Вопрос 16. Локальные сети Ethernet


Дата добавления: 2014-11-24 | Просмотров: 1591


<== предыдущая страница | Следующая страница ==>

1. Основные понятия о локальных вычислительных сетях (ЛВС).

2. Технологические преимущества ЛВС.

3. Аппаратные средства ЛВС.

4. Сетевые адаптеры.

5. Канал передачи данных в ЛВС.

6. Коммуникационное оборудование.

1. Локальная вычислительная сеть— программно-аппаратный комплекс, включающий в себя несколько активно взаимодейст­вующих компьютеров (обычно от нескольких штук до нескольких сотен), соединенных между собой каналами связи. В локальную сеть включается также коммуникационное оборудование. К нему от­носятся:

• концентраторы;

• коммутаторы;

• маршрутизаторы.

Основное отличие локальной сети от территориально распределен­ных сетей заключается в использовании коммуникационного оборудо­вания, не требующего специальных мер коррекции ошибок пе­редачи и сжатия информации.

Сетевая работа пользователя начинается на его рабочем месте, которое чаще всего представляет собой компьютер, включенный в местную (или локальную) сеть. Компьютер, подключенный к удаленной сети через модем, логически по адресации также включен в локальную сеть. В этом случае говорят об использова­нии протокола TCP/IP поверх последовательной линии. В России преобладают локальные сети Ethernet.

Локальные вычислительные сети (ЛВС) традиционно выделя­ют из всего многообразия возможных компьютерных сетей. В настоящее время концепция локальных вычислительных сетей достаточно хорошо проработана. В основе этой концепции ле­жит принцип организации ЛВС в виде так называемой сети Intranet, то есть внутренней сети, построенной на основе тех же прото­колов, программного обеспечения, средств доступа и защиты ин­формации, что и глобальная сеть Internet.

2. Локальные вычислительные сети позволяют объединять в сис­тему большое количество рабочих мест, построенных на основе ЭВМ. При этом персонал таких рабочих мест может совместно использовать оборудование сети, программные средства и ин­формацию. Локальная вычислительная сеть может рассматриваться каждым ее участником как единый программно-аппаратный комплекс. В этом комплексе можно выделить следующие техно­логические преимущества:

· разделение аппаратных средств (например, доступ к лазерному принтеру обеспечивается со всех рабочих станций сети);

разделение данных (со всех рабочих станций сети обеспечива­ется доступ к системе управления базой данных — СУБД);

разделение программных средств (необходимые программы могут быть запущены с любой рабочей станции);

разделение ресурсов процессора файлового сервера (процессор исполь­зуется в режиме разделения времени.. Его особенность заключается в том, что доступ к имеющимся ресурсам осуществляется через
специальный диспетчер);

мультипрограммный режим (предоставляет возможность даже одному пользователю организовать работу одновременно с не­сколькими заданиями);

электронная почта (с помощью которой происходит интерактивный обмен информацией между пользователями на рабочих стан­циях сети).

Описанные возможности не являются специфическими для ло­кальных сетей. В той или иной мере они присущи всем сетям. В ло­кальной сети их действенность усиливается, если локальная сеть используется как единый комплекс, например, при коллек­тивной разработке некоторого продукта.

Схема обмена данными в сетях Ethernet называется множест­венным доступом с контролем несущей и обнаружением кон­фликтов — CSMA/CD (Carrier Sense Multiply Access with Collision Detection). Множественный доступ означает, что любое подклю­ченное устройство может передавать информацию. Контроль несущей означает, что можно определить, занят канал или нет. Обнаружение конфликтов означает возможность узнать, пере­биваете вы кого-нибудь или нет.

Фактическая задержка при обнаружении конфликтов — величина случайная. Это позволяет избежать такого развития событий, ко­гда две машины одновременно передают сообщение по сети, об­наруживают конфликт, ждут некоторое время, а потом возоб­новляют передачу, переполняя сеть конфликтами. Вычисление задержки происходит с использованием генератора случай­ных чисел на некотором диапазоне. Количество попыток пе­редачи не бесконечно. После определенного числа попыток сообщение снимается.

3. В качестве рабочих мест в ЛВС применяют автономные ком­пьютерные системы, называемые рабочими станциями, авто­матизированными рабочими местами (АРМ), или сетевыми станциями. Обычно включаемые в сеть станции располагают собственным внешним накопителем, но допускается конфигу­рация без такового со специальными постоянными запоми­нающими устройствами (ПЗУ) для загрузки сетевого про­граммного обеспечения.

Управление различными службами в ЛВС осуществляется с ис­пользованием одного или нескольких серверов. В терминологии сетевых технических средств сервер - это один из включенных в сеть компьютеров, располагающих соответствующими программ­ными и достаточными аппаратными мощностями для выполне­ния какого-либо обслуживания. Принципиальной разницы меж­ду сервером и рабочей станцией, снабженной специальным программным обеспечением, нет.

