Глобальные и локальные сети

магистральному  моноканалу.

Достоинства сети:

• высокая пропускная способность, позволяющая передавать большие потоки 
  разнообразной информации;
• возможность организации на одной физической среде нескольких сетей 
  различного    назначения    (например,   в   крупных   финансовых   организациях, 
  информационных и многопрофильных фирмах).

Недостатки:

• сложность эксплуатации;
• высокая стоимость оборудования.

   Магистральные поликаналы  разрабатываются  и  производятся по конкретным заказам.

 
 
 

 
 
2.4.4. Комбинированные сети

   Каждая  из приведенных структур сетей обладает определенными достоинствами и недостатками. Преодолеть некоторые недостатки и повысить эффективность сетей можно путем комбинирования (структурирования) различных топологий. Например, на рис.2.4.4.1. изображена сеть с одним УК и двумя магистральными моноканальными подсетями. Сеть может включать несколько УК, каждый из которых имеет несколько портов.

 
 
 

              Рис.2.4.4.1. Комбинированная  ЛКС (вариант 1) Условные обозначения: ЦУС - центр управления сетью, ПЭВМ - персональный

компьютер, УК - узел коммуникации

На рис.2 А А.2. показана сеть из двух УК, ПЭВМ к которым подключены разными

способами.

Достоинства сетей:

• возможность легкого наращивания абонентов и ресурсов сети;
• изменение конфигурации сетевой структуры;
• повышение надежности сети;
• продление жизненного цикла.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

*••

 

 
 
 

              Рис.2.4.4.2. Комбинированная  ЛКС (вариант 2) Условные обозначения: ЦУС - центр управления сетью, ПЭВМ - персональный

компьютер, УК - узел коммуникации

Недостатком  таких  систем  является  более  высокая  их  стоимость за счет

дополнительного технического и программного сетевого оборудования.

К комбинированной  структуре можно отнести и  полносвязную сеть (рис.2.4.4.3).

                 Рис.2.4.4.3. Структура  полносвязной сети Условные обозначения: ПЭВМ - персональный компьютер Достоинства сети:

• наименьшая задержка передачи сообщения между компонентами сети;
• наибольшая надежность сети.

   К недостаткам сети относятся: неэффективность, сложность и наибольшая длина  физической среды.

   В зависимости от конструктивных особенностей помещений фирмы, расположения сотрудников в помещениях, приоритета абонентов сети, допустимой задержки передачи сообщений и других факторов могут использоваться и другие структуры сетей.

 
 
2.5. Характеристика физических сред  передачи данных в ЛКС

   В качестве физической среды передачи сигналов в ЛКС применяются витые  (скрученные) пары проводов (ВП), коаксиальные (КК), оптоволоконные (ОВК) кабели и радиоканалы (РК).

   Учитывая  эксплуатационные характеристики и  стоимость различных сред передачи сигналов, наибольшее применение в ЛКС средней протяженности (офисы, небольшие фирмы, предприятия и организации) нашли витые пары и коаксиальные кабели. Витая пара - это телефонный провод европейского стандарта, включающий два изолированных проводника. Коаксиальный кабель состоит из центрального проводника, окруженного слоем изолирующего материала, проводящего электрический ток экрана, и внешней оболочки.

   В ЛКС большой протяженности применяются  оптоволоконные кабели. По ОВК передаются не электрические сигналы, а световая энергия. Внутреннюю часть ОВК составляют тонкие нити кварцевого волокна с низким коэффициентом затухания и высоким коэффициентом отражения. Внутреннюю часть ОВК окружает стеклянная пленка, имеющая меньший коэффициент отражения, чем кварц. В связи с этими физическими свойствами кварца и стекла ОВК могут передавать информацию на значительные расстояния.

   В радиоканальных ЛКС применяются  в основном радиочастотные, инфракрасные и микроволновые радиостанции на дальности прямой видимости.

 

 
 
3. Глобальные компьютерные сети

  3.1. Классификация сетей

Глобальные  сети можно классифицировать по следующим  признакам:

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.

 
 
3.2. Наземные многоузловые сети

3.2.1. Общая структура сети Структура многоузловой сети показана на рис.3.2.1.1.

Рис.3.2.1.1. Комбинированная ЛКС

   Условные  обозначения: Т - терминал, УК - узел коммуникации, ЦУС - центр управления сетью

   Рабочими  ЭВМ сети могут быть все классы ЭВМ от персональных до суперЭВМ. Используются также отдельные терминалы (Т). Абоненты подключаются к сети посредством телефонных и телеграфных каналов связи в точках подключения (ТП). Доступ пользователей к ресурсам сети осуществляется через узлы коммутации. Каждый узел коммутации (УК) обслуживает определенное число пользователей, обычно наиболее близко расположенных к узлу. Архитектуру УК составляют ЭВМ со специальным сетевым программным обеспечением и коммуникационное оборудование. УК могут быть обслуживаемыми и необслуживаемыми, т. е. работающими в автоматическом режиме. УК выполняют важные сетевые функции: анализ и формирование сетевых адресов абонентов, кодирование сообщений, контроль и коррекцию ошибок, появившихся в процессе передачи информации, управление потоками

сообщений, выбор оптимального для данной ситуации маршрута передачи сообщения и др. Один из УК выполняет роль шлюза или моста.

