей, Одной из возможных схем реализации этою может быть резервирование одного бита для признака многоадресной передачи.
Оставшиеся и-1 разрядов адреса могут содержать номер группы, Каждая машина может «подписаться» на одну, несколько или все группы. Когда пакет посылается определенной группе, он доставляется всем машинам, являющимся членами этой группы. Сети с передачей от узла к узлу, напротив, состоят из большого количества соединенных пар машин. В сети подобного типа пакету, чтобы добраться до пункта назначения, необходимо пройти через ряд промежуточных машин, Часто при этом существует несколько возможных путей от источника до получателя, поэтому алгоритмы вычисления таких путей играют очень важную роль в сетях с передачей от узла к узлу. Обычно (хотя имеются н исключения) небольшие, географически локализованные в одном месте сети используют широковещательную передачу, тогда как в более крупных сетях применяется передача от узла к узлу. В последнем случае имеется один отправитель и один получатель, и такую систему иногда называют однонаправленной передачей.
Другим признаком классификации сетей является их размер. На рис. 1А приведена классификация мультипроцессорных систем в зависимости от их размеров, В верхней строке таблицы помещаются персональные сети, то есть сети, предназначенные для одного человека. Примером может служить беспроводная сеть, соединяющая компьютер, мышь, клавиатуру и принтер. Устройство типа Р1)А, контролирующее работу слухового аппарата или являющееся кардиостимулятором, тоже попадает в зту категорию. Далее в таблице следуют более протяженные сети.
Их можно разделить на локальные, муниципальные и глобальные сети. И замыкают таблицу объединения двух и более сетей. Расстояние между процессорами Процессоры расположены Пример Персональная сеть Локальная сеть Муниципальная сеть Глобальная сеть Интернет Рис. т.а. классификация многопроцессорных систем по размеру Сетевое оборудование 39 Хорошо известным примером тако~о объединения выступает Интернет.
Размеры сетей являются весьма важным классификационным фактором, поскольку в сетях различного размера применяется различная техника. В данной книге мы рассмотрим сети всех размеров, а также их объединения. Далее мы дадим краткое описание сетевого оборудования. Локальные сети Локальными сетями называют частные сети, размещаюшиеся, как правило, в одном здании или на территории какой-либо организации площадью до нескольких квадратных километров. Их часто используют для объединения компьютеров и рабочих станций в офисах компании или предприятия для предоставления совместного доступа к ресурсам (например, принтерам) и обмена информацией, Локальные сети отличаются от других сетей тремя характеристиками: размерами, технологией передачи данных и топологией. Локальные сети ограничены в размерах — это означает, что время пересылки пакета ограничено сверху и этот предел заранее известен.
Знание этого предела позволяет применять определенные типы разработки, которые были бы невозможны в противоположном случае. Кроме того, это упрощает управление локальной сетью. В локальных сетях часто применяется технология передачи данных, состоящая из единственного кабеля, к которому присоединены все машины. Это подобно тому, как раньше в сельской местности использовались телефонные линии. Обычные локальные сети имеют пропускную способность канала связи от 10 до 100 Мбит/с, невысокую задержку (десятые доли микросекунды) и очень мало ошибок. Наиболее современные локальные сети могут обмениваться информацией на более высоких скоростях, доходящих до 10 Гбит/с. В этой книге мы будем придерживаться традиции и указывать скорость линий в мегабитах в секунду (1 Мбит состоит из 1000000 бит) и в гигабитах в секунду (1 Гбпт равен 1 000 000 000 бит), В широковещательных локальных сетях могут применяться различные топо- логические структуры.
На рис. 1.5 показаны две из них. В сети с обшей шиной (линейный кабель) в каждый момент одна из машин является хозяином шины (гпаз1ег) и имеет право на передачу. Все остальные машины должны в этот момент воздержаться от передачи. Если две машины захотят что-нибудь передавать одновременно, то возникнет конфликт, для разрешения которого требуется специальный механизм.
Этот механизм может быть централизованным или распределенным. Например, стандарт 1ЕЕЕ 802.3, называемый Е1Ьегпег, описывает широковещательную сеть с топологией обшей шины с децентрализованным управлением, работающую на скоростях от 10 Мбит/с до 10 Гбит/с. Компьютеры в сети Егпегпег могут выполнять передачу в любое время. При столкновении двух илн более пакетов каждый компьютер просто ждет в течение случайного интервала времени, после которого снова пытается передать пакет. 40 Глава 1.
Введение Компьютер омпьютер а Рио. 1.6. Широковещательнь~е сети: шина (а); кольцо (б1 Вторым типом широковещательных сетей является кольцо. В кольце каждый бит передается по цепочке, не ожидая остальной части пакета. Обычно каждый бит успевает обойти все кольцо, прежде чем будет передан весь пакет. Как и во всех широковещательных сетях, требуется некая система арбитража для управ- пения доступом к линии. Применяемые для этого методы будут описаны далее в этой книге. Стандарт 1ЕЕЕ 802.5 (маркерное кольцо) описывает популярную кольцевую локальную сеть, работающую на скоростях 4 и 16 Мбит/с.
Еще одним примером кольцевой сети является ЕРР1 (оптоволоконная сеть). В зависимости от способа назначения канала широковещательные сети подразделяются на статические и динамические. При статическом назначении используется циклический алгоритм и все время делится между всеми машинами на равные интервалы, так что машина может передавать данные только в течение выделенного ей интервала времени. При этом емкость канала расходуется неэкономно, так как временной интервал предоставляется машинам независимо от того, есть им что сказать или нет. Поэтому чаще используется динамическое (то есть по требованию) предоставление доступа к каналу.
Методы динамического предоставления доступа к каналу также могут быть централизованными либо децентрализованными. При централизованном методе предоставления доступа к каналу должен существовать арбитр шины, определяющий машину, получающую право на передачу. Арбитр должен принимать решение на основании получаемых запросов и некоего внутреннего алгоритма. При децентрализованном методе каждая машина должна сама решать, передавать ей что-нибудь или нет. Можно подумать, что подобный метод обязательно приводит к беспорядку, однако это не так, далее мы рассмотрим различные алгоритмы, специально созданные для внесения порядка в возможный хаос. Муниципальные сети Муниципальные сети (шесгоро!1(ап агеа ттсгтчогк, МА(т() объединяют компьютеры в пределах города.
Самым распространенным примером муниципальной сети является система кабельного телевидения. Она стала правопреемником обычных антенных телесетей в тех местах, где тю тем или иным причинам качество эфира Сетевое оборудование 41 было слишком низким. Общая антенна в этих системах устанавливалась на вершине какого-нибудь холма, и сигнал передавался в дома абонентов.
Вначале стали появляться специализированные, разработанные прямо на объектах сетевые структуры. Затем компании-разработчики занялись продвижением своих систем на рынке, начали заключать договоры с городским правительством и в итоге охватили целые города. Следуюгцим шагом стало создание телевизионных программ и даже целых каналов, предназначенных только для кабельного телевидения.
Зачастую они представляли какую-то область интересов. Можно было подписаться на новостной канал, спортивный, посвященный кулинарии, саду-огороду и т. д. До конца 90-х годов эти системы были предназначены исключительно для телевизионного приема. Когда Интернет стал привлекать к себе массовую аудиторию, операторы кабельного телевидения поняли, что, внеся небольшие изменения в систему, можно сделать так, чтобы по тем же каналам в неиспользуемой части спектра передавались (причем в обе стороны) цифровые данные. С этого момента кабельное телевидение стало постепенно преврашаться в муниципальную компьютерную сеть. В первом приближении систему МАХ можно представить себе такой, как она изображена на рис. 1.6. На этом рисунке видно, что по одним и тем же линиям передается и телевизионный, и цифровой сигналы. Во входном устройстве они смешиваются и передаются абонентам.
Мы еще вернемся к этому вопросу позднее. Рнс. 1.6. Муниципальная сеть на базе кабального ТВ Впрочем, муниципальные сети — это не только кабельное телевидение. Недавние разработки, связанные с высокоскоростным беспроводным доступом в Интернет, привели к созданию других МАХ, которые описаны в стандарте 1ЕЕЕ 802.16.
Мы рассмотрим их более подробно в главе 2. 42 Глава 1. Введение Глобальные сети Глобальная сеть (и Ые агеа пегтсогв, %АХ) охватывает значительную географическую область, часто целую страну или даже континент. Она обьединяет машины, предназначенные для выполнения программ пользователя (то есть приложений). Мы будем следовать традиционной терминологии и называть эти машины хостами. Хосты соединяются коммуникационными подсетями, называемыми для краткости просто подсетями. Хосты обычно являются собственностью клиентов (то есть просто клиентскими компьютерами), в то время как коммуникационной подсетью чаше всего владеет и управляет телефонная компания или поставщик услуг Интернета.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
