 |
Целесообразность применения
|
|
|
|
Одноранговая сеть подходит там, где:
· количество пользователей не превышает 10 человек;
· пользователи расположены компактно;
· вопросы защиты данных не критичны;
· в обозримом будущем не ожидается значительного расширения
фирмы, и, следовательно, сети.
Сеть с централизованным управлением
Если к сети подключено более 10 пользователей, то одноранговая сеть может оказаться недостаточно производительной. Поэтому большинство сетей используют выделенные серверы.
Выделенный сервер - это такой сервер, который функционирует только как сервер (исключая функции клиента или рабочей станции). Он специально оптимизирован для быстрой обработки запросов от сетевых клиентов и для управления защитой файлов и каталогов. Диски выделенных серверов доступны всем остальным компьютерам сети. На серверах должна работать специальная сетевая операционная система.
Остальные компьютеры называются рабочими станциями. Рабочие станции имеют доступ к дискам сервера и совместно используемым принтерам, но и только. С одной рабочей станции нельзя работать с дисками других рабочих станций. С одной стороны, это хорошо, так как пользователи изолированы друг от друга и не могут случайно повредить чужие данные. С другой стороны, для обмена данными пользователи вынуждены использовать диски сервера, создавая для него дополнительную нагрузку.
Есть, однако, специальные программы, работающие в сети с централизованным управлением и позволяющие передавать данные непосредственно от одной рабочей станции к другой минуя сервер. На рабочих станциях должно быть установлено специальное программное обеспечение, часто называемое сетевой оболочкой.
|
|
|
Компоновка сети
Топология сети
Термин "топология сети" характеризует физическое расположение компьютеров, кабелей и других компонентов сети. Каждая топология сети налагает ряд условий. Например, она может диктовать не только тип кабеля, но и способ его прокладки. Также топология может определять способ взаимодействия компьютеров в сети. Различным видам топологий соответствуют различные методы взаимодействия. Существуют три основных вида топологий: "шина", "звезда" и "кольцо".
Шина
Рис. 1 топология «шина»
Данная топология относится к наиболее простым и широко распространенным. Она имеет линейную конфигурацию, при которой все компьютеры соединены параллельно одним кабелем, именуемым магистралью или сегментом. Данные в виде электрических сигналов предаются всем компьютерам сети; однако информацию принимает только тот, адрес которого соответствует адресу получателя. Но, так как данные распространяются по всей сети, если не предпринимать никаких специальных действий, сигнал, достигая конца кабеля, будет отражаться и не позволит другим компьютерам осуществлять передачу. Чтобы предотвратить эффект отражения сигналов, к концам кабеля подключают терминаторы, поглощающие эти сигналы. Передавать данные одномоментно может только один компьютер. Поэтому, чем больше компьютеров в сети, тем меньше его пропускная способность.
Шина – пассивная топология. Это значит, что компьютеры только «слушают» предаваемые по сети данные, но не перемещают их от отправителя к получателю. Поэтому, если один из компьютеров выйдет из стоя, это не скажется на работе остальных.
Расширение ЛВС
Увеличение участка, охватываемого сетью, вызывает необходимость ее расширения. В сети с топологией «шина» кабель обычно удлиняется двумя способами:
1. Для соединения двух отрезков кабеля можно воспользоваться баррел-коннектором. Но злоупотреблять ими не стоит, так как сигнал при этом ослабевает.
|
|
|
2. Также можно воспользоваться репитером. Он усиливает сигнал перед передачей его в следующий сегмент.
Преимущества шинной сети:
· возможность добавления или исключения узлов без повторной
инициализации сети;
· обеспечение работоспособности сети при выходе из строя одного
или нескольких узлов;
· возможность распределённого управления работой сети через
узловые интерфейсы;
· значительное повышение надежности работы сети за счет
использования коаксиального кабеля.
Основной недостаток шинной сети – невозможность одновременной передачи информации несколькими станциями.
Кольцо
Рис. 2 топология «кольцо»
При топологии «кольцо» компьютеры подключаются к кабелю, замкнутому в кольцо. Сигналы предаются по кольцу в одном направлении. В этом случае данные передаются от одного компьютера к другому как бы по эстафете. Если компьютер получит данные, предназначенные для другого компьютера, он передает их дальше по кольцу. Если данные предназначены для получившего их компьютера, они дальше не передаются. «Кольцо» – это активная топология. Здесь каждый компьютер выступает в роли репитера, усиливая сигналы и передавая их следующему компьютеру.
Преимущества кольцевых локальных сетей:
· при использовании соответствующих детерминированных методов
доступа в таких сетях не только гарантируется доступ каждого
абонента через определенные интервалы времени независимо
от нагрузки сети, но и допускается одновременная передача
информации несколькими абонентами;
· невысокая стоимость сетевых интерфейсов, реализующих прямые
методы передачи и управления доступом в сеть;
· сравнительная простота использования волоконно-оптической линии
связи.
Недостатки кольцевых сетей:
· при добавлении или замене узла необходимы остановка в работе
сети и временный разрыв кольца;
|
|
|
· выход из строя узла сети прерывает работу всей сети.
Звезда
Рис. 3 топология «звезда»
При топологии «звезда» все компьютеры с помощью сегментов кабеля через специальный сетевой адаптер подключаются к центральному компоненту, именуемому концентратором (hub). Сигналы от передающего компьютера поступают через концентратор ко всем остальным. В сетях с топологией «звезда» подключение кабеля и управление конфигурацией сети централизованны. Центральным узлом в топологии «звезда» является концентратор.
Концентраторы бывают трех видов:
· Активные концентраторы регенерируют и передают сигналы так же,
как это делают репитеры.
· Пассивные – просто пропускают через себя сигнал не усиливая и не
восстанавливая его.
· К гибридным концентраторам можно подключить кабели различных
видов.
Преимущества сети с топологией «звезда»:
· Если выйдет из стоя только один компьютер (или кабель,
соединяющий его с концентратором), то лишь этот компьютер
не сможет передавать или принимать данные по сети.
· Сети, построенные не концентраторах, легко расширить, если
подключить дополнительные концентраторы.
· Однако при использовании топологии "звезда" легче найти
неисправность в кабельной сети.
Недостатки:
· Так как все компьютеры подключены к центральной точке, для
больших сетей значительно увеличивается расход кабеля.
· Если центральный компонент выйдет из стоя, то нарушится работа
всей сети.
Локальная сеть может использовать одну из перечисленных топологий. Это зависит от количества объединяемых компьютеров, их взаимного расположения и других условий. Можно также объединить несколько локальных сетей, выполненных с использованием разных топологий, в единую локальную сеть.
Комбинированные сети
Существуют и комбинированные типы сетей, совмещающие лучшие качества одноранговых сетей и сетей на основе сервера.
|
|
|
Звезда-шина
Это комбинация топологий «шина» и «звезда».Чаще всего это выглядит так: несколько сетей с топологией «звезда» объединяются при помощи магистральной линейной шины. В этом случае выход из стоя одного компьютера не оказывает никакого влияния на сеть – остальные компьютеры по-прежнему взаимодействуют друг с другом. А выход из стоя концентратора повлечет за собой остановку подключенных к нему компьютеров и концентраторов.
Звезда-кольцо
Кажется несколько похожей на звезду-шину. И в той, и в другой топологии компьютеры подключены к концентратору, который фактически и формирует кольцо или шину. Отличие в том, что концентраторы в звезде-шине соединены магистральной линейной шиной, а в звезде-кольце на основе главного концентратора они образуют звезду.
Подключение сетевых компонентов
Основные группы кабелей
На сегодняшний день подавляющая часть компьютерных сетей использует для соединения провода или кабели. Они выступают в качестве среды передачи сигналов между компьютерами. Существует три основные группы кабелей: коаксиальный кабель, витая пара и оптоволоконный кабель.
