358.10K

Category:

internet

Компьютерные сети и основы их построения

* возможность подключения современных, ранее
разработанных и перспективных ПЭВМ
и периферийных устройств;
* скорость передачи данных должна быть не менее
1 Мбит/с;
* отключение и подключение компонентов сети не должно нарушать общую работу сети более чем на 1с;
* средства обнаружения ошибок, имеющихся в сети,
должны выявлять все сообщения, содержащие 4 и
более искаженных битов;
* надежность сети должна обеспечивать не более 20
мин. простоя сети в год.

4.

1) По роли ПЭВМ в сети:
* сети с сервером;
* одноранговые (равноправные) сети.
2) По структуре (топологии) сети:
* одноузловые («звезда»);
* кольцевые («кольцо»);
* магистральные («шина»);
* комбинированные.

5.

3) По способу доступа пользователей к ресурсам и абонентам
сети:
* сети с подключением пользователя по указанным
адресам абонентов по принципу коммутации каналов
(«звезда»);
* сети с централизованным (программным) управлением
подключения пользователей к сети («кольцо» и
«шина»);
* сети со случайной дисциплиной обслуживания
пользователей («шина»).
4) По виду коммуникационной среды передачи информации:
* сети с использованием существующих учрежденческих
телефонных сетей;
* сети на специально проложенных кабельных линиях
связи;
* комбинированные сети, совмещающие кабельные линии
и радиоканалы.

6.

5) По дисциплине обслуживания пользователей
(способу доступа пользователей к сети):
* приоритетные, задающиеся ЦУС, когда
пользователи получают доступ к сети в
соответствии с присвоенными им
приоритетами (постоянными или
изменяющимися);
* неприоритетные, когда все пользователи
сети имеют равные права доступа к сети.
6) По размещению данных в компонентах сети:
* с центральным банком данных;
* с распределенным банком данных;
* с комбинированной системой размещения
данных.

7.

1) По типу средств коммуникаций:
* наземные многоузловые сети;
* спутниковые радиосети;
* комбинированные сети.
2) По способу коммутации сообщений:
* коммутация каналов;
* коммутация сообщений;
* коммутация пакетов;
* адаптивная коммутация.
3) По выбору маршрута передачи сообщения:
* фиксированные пути;
* направленный выбор пути;
* случайные пути;
* лавинный способ.

8.

Достоинства одноранговых сетей:
* возможность использования каждым пользователем
ресурсов других ПЭВМ;
* удобство и простота работы пользователей в сети;
* низкая стоимость и высокая надежность.
Недостатки одноранговых сетей:
* зависимость эффективности работы сети от количества
станций;
* сложность управления сетью;
* сложность обеспечения защиты информации;
* трудности обновления и изменения программного
обеспечения станций;
* число ПЭВМ в сети не превышает 25-30;
* операционная система, поддерживающая работу сети
(например, Windows 95/98), устанавливается на каждой
ПЭВМ.

9.

Достоинства сети с выделенным сервером:
* надежная система защиты информации;
* высокое быстродействие;
* отсутствие ограничений на число рабочих станций;
* простота управления по сравнению с
одноранговыми сетями;
* более эффективное централизованное управление
сетью;
* рабочие станции могут быть достаточно простыми
и дешевыми;
* операционная система, поддерживающая работу
сети (например, Windows), может устанавливаться
только на сервере.

10.

Недостатки сети:
* высокая стоимость из-за выделения одного
компьютера под сервер;
* зависимость быстродействия и надежности
сети от сервера;
* меньшая гибкость по сравнению с
одноранговой сетью;
* более высокая стоимость установки;
* сложная настройка системы.

11.

*Ethernet (Fast Ethernet, Gigabit
Ethernet);
*Token Ring;
*FDDI;
*100 VG-AnyLAN;
*AcrNet;
*AppleTalk.

12.

* 10Base5 - коаксиальный кабель RG-11 с волновым
сопротивлением 50 Ом, N-соединители (N-connectors),
трансиверы (приемопередатчики), устанавливаемые
непосредственно на кабеле, NIC соединяются с трансивером
витой парой на разъемах AUI. Жаргонное название - «толстый»
Ethernet.
* 10Base2 - коаксиальный кабель RG-58 с волновым
сопротивлением 50 Ом, байонетные T-образные разъемы (BNC Tconnectors), трансиверы (приемопередатчики), интегрированные
непосредственно в NIC. Жаргонное название - «тонкий»
Ethernet.
* 10BaseT - кабель типа "неэкранированная витая пара" UTP lev3
или lev5, концентраторы, разъемы RJ-45.
* 10BaseF, 10BaseFB, 10BaseFL. FOIRL - соединение типа "точкаточка" оптическим кабелем, многомодовое волокно с диаметром
сердцевины 62.5мкм. Предназначено для соединения сегментов
Ethernet в разных зданиях.

13.

14.

15.

16.

10Base-T
100VG-AnyLAN
Максимальный
диаметр сети
2500 м
8000 м
Каскадирование
концентраторов
Да; 3 уровня
Да; 5 уровней
UTP Cat 3,4
100 м
100 м
100 м
UTP Cat 5
150 м
200 м
100 м
STP Type 1
100 м
100 м
100 м
Оптоволокно
2000 м
2000 м
412 м
Характеристика
100Base-T
Топология
412 м
Два концентратора максимум
Кабельная система
Производительность
При длине сети 100 м
80% (теоретическая)
95%
(продемонстрированная)
80%
(теоретическая)
При длине сети 2500 м
80% (теоретическая)
80%
(продемонстрированная)
Не поддерживается
Технология
Кадры IEEE 802.3
Да
Да
Да
Кадры 802.5
Нет
Да
Нет
Метод доступа
CSMA/CD
Demand Priority
(Reconciliation sublayer)
CSMA/CD + подуровень
согласования

17.

Характеристика
Gigabit Ethernet
OC-48c (2.5 Гбит/с ATM)
Полоса пропускания
1 Гбит/с
2.488 Гбит/с
Управление
передачи
доступом
к
среде Множественный доступ с контролем
Доступ с установлением соединений
несущей и обнаружением конфликтов
Есть оптимизация для приложений
Нет
реального времени?
Да
Физический уровень стандартизован? Работа ведется
Да
Уровень доступа
дартизован?
Отсутствует
к
среде
стан
Работа ведется
Где используется?
Для
коммутируемого
объединения
Для подключения серверов и связи локальных
сетей
(магистрали),
для
между локальными сетями
подключения серверов, в глобальных и
городских сетях
Ограничения на расстояния
< 2 км для многомодового оптоволокна,
< 2 км для многомодового оптоволокна, <
< 50 м для неэкранированной витой
40 км для одномодового оптоволокна
пары
Размер пакетов
Переменный, не более 1500 байт
Фиксированный, ячейки по 53 байта
Нет
Да
Гарантируется
живания?
качество
обслу
Магистральный протокол
Соединение на уровне мостов (остовное
Маршрутизация (PNNI на основе OSPF)
дерево)
Поддерживается
устройствами?
Да
существующими
Да

18.

Позволяет:
* Повысить битовую скорость передачи данных до 100
Мбит/с.
* Повысить отказоустойчивость сети за счет
стандартных процедур восстановления ее после
отказов различного рода - повреждения кабеля,
некорректной работы узла, концентратора,
возникновения высокого уровня помех на линии и
т.п.
* Максимально эффективно использовать
потенциальную пропускную способность сети как для
асинхронного, так и для синхронного трафиков

19.

20.

Характеристика
FDDI
Ethernet
Token Ring
Битовая скорость
100 Мб/с
10 Мб/с
16 Мб/c
Топология
Двойное кольцо деревьев
Шина/звезда
Звезда/кольцо
Метод доступа
Доля от
токена
CSMA/CD
Приоритетная
резервирования
Среда передачи данных
Толстый коаксиал,
Многомодовое
оптоволокно,
коаксиал,
витая
неэкранированная витая пара
оптоволокно
времени
оборота
Максимальная длина сети (без
200 км (100 км на кольцо)
мостов)
тонкий Экранированная
и
пара, неэкранированная витая пара,
оптоволокно
2500 м
1000 м
Максимальное
между узлами
расстояние 2 км (-11 dB потерь между
2500 м
узлами)
100 м
Максимальное
узлов
количество
500 (1000 соединений)
1024
Распределенная
реализация
Тактирование
и
тактирования
и Не определены
восстановление после отказов
восстановления после отказов
система
260 для экранированной витой
пары,
72
для
неэкранированной витой пары
Активный монитор

21.

Топология сети – физическое расположение
компьютеров, кабелей и других сетевых
компонентов.
Топология сети влияет на:
* состав необходимого сетевого оборудования;
* возможность расширения сети (наращиваемость);
* способ управления сетью;
* характеристики и параметры сетевого
оборудования.

22.

*шинная;
*звездообразная;
*кольцевая;
*древовидная;
*ячеистая (смешанная или
многосвязная)

23.

терминатор

24.

25.

*минимальная длина ЛС;
*легко расширяется;
*высокая скорость обмена данными
между пользователями;
*пассивная топология.

26.

* низкая надежность (разрыв ЛС нарушает связь между
станциями); при неисправности станции, проявляющейся
в том, что станция начинает непрерывную передачу, сеть
также становится неработоспособной;
* трудность локализации отказов с точностью до
отдельного компонента, подключенного к шине;
* разрыв кабеля или отсоединение одного из его концов
приводит к прекращению функционирования сети (cеть
«падает»);
* если разделение каналов производится не по частоте, а
по времени, то всегда имеется задержка между
моментом появления данных для передачи и моментом
времени, когда эти данные могут быть переданы.

