Топология сетей
Она определяет физическое расположение компонентов, кабелей, других компонентов сети. Выбор тои или иной топологии влияет на состав необходимого сетевого оборудования, способы управления и возможность ее расширения, каждая топология налагает ряд условии на сеть. Она также оказывает влияние на способ взаимодействия компьютеров.
Основными базовыми топологиями являются:
а)шина
б)звезда
в)кольцо
Если компьютеры вдоль одного кабеля, такая топология называется шина или линейная шина. Компьютеры адресуют данные конкретному компьютеру передовая их по кабелю в виде эл сигналов. Информацию принимает только тот компьютер адрес которого соответствует адресу зашифрованных в этих сигналах. Производительность такой сети зависит от количества подключенных компьютеров.
Кроме того, пропускная способность сети зависит от характеристики аппаратного обеспечения компьютерной сети , частоты с которой компьютеры передают данные типа сетевого кабеля, расстояния между компьютерами. Топология шина является пассивной т.е компьютеры только слушают передаваемые по сети данные, но не перемещают их от отправителя к получателю, поэтому, если один компьютер выходит из строя не скажется о работе других (в активных топологиях компьютеры регенерируют сигналы и передают их по сети) сигналы передаются от одного конца к другому. Для того, чтобы достигал одного конца кабеля сигнал не отражался и позволял компьютерам осуществлять передачу на концах кабеля сигнал гасят. Для этого уст терминаторы, поглощающие сигналы. Все концы ест. кабеля должны быть подключены либо к компу либо к барренконектору, а к любому свободному концу кабеля подсоединяется терминатор. Разрыв сетевого кабеля происходит при его физическом разрыве.
В топологии звезда все компьютеры с помощью сетевого кабеля подключаться к центральному компоненту концентратору (хабу). В такой топологии управление конфигурации централизовано. Недостаток для больших сетей значительно увеличивается расход кабеля.
В топологии кольцо компьютеры подключаются к кабелю, замкнутому в кольцо, сигналы передаются по кольцу водном направлении. В отличии от пассивной топологии, каждый компьютер выступает в роли репитера, усилившие сигналы и передавшие их след компьютеру. Одним из принципов передачи данных является передача маркера: маркер последовательно от одного компьютера к другому передаётся до тех пор, пока его не получит тот компьютер который хочет передать данные. Передающий компьютер изменяет маркер, помещая электронный адрес в данные и отправляет их по кольцу. Данные проходят через каждый компьютер пока не окажется у того, чей адрес совпадает с адресом получателя данных. Затем принимающий компьютер отправляет передающему сообщение с подтверждением факта приема данных. Получив подтверждение, передающий компьютер вновь формирует маркер и возвращает его в сеть . Существуют комбинированные топологии звезда-шина, звезда кольцо.
19. Физическая среда передачи данных
Проводные сети
Представляет собой физ материал, на который размещается и по которой передается информация. Сущ след основные группы кабелей:
А) Витая пара-двупроводное соединение, конструктивно представляет собой оболочку внутри которой содержится один или несколько свитых в виду спирали пар проводников. Витая пара позволяет передавать инфу со скоростью до 10 мбит\с, она легко наращивается, не является помехонезащищенной. Длина кабеля не может превышать 1000 м при скорости 1 мб\с Плюсы: низкая цена, простота, надежность. Минусы: простота несанкционир доступа, чувствительность к помехам.
Б) Многожильные кабели – передача данных осущ по парал линиям, что увел пропуск способность, при этом скорость передачи по одному проводу сохраняется небольшой. Поэтому снимается проблема отражения сигналов. Минусы: высокая стоимость, необходимость экранирования.
В) Коаксиальный кабель – хорошо помехозащищен, применяется для связи на большие расстояния до нескольких км, скорость передачи 1-10 (50) Мб\с. Сущ несколько его видов:
- Тонкий коаксиальный кабель – испольуется для передачи до 185 м
- Толстый коакс кабель -около 500м
Плюсы: надежность, простота конструкции. Могут использоваться повторители, расстояние между двумя рабочими станциями примерно 300м, с повторителями 1000м
Г) Волокнооптический кабель. Скорость распространения инфы по таким кабелям достигает нескольких ГБб\с. Допустимое удаление более 50 км. Внешнее воздействие помех практически отсутствует, используется там, где возникает электромагн поле помех или требуется передача инфы на достаточное большое расстояние без использования повторителей. Плюсы: высокая скорость передачи, высокая помехозащищенность, защита от санкц доступа. Минусы: высокая стоимость, сложность подключения новых станций, однонаправленность передачи.
Беспроводные сети
В зависимости от технологии они разделяются на 3 типа:
А) ЛВС – локальные
Б) расширенные ЛВС
В) мобильные сети
Основные различие состоит в параметрах передачи. ЛВС и расширенные ЛВС используют передатчик и приемник, принадлежащей той организации, в которой формирует сеть. В таких сетях в каждом компе устонав беспроводной сетевой адаптер с трансмитором и пользователи работают, как будто их комп соединен кабелем.
Такие сети используют след способы передачи данных:
- Инфакрасные излучения – позволяет передавать сигналы с большой скоростью, сущ след типы инфра сетей
А) сети прямой видимости – передача возможно лишь в случае прямой видимости между передатчиком и пиемником.
Б) сети на отраженном инра излучении – здесь трансиллеры, располож рядом с компом, передают сигналы в опр место, от которой они переадресуютсяк соответ компу.
В) сети на расселенном инфра излучении – сигналы, отражаясь от стен и потолка достигают приемника. Эффективная область – 30 м, скорость передачи невелика.
Г) широкополосные оптические сети – не уступают кабельным сетям и соответ требованиям мультимедийной среды.
2. Лазер – похоже на предыдущую, требует прямой видимости. Если луч будет прерван, это прервет и передачу.
3. Радиопередача в узком спектре – пользователь настраивает передатчик и приемник на опред частоту, прямая видимость необязательна, площадь вещания 47 тыс, доступ осущ через поставщика услуг, скорость медленная 5 мб\с
4. Радиопередача в рассеянном спектре-сигналы передаются в некоторой полосе частот, скорсть передачи 250 кбит\с, расстояние до 3 км на откр пространстве, 120 м внутри здания
5. Передача «точка-точка» - подразумевает обмен данными только между компами, скорость передачи от 0.2-40 кбит\с на расстоянии 60м – внутри здания, 530 м в условиях прямой видимости.
Срав харак некоторых физсредств:
| Показатель | Витая пара | Многожил кабель | Коаксиальный кабель | Волокооптич | Эфир | |
| Скорость передачи Мб\с | До 10 | 300-500 | До 10 | До 1000 | До 20000 | |
| Дальность передачи, км | 0,01-0,1 | До 300 | До 2.5 | До 200 | До 20 | |
| Типичное число дугов в сети | 10-100 | До100 | 2 кольцевые точки | - | ||
| Сложность соед | Низкая | Высокая | Средняя | Очень высокая | Низкая | |
| - | ||||||
Вопрос 21. Сетевые модели OSI
Это многоуровневая система, отражающая взаимосвязь и взаимодействие программного и аппаратного обеспечения при осуществлении связи.
Сетевые функции распределены между следующими уровнями:
1. Физический
2. Канальный
3. Сетевой
4. Транспортный
5. Сеансовый
6. Представительский
7. Прикладной
Каждому уровню соответствуют различные сетевые операции, оборудования и протоколы. На каждом уровне выполняются определенные сетевые функции, которые взаимодействуют с функциями нижестоящего и вышестоящего уровней. Первый и второй уровень определяют физическую среду передачи данных. Верхние уровни определяют, каким способом осуществляется доступ приложений к услугам связи. Чем выше уровень, тем более сложную задачу он решает. Каждый уровень представляет несколько услуг, подготавливающих данные для доставки по сети на другие компьютеры. Уровни отличаются друг от друга интерфейсами. Запросы от одного уровня к другому передается через интерфейс. Задача каждого уровня предоставление услуг вышележащему уровню при этом каждый уровень на одном компьютере работает так, как будто он напрямую связан с таким же уровнем на другом компьютере. Перед подачей в сеть данные разбиваются на пакеты – единицы информации, передаваемое между устройствами сети как единое целое. Пакет проходит последовательно через все уровни программного обеспечения (ПО), на каждом уровне к пакету добавляется информация (форматирующая или адресная), которая необходима для успешной передачи данных по сети.
На принимающей стороне пакет проходит все уровни в обратном порядке. ПО на каждом уровне читает информацию пакета, затем удаляет информацию, добавленную к пакету. На этом же уровне отправляющей стороной и передает пакет следующему уровню. Когда пакет доходит до прикладного уровня, вся адресная информация будет удалена, информация примет свой первоначальный вид. Т.о. запись с включением самого нижнего уровня сетевой модели никакой другой уровень не может непосредственно посылать информацию соответствующему уровню другого компьютера. Информация на каждом компьютере отправителя должна пройти через все уровни.
Например, если сетевой уровень передает информацию с компьютера А, она спускается через канальный и физический уровень в сетевой кабель, далее по нему попадает в компьютер Б, где поднимается через физический и канальный уровни и достигает сетевого уровня.
Охарактеризуем все уровни:
7. Прикладной. Самый верхний в модели, он представляет собой окно для доступа прикладных процессов к сетевым услугам. Уровень обеспечивает услуги, связанные с поддержкой приложений пользователя (Например, ПО для передачи файлов доступа БД.). Этот уровень управляет общим доступом к сети, потоком данных и обработкой ошибок.
6. Представительский. Определяет формат, используемый для обмена данными между компьютерами. Его называют переводчиком. На компьютере – отправителя данные, поступившие от прикладного уровня, переводятся в (?) понятный формат. Затем на компьютере получателя происходит перевод из промежуточного формата в тот, который используется на этом компьютере. Этот уровень отвечает за преобразование протоколов, трансляцию данных, их шифрования, смену или преобразования набора символов. Также он управляет сжатием данных для уменьшения передаваемых битов. На этом уровне работает утилита ре-директор. Его назначение – переадресация операций ввода-вывода к ресурсам сервера.
5. Сеансовый. Позволяет двум приложениям, работающим на разных компьютерах, устанавливать, использовать и завершать соединения, называемые сеансом. Здесь происходит распознавание имен защиты данных, необходимые для связи двух приложений в сети. Здесь обеспечивается синхронизация между пользовательскими задачами с исполнением в потоке данных конкретных точек.
4. Транспортный. Гарантирует доставку пакетов без ошибок в той же последовательности без потерь и дублирований. На этом уровне сообщения переупаковываются, т.е. длинные разбиваются на несколько пакетов, а короткие объединяются в один, что повышает эффективность передачи пакетов по сети. На этом уровне компьютера-получателя сообщения распаковываются, восстанавливаются в первоначальном виде и отправляется сигнал подтверждения приема.
3. Сетевой. Отвечает за адресацию сообщений и перевод логических адресов и имен в физические адреса. Он определяет маршрут от компьютера отправителя к компьютеру-получателю. Здесь также решаются проблемы, связанные с сетевым трафиком, маршрутизации и перегрузками. Если данные не могут передаваться большими блоками, то они разбиваются на меньшие и на сетевом уровне компьютер получателя данные собираются в исходное состояние.
2. Канальный. Он осуществляет передачу кадров данных от сетевого уровня к физическому. Кадры – это логически организованная структура, в которой можно помещать данные. На этом уровне компьютер получателя сырой поток битов упаковывается в кадры данных. В общем случае кадры данных состоят из идентификатора получателя, идентификатора отправителя, …(?). иногда здесь указывают остаток избыточной циклической суммы (CRC), сведения для выявления ошибок. После отправки кадра этот уровень ожидает сигнал о подтверждении приема данных. Также проверяется наличие возможных ошибок передачи.
1. Физический. Осуществляет передачу не структурированного потока битов по физической среде, например по сетевому кабелю. Здесь определяется способ соединения сетевого кабеля, например количество контактов в разъемах или функции; также определяется способ передачи данных по сетевому кабелю. Уровень отвечает за кодирование данных и за синхронизацию битов.
Вопрос 22. Сетевые архитектуры.
Сетевые архитектуры – это комбинация стандартов, топологий и протоколов, необходимых для создания работоспособной сети.
1. Internet – использует узкополосную передачу со скоростью 10 Мбит/с, основная топология – шина. Используется также звезда – шина. Кабельная система – коаксильный кабель. Она является пассивной, т.е. получает питание от компьютера. Эта архитектура разбивает данные на пакеты – кадры. Кадр может иметь длину 64-1500 байтов.
Здесь существует 4 топологии со скоростью передачи 10 Мбит/с:
А) 10 Base T – большинство сетей строится в виде звезды. Максимальная длинна кабеля – 2,5 м. ЛВС может обслуживать до 1024компьютера.
Б) 10 Base 2 – она может передавать данные на расстояние примерно до 200 м. максимальная длинна кабеля 0,5 м. максимальное количество компьютеров равно 30.
В) 10 Base 5 – используется топология шина. Может поддерживать до 100 узлов. Общая длинна сети примерно 2,5 тыс. м (2,5 км), максимальное расстояние между соседними подключениями равно 2,5 м.
Г) 10 Base FL – здесь можно прокладывать кабель на большие расстояния, максимальная длинна сегмента равна 2000 м.
2. Token Ring – здесь топология звезда – кольцо. Используется метод доступа с передачей маркера, используется кабельная система – экранированная и неэкранированная витая пара, скорость передачи до 16 Мбит/с.
3. Apple Talk, ArcNet – первая входит в ОС макинтош. В такой сети устройство может само назначить себе адрес из имеющихся доступных. Здесь используется топология шина или дерево, кабельная система – экранированная витая пара или (?) волокно. Имеющиеся отдельные зоны можно объединять в большие сети.