Методы передачи данных в сетях ЭВМ

При обмене данными между узлами используются три метода передачи данных:

• симплексная (однонаправленная) передача (телевидение, радио);

• полудуплексная (прием/передача информации осуществляется поочередно);

• дуплексная (двунаправленная), каждая станция одновременно передает и принимает данные.

Для передачи данных в информационных системах наиболее часто применяется последовательная передача. Широко используются следующие методы последовательной передачи: асинхронная передача и синхронная (рис. 7).

Рис. 7. Асинхронная и синхронная передача данных

При асинхронной передаче каждый символ передается отдельной посылкой. Стартовые биты предупреждают приемник о начале передачи. Затем передается символ. Для определения достоверности передачи используется бит четности (бит четности =1, если количество единиц в символе нечетно, и 0 – в противном случае). Последний бит “стоп бит” сигнализирует об окончании передачи. В некоторых системах используется подтверждение связи.

Подтверждение связи – метод передачи данных, при котором каждая операция передачи требует сигнала подтверждения.

Сигнал подтверждения не посылается, если переданный байт принят с ошибкой.

Асинхронная передача используется в системах, где обмен данными происходит нерегулярно и не требуется высокая скорость передачи данных.

Преимущества: несложная отработанная система; недорогое (по сравнению с синхронным) интерфейсное оборудование.

Недостатки: третья часть пропускной способности теряется на передачу служебных битов (старт/стоповых и бита четности); невысокая скорость передачи по сравнению с синхронной; при множественной ошибке с помощью бита четности невозможно определить достоверность полученной информации.

При использовании синхронного метода данные передаются блоками. Для синхронизации работы приемника и передатчика в начале блока передаются биты синхронизации. Затем передаются данные, код обнаружения ошибки и символ окончания передачи. При синхронной передаче данные могут передаваться и как символы, и как поток битов. В качестве кода обнаружения ошибки обычно используется циклический избыточный код обнаружения ошибок (CRC). Он вычисляется по содержимому поля данных и позволяет однозначно определить достоверность принятой информации.

Преимущества: высокая эффективность передачи данных; высокие скорости передачи данных; надежный встроенный механизм обнаружения ошибок.

Недостатки: интерфейсное оборудование более сложное и соответственно более дорогое.

Компоненты ЛВС

Основой для организации локальной сети являются обычные ПК, подключаемые в сеть с помощью карты расширения сетевого адаптера. Сетевые карты должны конфигурироваться. В больших сетях для решения специальных задач могут выделяться отдельные ПК, например, сервер печати для подготовки и управления принте­ром или коммуникационный сервер для связи с модемами и т.д. К тому же необходимо разграничить пользователей или группы пользователей и на­значить им соответствующие права доступа к ресурсам сети.

Сервер

Серверу в иерархических (централизованных) сетях принадлежит центральная роль. Следовательно, он должен быть и хорошо оснащен. Его оснащение зависит от числа подключен­ных рабочих станций.

Более старые версии сетей предлагали возможности использования сервера в невыделенном режиме (non dedicated). В этом случае сервер функ­ционирует не только как центральный ПК, но может использоваться как обыч­ная рабочая станция. Это выгодно относительно цены, так как эко­номится одна рабочая станция, но из-за сервера, “отвлеченного” на решение задач пользователя, испытывает затруднения вся сеть, поэтому рекомендуется использовать сервер только в выделенном режиме (dedicated).

Рабочая станция

Рабочая станция – персональный компьютер, работающий под управлением собственной дисковой операционной системы. Однако в отличие от автономного персонального компьютера рабочая станция содержит плату сетевого интерфейса и физически соединена кабелем с сервером. Кроме того, рабочая станция должна иметь сетевую операционную систему или специальную программу, называемую оболочкой сети, при использовании несетевой ОС, которая позволяет ей обмениваться информацией с сервером, другими рабочими станциями и прочими устройствами сети. Оболочка позволяет рабочей станции использовать файлы и программы, хранящиеся на сервере, так же легко, как и находящиеся на ее собственных дисках.

Оснащение отдельных рабочих станций внутри сети очень сильно зависит от оснащения сервера. Если серверу выделена центральная роль, то рабочие станции могут оснащаться оборудованием в меньшей степени.

По-другому выглядит одноранговая сеть, в которой отсутствует сер­вер. Здесь чем лучше отдельные станции, тем лучше распределение ресурсов внутри всей сети. Дорогие периферийные устройства, такие как сканер, мо­дем, сменные жесткие диски и так далее, необходимо устанавливать лишь на одной рабочей станции, так как в сети ресурсы доступны всем пользователям.

Сетевые карты

Сетевая карта устанавливается в один из свободных слотов материнской пла­ты. При этом сервер не обязательно должен иметь лучшую карту, чем рабочие станции.

Сетевые карты являются посредниками между ПК и сетью и передают сетевые данные по системе шин к ЦП и ОЗУ сервера или рабочей станции.

Сетевая карта оборудована собственным процессором и памятью, обычно имею­щей объем 8—16 Кбайт. Большинство сетевых плат предусматривает использование микросхемы ROM удаленной загрузки. Это нужно для бездисковых станций (не имеющих ни винчестера, ни дис­ководов для дискет). Загрузка операционной системы в память таких ПК происходит через сеть. Эта микросхема инициирует процесс загрузки. Чтобы компьютер знал ее местонахождение, надо на сетевой карте установить для нее базовый адрес. На внешней стороне карты имеются разъемы для подключения кабелей.

Как и любые другие карты, сетевые карты бывают 8-, 16- и 32-разрядными и могут иметь исполнение для различных компьютерных архитектур: ISA, EISA, VESA, PCI, MCA.

В качестве стандартной сетевой карты обычно используется продукция фир­мы Novell, поэтому наиболее распространенными сейчас являются сетевые карты, совместимые с NE2000 (Novell Ethernet). Драйверы для них включаются в дистрибутивы практически всех сетевых операционных систем. Отдельные стандарты отличаются в первую очередь скоростью передачи данных. Если не вдаваться в тонкости, то можно принять следующее определение:

скорость передачи данных – количество битов, передаваемых в единицу времени, 1 бод = 1 бит в секунду.

В зависимости от используемой технологии и сетевой карты максималь­ная скорость передачи данных в сети 10, 100, 1000 Мбит/с.