27.

Workstation
Workstation
Hub
Workstation
Workstation

28.

* разрыв кабеля в сети с обычной топологией «линейная шина»
приведет к «падению» всей сети. Разрыв кабеля,
подключенного к концентратору, нарушит работу только
данного сегмента. Остальные сегменты останутся
работоспособными.
* простота изменения или расширения сети: достаточно просто
подключить еще один компьютер или концентратор;
* использование различных портов для подключения кабелей
разных типов:
* централизованный контроль за работой сети и сетевым
трафиком: во многих сетях активные концентраторы наделены
диагностическими возможностями, позволяющими определить
работоспособность соединения;
* централизованное управление.

29.

* пропускная способность сети ограничивается пропускной
способностью центрального узла.
* выход из строя центрального узла приводит к отказу всей
сети. Поэтому часто требуется резервирование наиболее
важных устройств центрального узла.
* расширяемость сети ограничивается возможностями
центрального узла по подключению КС с оконечными
системами.
* центральный узел является довольно дорогим
устройством, поскольку выполняет все основные функции
по управлению сетью.
* максимальная суммарная длина ЛС, поэтому стоимость
кабелей и стоимость их прокладки выше, чем при других
топологиях с таким же числом узлов.

30.

31.

*все компьютеры имеют равный доступ;
*количество пользователей не
существенно влияет на
производительность

32.

*выход из строя компьютера может
привести к отказу всей сети;
*кольцевые сети чувствительны к
отказам типа разрыва КС;
*трудно локализовать неисправности;
*подключение нового пользователя
или изменение конфигурации сети
требует остановки работы всей сети

33.

Звезда-шина (star-bus) — это
комбинация топологий «шина» и
«звезда». Чаще всего это выглядит так:
несколько сетей с топологией «звезда»
объединяются при помощи
магистральной линейной шины.

34.

Workstation
Workstation
Bridge
Workstation
Workstation
Workstation
Bridge
Workstation
Workstation
Workstation
Bridge
Workstation

35.

Характеристики
Стоимость расширения
Топология
Звезда
Незначительная
Кольцо
Средняя
Шина
Средняя
Присоединение
абонентов
Защита от отказов
Пассивное
Активное
Пассивное
Незначительная
Незначительная
Высокая
Размеры системы
Любые
Любые
Ограниченны
Защищенность от
прослушивания
Хорошая
Хорошая
Незначительная
Стоимость подключения
Незначительная
Незначительная
средняя
Поведение системы при
высоких нагрузках
Хорошее
Удовлетворительное
Плохое
Возможность работы в
реальном режиме
времени
Очень хорошая
Хорошая
Плохая
Разводка кабеля
Хорошая
Удовлетворительная
Хорошая
Обслуживание
Очень хорошее
Среднее
Среднее

36.

Активные концентраторы регенерируют
и передают сигналы так же, как это
делают репитеры. Иногда их называют
многопортовыми репитерами — они
обычно имеют от 8 до 12 портов для
подключения компьютеров.

37.

Некоторые типы концентраторов
являются пассивными, например
монтажные панели или коммутирующие
блоки. Они просто пропускают через себя
сигнал как узлы коммутации, не усиливая
и не восстанавливая его. Пассивные
концентраторы не надо подключать к
источнику питания.

38.

Гибридными (hybrid) называются
концентраторы, к которым можно
подключать кабели различных типов.
Сети, построенные на концентраторах,
легко расширить, если подключить
дополнительные концентраторы.

39.

Пассив ный концент ратор
Workstation
Workstation
Акт ив ный hub
Workstation
Workstation
Workstation
Пассив ный концент ратор

40.

*Симплексный режим — передача
данных только в одном направлении.
*Полудуплексный режим — попеременная
передача информации, когда источник и
приемник последовательно меняются
местами.
*Дуплексный режим — одновременные
передача и прием сообщений.

41.

Симплексный режим передачи
Передатчик
Приемник
Полудуплексный режим передачи
Передатчик
Приемник
Передатчик
Приемник
Дуплексный режим передачи
Передатчик
Передатчик
Приемник
Приемник

42.

Коаксиальный (двух типов):
* тонкий коаксиальный кабель (thin coaxial cable);
* толстый коаксиальный кабель (thick coaxial cable).
Витая пара (двух основных типов):
* неэкранированная витая пара (unshielded twisted
pair - UTP);
* экранированная витая пара (shielded twisted pair STP).
Волоконно-оптический кабель (двух типов):
* многомодовый кабель (fiber optic cable multimode);
* одномодовый кабель (fiber optic cable single mode).