Коаксиальный кабель подразделяется на два типа – тонкий и толстый. Оба они имеют медную жилу, окруженную металлический оплеткой, которая поглощает внешние шумы и перекрестные помех. Коаксиальный кабель удобен для передачи сигналов на большие расстояния. Он прост по конструкции, имеет небольшую массу и умеренную стоимость. В тоже время обладает хорошей электрической изоляцией, допускает работу на довольно больших расстояниях (несколько километров) и высоких скоростях.
Витая пара может быть экранированной и неэкранированной. Неэкранированная витая пара (UTP) делится на пять категорий, из которых пятая – наиболее популярная в сетях. Экранированная витая пара (STP) поддерживает передачу сигналов на более высоких скоростях и на большее расстояние, чем UTP. Витая пара, хотя дешева и широко распространена, благодаря наличию на многих объектах резервных пар в телефонных кабелях, плохо защищена от электрических помех, от несанкционированного доступа, ограничена по дальности и скорости подачи данных.
Оптоволоконный кабель имеет небольшую массу, способен передавать информацию с очень высокой скоростью, невосприимчив к электрическим помехам, сложен для несанкционированного доступа и полностью пожаро- и взрывобезопасен (обгорает только оболочка), но он дороже и требует специальных навыков для установки
Передача сигналов
Существует две технологии передачи данных: широкополосная и узкополосная. При широкополосной передачи с помощью аналоговых сигналов в одном кабеле одновременно организуется несколько каналов. При узкополосной передаче канал всего один, и по нему передаются цифровые сигналы.
|
|
|
Беспроводные сети
Беспроводная среда постепенно входит в нашу жизнь. Как только технология окончательно сформируется, производители предложат широкий выбор продукции по приемлемым ценам, что приведет и к росту спроса на нее, и к увеличению объема продаж. В свою очередь это вызовет дальнейшее совершенствование и развитие беспроводной среды.
Трудность установления кабеля – фактор, которой дает беспроводной среде неоспоримое преимущество. Она может оказаться особенно полезной в следующих ситуациях:
· в помещения, сильно заполненных людьми;
· для людей, которые не работают на одном месте;
· в изолированных помещениях и зданиях;
· в помещениях, планировка которых часто меняется;
· в строениях, где прокладывать кабель непозволительно.
Беспроводные соединения используются для передачи данных в ЛВС, расширенных ЛВС и мобильных сетях. Типичная беспроводная сеть работает так же, как и кабельная сеть. Плата беспроводного адаптера с трансивером установлена в каждом компьютере, и пользователи работают так, будто их компьютеры соединены кабелем.
Беспроводная сеть использует инфракрасное излучение, лазер, радиопередачу в узком и рассеянном спектре. Дополнительный метод – связь «точка-точка», при котором обмен данными осуществляется только между двумя компьютерами, а не между несколькими компьютерами и периферийными устройствами.
Платы сетевого адаптера
Платы сетевого адаптера – это интерфейс между компьютером и сетевым кабелем. В обязанности платы сетевого адаптера входит подготовка, передача и управление данными в сети. Для подготовки данных к передачи по сети плата использует трансивер, который переформатирует данные из параллельной формы в последовательную. Каждая плата имеет уникальный сетевой адрес.
Платы сетевого адаптера отличаются рядом параметров, которые должны быть правильно настроены. В их число входит: прерывание (IRQ), адрес базового порта ввода/вывода и базовый адрес памяти.
Чтобы обеспечить совместимость компьютера и сети, плата сетевого адаптера должна, во-первых, соответствовать архитектуре шины данных компьютера и, во-вторых, иметь требуемый тип соединителя с сетевым кабелем.
Плата сетевого адаптера оказывает значительное влияние на производительность всей сети. Существует несколько способов увеличить эту производительность. Некоторые платы обладают дополнительными возможностями. К их числу, например, относится: прямой доступ к памяти, разделяемая память адаптера, разделяемая системная память, управление шиной. Производительность сети можно повысить также с помощью буферизации или встроенного микропроцессора.
Разработаны специализированные платы сетевого адаптера, например, для беспроводных сетей и бездисковых рабочих станций.
Функционирование сети
|
|
|