К серверу могут предъявляться некоторые дополнительные тре­бования, связанные с необходимостью обслуживания им боль­шого числа запросов от многих станций и других серверов. Например, типичным требованием к серверам, является требо­вание круглосуточной бесперебойной работы.

Повышенные требования предъявляются к программно-аппарат­ному обеспечению файловых серверов. Это связано с тем, что от таких серверов зависят временные характеристики по за­грузке, передаче и хранению данных в сети.

4. Для подключения ЭВМ к сети требуются устройства сопряже­ния, называемые сетевыми адаптерами,или сетевыми интер­фейсными картами, вставляемыми в гнездо материнской платы
компьютера. В настоящее время широкое распространение приобрели адаптеры, которые могут настраиваться на различ­ную скорость передачи данных: 10 Мбит/с (Ethernet) и 100
Мбит/с (Fast Ethernet).

В настоящее время в основном выпускаются адаптеры с авто­матической настройкой Plug-and-Play (PNP), которые вслучае конфликтов с другими аппаратными средствами допускают и про­граммную перенастройку.

При выпуске каждый сетевой адаптер снабжается микросхемой с уникальным 48-битовым адресом Ethernet. Каждая фирма, имеющая лицензию на выпуск адаптеров, располагает соб­ственным диапазоном аппаратных адресов Ethernet, так что в мире не должно быть двух интерфейсных карт с одинаковыми адресами.

Для взаимного преобразования интернетовских адресов в аппа­ратные и обратно служат протоколы ARP (Address Resolution Protocol) и RARP (Reverse ARP). .

5. Топология локальных сетей Ethernetпредставляет собой шину с ответвлениями, но без контуров. В каждой логической (в смысле адресации TCP/IP) сети между двумя любыми точками имеется
только один путь. Данные, пересылаемые по кабельной системе, передаются всем машинам в широковещательном режиме. Стандартная спецификация Ethernet предусматривает скорость
передачи данных 10 Мбит/с. Аппаратура быстрой Ethernet (Fast Ethernet) рассчитана на скорость 100 Мбит/с.

В топологии Ethernet наиболее распространены три среды пере­дачи данных.

• коаксиальные кабели с волновым сопротивлением 50 Ом;

• медный провод "витая пара";

• оптоволоконный кабель.

При выборе типа кабеля учитываются следующие показатели:

• стоимость монтажа и обслуживания;

• ограничение на длину коммуникаций без дополнительных уси­лителей-повторителей (репитеров);

• безопасность передачи данных.

6. Пропускная способность локальных сетейсильно зависит от ко­личества включенных в них активно действующих объектов — серверов, рабочих станций, интеллектуальных устройств. В се­тях Ethernet при увеличении информационных потоков может резко возрасти время доставки сообщений, а затем наступить полная блокировка: ни одно сообщение не сможет пробиться к адресату.

Для борьбы с этим явлением прежде всего должны использоваться специализированные программные средства и совершенство­ваться собственно программное обеспечение серверов и станций. Это требует специального анализа и измерения информаци­онных потоков.

В качестве аппаратных мер по предотвращению заторов можно с помощью специального коммуникационного оборудования разделить сеть на части, в которые входят наиболее активно взаимодействующие между собой объекты. Такое деление час­то называют сегментацией. Обычно сегментация возникает ес­тественным образом исходя из расположения сетевых объек­тов и состава групп специалистов, решающих общие задачи. Но возможно проведение сегментации с целью недопущения блокировок, когда замечено, что время реакции сети сущест­венно возрастает.

В компьютерных сетях наиболее распространенным коммуника­ционным оборудованием являются:

• концентраторы;

• коммутаторы;

• маршрутизаторы.

Для сегментации с целью избежания перегрузок могут служить только коммутаторы и маршрутизаторы.

Концентратор (Hub)позволяет присоединить к нему несколько рабочих станций, логически (по адресам) входящих в одну и ту же сеть. Концентратор обеспечивает возможность использо­вания в ЛВС кабеля "витая пара".

Коммутатор (Switch)позволяет увеличить полосу пропуска­ния и уменьшить время задержки обработки информации. С его помощью можно сегментировать локальную сеть на каналь­ном уровне иерархической модели протокола TCP/IP, то есть без использования IP-адресации.

Маршрутизатор (router)разбивает логически единую по адреса­ции сеть на подсети. Маршрутизатор служит либо для соедине­ния сетей с различными протоколами, либо для соединения се­тей TCP/IP с различным пространством адресов. В последнем случае его часто называют шлюзом (Gateway). Аппаратные маршрутизаторы обычно бывают многопротокольными и очень дороги. В локальных сетях в качестве маршрутизатора можно использовать не очень мощный компьютер с двумя или более сетевыми картами, что является самым дешевым решением для расширения сети.

Маршрутизаторы предоставляют дополнительные средства за­щиты данных и контроля трафика. Они играют большую роль в управлении сетью и выявлении нештатных ситуаций.

 


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 |

При использовании материала ссылка на сайт Конспекта.Нет обязательна! (0.168 сек.)