tanenbaum_seti_all.pages (525408), страница 9
Текст из файла (страница 9)
1 4 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 РРА, контролирующее работу слухового аппарата или являющееся кардиостимулятором, тоже попадает в эту категорию. Далее в таблице следуют более протяженные сети.
Их можно разлелить на локальные, муниципальные и глобальные сети. И замыкают таблицу объединения двух и более сетей. Расстояние Процессоры между процессорами расположены Персональная сеть Локальная сеть Муниципальная сеть Глобальная сеть Интернет Рис. 1.4. классификация многопроцессорных систем по размеру Сетевое оборудование 39 Хорошо известным примером такого 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 од ном здании или на территории какой-либо организации плошадью 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 опрелеленные 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 Гбнт/с. В этой книге мы будем придерживаться традиции и указывать скорость линий в мегабитах в секунду (1 Мбит состоит из 1 000000 бит) и в гигабитах в секунлу (1 Гбит 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 общей шиной (линейный кабель) в кажлый момент одна из машин является хозяином шины (шазгег) и имеет право на передачу.
Все остальные машины лолжны 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 Егйегпее, описывает широковещательную сеть с топологией общей шины с децентрализованным управлением, работах>щую на скоростях от 10 Мбит/с до 10 Гбит/с. Компьютеры в сети ЕсЛегпег могут выполнять передачу в любое время. При столкновении двух или более пакетов каждый компьютер просто ждет в течение случайного интервала времени, после которого снова пытается передать пакет. 40 Глава!.
Введение Компьютер омпьютер Кабель Рис. 1.б. Широковещательные сети; шина (е); кольцо (б! Вторым типом широковещательных сетей является кольцо. В кольце каждый бит передается по цепочкс, нс ожидая остальной части пакета. Обычно каждый бит успеваст обойти все кольцо, прежлс чем будет передан весь пакет. Как и во всех широковещательных сетях, требуется некая система арбитража лля управления доступом к линии.
Применяемые лля этого методы булут описаны далее в этой книге. Стандарт ?ЕЕЕ 802.5 (маркерное кольцо) описывает популярную кольцевую локальную сеть, работающую на скоростях 4 и 16 Мбит/с. Еще одним примером кольцевой сети является Е?)Р! (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 межлу всеми машинами на равныс 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 иа исрсдачу. Арбитр лолжсн принимать решение иа 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 ириволит к беспорядку, однако это не таю далее мы рассмотрим различные алгоритмы, специально созданные для внесения порялка в возможный хаос. Муниципальные сети Муниципальные сети (тсггоро!!сап агеа пегтког?г, МА?'?) объединяют компьютеры в пределах города. Самым распространснным примером муниципальной сети является система кабельного телевидения. Она стала правопреемником обычных антенных телесетей в тех местах, где по 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 перелавался в дома абонентов. Вначале стали появляться специализированные, разработанные прямо на объектах сетевые структуры. Затем компании-разработчики занялись пролвижением своих систем на рьшке, начали ааключать договоры с городским правительством и в итоге охватили целые города. Следующим шагом стало создание телевизионных программ и даже целых каналов, предназначенных только лля кабельного телевиления. Зачастую опи прслставляли 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 телевиления поняли, что, внеся небольшис 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 телевиденис стало постепенно превращаться в муниципальную компьютерную сеть, В первом приближении систему МАй1 можно представить себе такой, как она изображена на рис. 1.6. На этом рисунке видно, что по одним и тем же линиям передается и тслевизионный, и цифровой сигналы. Во входном устройстве они смешиваются и передаются абонентам. Мы еще вернемся к этому вопросу позднее. 4й' "ящ' 'й~' "йй' ф~'и'йй' йй " тйй': Рис. т.в. муниципальная сеть на базе кабельного тв Впрочем, муниципальные сети — это це только кабельное телевилсние. Недавние разработки, связанные с высокоскоростным беспроводным доступом в Иитернст, 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 (ъЫе агеа пегтчогк, ЮА)ч) охватывает значительную географическую область, часто целую страну или даже континент. Она объединяет 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 чаще всего владеет и управляет телефонная компания или поставщик услуг Интернета.
Задачей подсети является передача сообщений от хоста хосту, подобно тому как телефонная система переносит слова от говорящего слушающему. Таким образом, коммуникативный аспект сети (подсеть) отделен от прикладного аспекта (хостов), что значительно упрощает структуру сети. В большинстве глобальных сетей подсеть состоит из двух раздельных компонентов: линий связи и псреключающих элементов. Линии связи, также называемые каналами или магистралями, переносят данные от машины к машине. Переключающие элементы являются специализированными компьютерами, используемыми для соединения трех или более линий связи.
Когда данные появляются на входной линии, переключающий элемент должен выбрать выходную линию— дальнейший маршрут этих данных. В прошлом лля названия этих компьютеров не было стандартной терминологии. Сейчас их называют маршрутизаторами (гоцсег), однако читателю следует знать, что по поводу терминологии в данном случае единого мнения не существует.
К сожалению, многие остряки-самоучки любят рифмовать «гоцьег» с «донЬгег», что в переводе означает «скептик», а некоторые вместо «гоцгег» пип1ут «гоогег» («корчеватель»). В модели, показанной на рис. 1.7, каждый хост соединен с локальной сетью, в которой присутствует маршрутизатор, хотя в некоторых случаях хост может быть связан с маршрутизатором напрямую. Набор линий связи и маршрутизаторов (но не хостов) образует подсеть. Маршрутизатор Локальная сеть Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