   С одним из УК совмещается центр  управления сетью (ЦУС), на котором работает администратор сети. В ЦУС, как  правило, входит наиболее мощная ЭВМ сети со специальным программным обеспечением.

   Между УК прокладываются, как правило, магистральные  скоростные каналы передачи данных (МСКПД) на основе Коаксиальных, многожильных и оптоволоконных кабелей. В крайнем случае используются телефонные линии связи, обладающие средней скоростью передачи данных.

Достоинства многоузловой сети:

• возможно использование ранее проложенных каналов связи;
• допустимо применение в разных частях сети различных физических сред 
  и скоростей передачи данных;
• возможность применения различных способов коммутации и выбора 
  путей передачи сообщений.

Недостатки:

-сложность прокладки в труднодоступных местах

(горах, болотах,  пустынях, в воде);

- невозможность связи с движущимися абонентами.

 
 
3.2.2. Принцип модемной связи

    Чтобы передать дискретный двоичный сигнал с выхода одной ПЭВМ на вход другой по аналоговой телефонной линии связи, этот сигнал должен быть преобразован в стандартную форму передачи сигнала по телефонной линии. Такое преобразование называется модуляцией, а устройство, осуществляющее преобразование модулятором. На входе ПЭВМ - получателя сообщения должно быть сделано обратное преобразование, которое называется демодуляцией, а устройство — демодулятором. Так как ПЭВМ передает и принимает сообщение, то модулятор и демодулятор объединяют в одном устройстве под названием модем. Модемы выпускаются как в виде отдельных блоков, так и встроенными в ПЭВМ В зависимости от качества модемов и линий связи скорость передачи данных через модемы составляет 2400,4800,9600 бит/с.

   Для того чтобы две ПЭВМ могли обмениваться информацией, кроме модема и физической среды передачи сигналов необходимо специальное программное обеспечение для согласования работы ПЭВМ и поддержки средств коммуникаций. Большинство модемов автоматически определяют, с какой скоростью поступает информация, проводят тестирование качества линии связи, а также кодируют сообщения специальными помехоустойчивыми кодами.

   Обычный тип модема позволяет передавать только текстовую информацию, в связи с чем его иногда называют телефонным. Кроме телефонного модема выпускаются факс—модемы, которые могут передавать графическую информацию: деловые письма с подписями и печатями, чертежи, эскизы, рисунки, фотографии. Для разносторонней работы пользователя в сети к ПЭВМ должен быть подключен сканер.

   3.2.3. Способы коммутации и выбор  пути передачи сообщения

Способами коммутации при передаче сообщений  являются: Коммутация каналов устанавливает физическое соединение (рис.3.2.3.1.) между абонентом-отправителем сообщения (Отпр.) и получателем (Пол.). Отправитель посылает специальный сигнал, который перемещается от одного УК к другому и устанавливает физический прямой канал связи между отправителем и получателем. После установления физического канала связи получатель посылает об этом отправителю специальный сигнал. Получив сигнал, отправитель посылает сообщение. После передачи всего сообщения канал связи разъединяется. Способ коммутаций каналов прост в реализации, но дает наибольшую задержку при передаче сообщения и снижает пропускную способность сети.

 
 
 
 
 

 

Рис.3.2.3.1. Фрагмент средств коммуникаций сети

Условные обозначения: УК - узел коммуникации

   Коммутация  сообщений не устанавливает физический канал связи между абонентами. Определяется логический канал связи, т. е. указывается адрес получателя сообщения, адрес отправителя и путь передачи сообщения. Поступившее в УК сообщение запоминается и ждет до тех пор, пока не освободится канал к следующему УК. Сообщение в каждый момент времени занимает только канал между двумя соседними УК. Это повышает пропускную способность сети и уменьшает задержку передачи сообщения.

   Коммутация  пакетов. На транспортном уровне ЭМВОС  сообщение разбивается на одинаковой длины фрагменты. На более нижних уровнях фрагмент сообщения снабжается заголовком и концевиком. В заголовке записывается: адрес получателя, порядковый номер фрагмента, маршрут его движения и информация для управления каналом связи. В концевик пишется информация (код) для контроля правильности передачи сообщения по каналу связи. Фрагмент сообщения с заголовком и концевиком называется пакетом. Пакеты передаются по сети независимо друг от друга и могут проходить по разным путям.

Преимущества  способа коммутации пакетов: