Шинная топология

Достоинства: упрощение логической и программной архитектуры сети; простота расширения; простота методов управления; минимальный расход кабеля; отсутствие необходимости централизованного управления; надежность (выход из строя одного компьютера не нарушит работу других). Недостатки: кабель, соединяет все станции - один, => “общаться” компьютеры могут только "по очереди", => нужны специальные средства для разрешения конфликтов; затруднен поиск неисправностей кабеля, при его разрыве нарушается работа всей сети. Наиболее надежный метод доступа - Ethernet. При использовании этого метода доступа на рабочих станциях устанавливается специальная интерфейсная плата (NIC - Network Interface Card), которая предназначена для приема и передачи информации. Специальное устройство - трансивер - генерирует электрические сигналы и передает их в кабель. Это устройство отвечает также за прием сигналов и обнаружение конфликтов, возникающих при одновременной попытке двух рабочих станций занять линию. Существует два варианта: при использовании "тонкого Ethernet " трансивер выполнен на самой плате, а в "толстом Ethernet" трансиверы располагаются непосредственно на кабеле, а с сетевой картой соединяются отдельным кабелем. На обоих концах электрической цепи устанавливаются терминаторы. Древовидная топология (рис.1.2) представляет собой комбинацию шин. Дерево образуется путем соединения нескольких шин с помощью активных повторителей или пассивных размножителей. При отказе одного сегмента сети остальные могут продолжать работу. При использовании топологии "звезда" (рис.1.3) каждый компьютер подключается отдельным кабелем к объединяющему устройству (концентратору). В центре пассивный соединитель или активный повторитель. Преимуществом такой организации является надежность (выход из строя одной станции или кабеля не повлияет на работу других). Недостатки: требуется большое количество кабеля, надежность и производительность определяются центральным узлом, который может оказаться "узким местом". Метод доступа Arcnet. Кольцевая топология (рис.1.4) относится к классу последовательных конфигураций. Основная проблема заключается в том, что все рабочие станции должны активно участвовать в пересылке информации. В случае выхода из строя хотя бы одной из них вся сеть парализуется. Кроме того, на каждой рабочей станции необходим буфер для промежуточного хранения передаваемой информации, что замедляет передачу. Подключение новой станции требует отключения сети. Поэтому разрабатываются специальные устройства, позволяющие блокировать разрывы цепи. Достоинства: низкая стоимость, высокая эффективность использования моноканала, простота расширения, простота методов управления. Метод доступа Token-Ring ("маркированное кольцо").

Сети с выделенным сервером и одноранговые сети. В зависимости от того, каким образом распределяются функции серверов и рабочих станций между компьютерами сети различают сети с выделенными серверами и одноранговые сети. Сети с выделенным сервером – аналоги систем типа «главный-подчиненный». Роль главного играют серверы. Они распоряжаются ресурсами, управляют информацией обменом, выполняют все организационные функции. Novell Netware (описание в конце!!!) – сетевая ОС, изначально разрабатывалась как серверная. Основные функции – файл-сервер и сервер печати. Эта ОС оптимизирована для выполнения этих функций и не предназначена для работы пользователей. Нет понятия процесса. Другой подход к разработке сетевых ОС – расширение функций «обычных» ОС для управления сетью. Дополнение средств средствами управления передачи информации в сети по каналам связи. А также защита информации для определенной среды (MS Windows NT – server, IBM OS/2 – server). В отличие от Novell NetWare эти ОС дают возможность выполнения на серверах обычных ПП. Одноранговая сеть – это сеть, в которой все компьютеры могут выполнять функции и серверов, и рабочих станций (Windows 9x). Гибридные сети – это сети с выделенными серверами, на которые сверху накладывается одноранговая сеть, объединяющая рабочие станции. В таких сетях накладываются друг на друга два механизма защиты, причем один более мощный – это ослабляет защиту. Кластерные системы. Это слабосвязанные ВС, они создаются на основе сетей. Кластер – это совместимость серверов в сети, объединенных для более тесного взаимодействия, чем остальные узлы сети, для решения общих прикладных задач. Кластерная система создается на основе специальные оборудования, создаются специальные интерфейсы на основе сетей. Кластер для пользователя в сети – это виртуальный сервер.

OSI. При организации связи обмен информацией должен осуществляться по определенным правилам. Эти правила определяются протоколом, который представляет собой соглашение, определяющее управление процедурами информационного обмена между взаимодействующими объектами. В различных сетях реализованы разные процедуры обмена, следовательно, разные протоколы. Однако существует общее соглашение по организации взаимодействия в сетях: нет средств прямого обмена информацией, но есть возможность пересылки через локальный интерфейс протоколам нижнего уровня, пока информация не дойдет до физического уровня; с использованием протоколов самого низкого уровня информация передается адресату; далее информация передается вверх через систему интерфейсов, пока не дойдет до соответствующего уровня, на котором она будет принята. На каждом уровне, на котором может устанавливаться связь между объектами в сети, существуют свои протоколы (правила организации взаимодействия). Кроме того, все действия, связанные с преобразованием информации при переводе ее с одного уровня на другой, также должны выполняться в соответствии со строго определенными правилами. То есть, мы приходим к понятию иерархии протоколов. Набор протоколов, управляющих обменом информацией между физически отдаленными связанными объектами на различных уровнях, и набор интерфейсов, управляющих передачей информации между ближайшими уровнями протоколов, составляет систему, называемую иерархией или пакетом протоколов.

