Размещено на http://www.allbest.ru

Компьютерные сети. Архитектура построения

Повсеместная компьютеризация производственной деятельности человека, стала следствием разработки и внедрения средств объединения компьютеров в компьютерные сети.

Масштабы компьютерных сетей

Локальная сеть LAN (Local Area Network) - сеть уровня предприятия или его отдельного подразделения; может также означать любую сеть ПК, изолированную от других сетей ПК.

Региональная сеть (Общегородская сеть) MAN (Metropolitan Area Network) - сеть, предназначенная для обслуживания города (у нас этот термин применяется редко). компьютерный сеть кадр протокол

Глобальная сеть (WAN) - сеть, разработанная для обслуживания больших географических районов. Например, корпоративные глобальные сети с помощью различных телекоммуникационных технологий объединяют разбросанные по всему миру офисы.

Топологии компьютерных сетей

Топология КС - это схема соединения компьютеров в сеть.

Существуют четыре основные топологии:

1. шинная

2. кольцевая

3. звездообразная

4. коммутируемая.

Шинная топология - это соединение всех сетевых узлов одним кабелем с разомкнутыми концами.

Конец кабеля должен заканчиваться специальной заглушкой с резистором.

Этот кабель в данной топологии называют шиной. Все подключенные устройства прослушивают трафик (поток сигналов) шины и принимают только те пакеты сигналов, которые адресованы им. Затраты на развертывание такой одноранговой сети весьма невелики. Однако эта сеть имеет ограниченные функциональные возможности, малое расстояние соединения. Поэтому она применяется сейчас лишь для домашних сетей и сетей небольших офисов.

Кольцевая топология. Первоначально это была схема буквально кольцевого соединения ПК (кольцо на физическом уровне). Недостаток такого соединения в том, что при выходе из строя даже одной рабочей станции сеть прекращает функционировать. В целом одноранговая кольцевая топология сети была признана неработоспособной. Однако применение ретранслирующего концентратора привело к продлению жизни технологии кольцевого соединения. Однако термин «кольцевая топология» применима к этим сетям только на логическом уровне. Физическое соединение компонентов звездообразное, а метод доступа при этом - циклическое обслуживание, то есть кольцо виртуальное.

Физическое кольцо Логическое кольцо

Топология типа «звезда»

В центре такого соединения находится концентратор, а его лучи - соединения с устройствами. Эти устройства, в отличие от кольцевой технологии, имеют право независимого друг от друга доступа к среде передачи. Причины широкой популярности звездообразных топологий - гибкость в применении этой конфигурации, возможность расширения, надежность, относительно низкая стоимость. Эта топология сделала шинные и кольцевые топологии принципиально устаревшими

Коммутируемая топология

При такой топологии физически устройства соединяются с коммутатором (переключателем -switch'ем). Внешне эта топология похожа на звезду. Однако действительно коммутатор создает лишь временное соединение между отправителем порции данных и получателем на момент передачи этой порции данных. Для этого коммутатор держит в памяти адреса всех устройств сети. Поскольку каждое соединение используется лишь для передачи его данных, то для передачи может использоваться вся пропускная способность соединения канала. Таким образом, коммутаторы повышают производительность сети в целом.

Сложные топологии

Последовательная цепочка - последовательное соединение концентраторов сети (звезд). Допустимый максимальный размер сети определяется максимальным диаметром сети - произведение допустимого расстояния между устройствами на количество устройств. Однако проблемы возникают обычно еще до достижения максимального диаметра. Эту топология рекомендуют использовать в сетях с ограниченным количеством концентраторов.

Иерархии:

- иерархические кольца

- иерархические звезды

- иерархические комбинации

Сеть и ее топология должны выбираться с учетом будущего развития. Топология ЛС является одним из самых критичных факторов, влияющих на производительность. Основным критерием выбора топологии являются требования пользователей к производительности.

Методы передачи компьютерных данных

Кадр - логическая порция данных, передаваемая в сети, имеющая стандартную структуру.

Чтобы обеспечить совместимость различных сетевых компонентов, разработанных различными компаниями, структуру кадров стандартизируют.

Механизм (алгоритм) передачи кадров в сети называют протоколом. Эти протоколы также стандартизируют, чтобы обеспечить совместимость работы соответствующих программ, разрабатываемых различными производителями. Можно также сказать, что протокол - это язык, на котором общаются устройства в сети.

Имеется ряд технологий передачи данных в ЛС и между ЛС. Им соответствуют соответствующие стандарты кадров и протоколов.

Основные компоненты компьютерных сетей

Сетевая карта (сетевой адаптер) - электронная плата, устанавливаемая в компьютер и другие устройства для подключения их к сети.

Концентратор (hub) - устройство, принимающее сигнал и ретранслирующие его на несколько портов. Как правило, используется в сетях с топологией "звезда". Например, 12-портовый концентратор позволяет подключить к сети 12 устройств. Существует три типа концентраторов:

- пассивные,

- активные

- интеллектуальные.

Пассивные концентраторы выполняют простейшие функции трансляции полученных пакетов во все порты.

Активные концентраторы способны усиливать сигнал, изменять порядок и временные характеристики доставки принятых пакетов.

Интеллектуальный концентратор имеет целый ряд дополнительных возможностей: управление работой сети, поиск и устранение неисправностей, работа с устройствами, поддерживающими разные скорости, встроенные функции маршрутизации и ретрансляции.

Повторитель, ретранслятор (repeater) - частный случай активного концентратора.

Устройство, используемое для увеличения протяженности локальной сети или увеличения расстояния между устройствами, подключенными к локальной сети. Повторитель усиливает и ретранслирует полученный сигнал, что и позволяет разнести устройства на большее расстояние

Коммутатор Ethernet (switch) - напоминающее концентратор устройство, которое считывает адрес получателя из заголовка пакета Ethernet, после чего направляет пакет в соответствующий порт. Пересылая пакеты исключительно в порты получателей, коммутатор Ethernet увеличивает пропускную способность сети.

Мост (bridge) - устройство, соединяющее две и более локальные сети. Мост часто используется для сегментации локальной сети с целью увеличение пропускной способности новых сегментов. На логическом уровне сегменты функционируют как одна локальная сеть, они позволяют исключить беспорядочное блуждание данных по сети.

Маршрутизатор (router) - устройство, которое выбирает один из возможных путей, который должны проделать данные, прежде чем попасть к получателю.

Таблица маршрутизации - расположенный в памяти маршрутизатора список адресов других сетей и устройств, а также способов обращения к ним.

Шлюз (gateway) - сетевое устройство, осуществляющее преобразование протоколов различных сетей. Как правило, шлюзы используются для предоставления доступа к глобальным сетям из среды локальных сетей.

Размещено на Allbest.ru