Для организации взаимодействия объектов должна существовать возможность их физического соединения. Это соединение рассматривают как физическую среду (носитель сигнала), которая должна обладать определенными характеристиками. Данный уровень организации взаимодействия иногда считают нулевым уровнем. На физическом уровне взаимодействия (1) через каналы (линии связи) передаются последовательности бит. Второй уровень - канальный уровень или уровень управления линией передачи данных (2) - это уровень формирования из данных кадров и их последовательностей (кадр представляет собой "контейнер", в котором передаются пакеты). Здесь же осуществляется управление доступом к передающей среде, обнаружение и исправление ошибок. Сетевой уровень (3) - уровень управления сетью. На этом уровне решается задача маршрутизации. В передаваемый пакет вкладывается сетевой адрес. Выполнение функции маршрутизации сводится к необходимости прокладки в физическом канале логического (виртуального) канала для повышения эффективности использования физической линий связи. При этом каждая пара польз-лей, между которыми организуется взаимодействие, связывается своим логическим каналом. На этом уровне выполняются также функции коммутации, буферизации и обработки ошибок. Четвертый уровень - транспортный уровень (4). Все объекты сети, являющиеся точками транспортного сервиса, делятся на пользователей и исполнителей. Исполнители обеспечивают функции коммутации, маршрутизации и селекции информации. Разделение передаваемых сообщений на пакеты на передающем конце и сборка - на принимающем, "шлюзование" (согласование несовместимых сетей), реализация механизма "окна" (передачи с подтверждением приема группы блоков) - основные функции протоколов транспортного уровня. Транспортный уровень обеспечивает управление передачей данных от объекта-источника к объекту-приемнику (без обработки их в промежуточных узлах). Сеансовый уровень (5) - уровень управления сеансами связи. На этом уровне обеспечивается обмен целыми сообщениями (целостными блоками информации) между объектами прикладного уровня, поддерживается диалог между процессами (выполняется функция синхронизации процедур взаимодействия, реализуется управление доступом на основе прав доступа). При работе на сеансовом уровне между объектами сети устанавливается логическое соединение, что гарантирует доставку по сети пакетов в заданном порядке. При передаче информации по сети осуществляется сквозной контроль. Шестой уровень - уровень представления данных (6). Функция протоколов этого уровня - интерпретация передаваемых данных (шифрование, сжатие информации и т.п.). Протоколы этого уровня - это правила преобразования передаваемых между процессами данных к виду, "удобному" для прикладных процессов. Прикладной уровень (7) - уровень поддержки ППО, выполнения ПП. Здесь реализуется управление терминалами, административное управление сетью, передачей и обработкой заданий, файлов.

Коммутация - это метод установления связи, который обеспечивает передачу информации из одной точки (узла сети) в другой между динамически меняющимися источниками и приемниками данных. Каналом связи называют физическую среду и аппаратные средства, осуществляющие передачу информации от одного узла коммутации к другому либо к адресату связи. Коммутация каналов (традиционная коммутация цепей) - это метод передачи данных, при котором в сети передача информации устанавливает физическое соединение между пунктами отправления и назначения, при помощи коммутаторов путем образования составного физического канала из последовательно соединенных отдельных канальных участков. При коммутации цепей информация передается без буферизации и задержек в промежуточных узлах коммутации. Коммутация сообщений характеризуется тем, что физическое соединение устанавливается только между соседними узлами сети, называемыми центрами, или узлами коммутации сообщений, и только на время передачи по связывающему их каналу информации. Каждое передаваемое сообщение снабжается заголовком, содержащим информацию о его адресате и отправителе, и транспортируется по сети как единое целое. В каждом узле коммутации перед передачей сообщения в следующий узел выполняется его буферизация: поступившее в узел сообщение запоминается в его буфере (ЗУ, хранящем все сообщения, для которых данный узел является промежуточным узлом коммутации). В момент, когда освободится соответствующий канал связи, требуемый для передачи сообщения в следующий узел сети, сообщение извлекается из буфера и передается в след соседний узел. То есть передаваемое сообщение в каждый момент передачи занимает только канал, соединяющий соседние два узла. При этом виртуальный канал между источником и адресатом может состоять из физических каналов с разной скоростью передачи данных. При коммутации пакетов передаваемое сообщение подвергается пакетированию - разбивается на пакеты ограниченной длины. Каждый пакет сопровождается служебной информацией (заголовком), где указываются адреса отправителя и получателя информации, номер пакета в сообщении и другая системная информация (например, о типе пакета - служебный или содержащий данные и т.п.). Пакеты транспортируются в сети, как и сообщения. В пункте назначения интерфейсный процессор должен сформировать из полученных пакетов сообщение в его исходной форме. Маршрутизация в сетях - это задача определения пути, по которому должна передаваться информация (сообщения или пакеты) от ее отправителя к получателю.

Маршрутизация в сети имеет три первичные цели: обеспечить мин задержки и макс пропускную способность сети; обеспечить мин стоимость передачи информации; обеспечить каждый пакет макс возможной защитой и надежностью.

Поиск по сайту: