Локальные компьютерные сети (ЛКС)

Основной узел на витой паре - hub (в переводе называется накопителем, концентратором или просто хаб). Каждый компьютер должен быть подключен к нему с помощью  своего сегмента кабеля. Длина каждого  сегмента не должна превышать 100 м. На концах кабельных сегментов устанавливаются  разъемы RJ-45. Одним разъемом кабель подключается к хабу, другим - к сетевой  плате. Разъемы RJ-45 очень компактны, имеют пластмассовый корпус и  восемь миниатюрных площадок.

Хаб - центральное  устройство в сети на витой паре, от него зависит ее работоспособность. Располагать его надо в легкодоступном месте, чтобы можно было легко  подключать кабель и следить за индикацией портов.

Хабы выпускаются  на разное количество портов - 8, 12, 16 или 24. Соответственно к нему можно подключить такое же количество компьютеров.

Технология Fast Ethernet IEEE 802.3U.

Технология Fast Ethernet была стандартизирована комитетом IEEE 802.3. Новый стандарт получил название IEEE 802.3U. Скорость передачи информации 100 Мбит/с. Fast Ethernet организуется на витой  паре или оптоволокне.

В сети Fast Ethernet организуются несколько доменов конфликтов, но с обязательным учетом класса повторителя, используемого в доменах.

Репитеры Fast Ethernet (IEEE 802.3U) бывают двух классов и различаются  по задержке в мкс. Соответственно в  сегменте (логическом) может быть до двух репитеров класса 2 и один репитер  класса 1. Для Ethernet (IEEE 802.3) сеть подчиняется  правилу 5-4-3-2-1.

Правило 5-4-3-2-1 гласит: между любыми двумя рабочими станциями  не должно быть более 5 физических сегментов, 4 репитеров (концентраторов), 3 «населенных» физических сегментов, 2 «населенных» межрепитерных связей (IRL), и все  это должно представлять собой один коллизионный домен (25,6 мкс).

Физически из концентратора  «растет» много проводов, но логически  это все один сегмент Ethernet и один коллизионный домен, в связи с  ним любой сбой одной станции  отражается на работе других. Поскольку  все станции вынуждены «слушать»  чужие пакеты, коллизия происходит в пределах всего концентратора (на самом деле на другие порты посылается сигнал Jam, но это не меняет сути дела). Поэтому, хотя концентратор - это самое  дешевое устройство и, кажется, что  оно решает все проблемы заказчика, советуем постепенно отказаться от этой методики, особенно в условиях постоянного  роста требований к ресурсам сетей, и переходить на коммутируемые сети. Сеть их 20 компьютеров, собранная на репитерах 100 Мбит/с, может работать медленнее, чем сеть из 20 компьютеров, включенных в коммутатор 10 Мбит/с. Если раньше считалось «нормальным» присутствие  в сегменте до 30 компьютеров, то в  нынешних сетях даже 3 рабочие станции  могут загрузить весь сегмент.

В Fast Ethernet внутри одного домена конфликтов могут находиться не более двух повторителей класса II (рисунок 3) или не более одного повторителя класса I (рисунок 4)

 

Рисунок 3 - Структура  сети на повторителях класса 2 с использованием витой пары.

Рисунок 4 - Структура  сети на повторителях класса 1 с использованием витой пары.

Различные типы кабелей и устройств Fast Ethernet дают разную величину задержки RTD. Витая  пара категории 5 - 1,11 бит-тайм на метр длины, оптоволоконный кабель 1 бит-тайм также  на метр длины, сетевой адаптер - 50 бит-тайм, медиаконвертеры от 50 до 100, повторитель  класса I -140, повторитель класса II - 92 бит-тайм. Задержку RTD между двумя  сетевыми узлами рассчитать несложно, она равняется сумме соответствующих  задержек их сетевых адаптеров и  всех промежуточных сетевых компонентов (кабелей, повторителей).

 

ГЛОБАЛЬНЫЕ  КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ

Характеристика  глобальных компьютерных сетей

Первоначально глобальные сети решали задачу доступа  удаленных ЭВМ и терминалов к  мощным ЭВМ, которые назывались host-компьютер (часто используют термин сервер). Такие  подключения осуществлялись через  коммутируемые или некоммутируемые  каналы телефонных сетей или через спутниковые выделенные сети передачи данных, например, сети, работающие по протоколу Х.25.

Для подключения  к таким сетям передачи данных использовались модемы, работающие под  управлением специальных телекоммуникационных программ, таких как BITCOM, COMIT, PROCOM, MITEZ и т.д. Эти программы, работая под  операционной системой MS-DOS, обеспечивали установление соединения с удаленным  компьютером и обмен с ним  информацией.

С закатом эры MS-DOS их место занимает встроенное в  операционные системы коммуникационное программное обеспечение. Примером могут служить средства Windows95 или  удаленный доступ (RAS) в WindowsNT.

В настоящее  время все реже используются подключенные к глобальным сетям одиночные  компьютеры. Это в основном домашние ПК. В основной массе абонентами компьютерных сетей являются компьютеры, включенные в локальные вычислительные сети (ЛВС), и поэтому часто решается задача организации взаимодействия нескольких удаленных локальных  вычислительных сетей. При этом требуется  обеспечить удаленному компьютеру связь  с любым компьютером удаленной  локальной сети, и, наоборот, любому компьютеру ЛВС с удаленным компьютером. Последнее становится весьма актуальным при расширении парка домашних и  персональных компьютеров.

В России крупнейшими  глобальными сетями считаются Спринт сеть (современное название Global One), сеть Инфотел, сети Роснет и Роспак, работающие по протоколу Х.25, а также  сети Relcom и Internet, работающие по протоколу TCP/IP.

В качестве сетевого оборудования применяются центры коммутации, которые для сетей Х.25 часто  исполняются как специализированные устройства фирм-производителей Siemens, Telenet, Alcatel, Ericsson и др., а для сети с TCP/IP используются маршрутизаторы фирм Cisco и Decnis. Структура сетей показана на рисунке 6.

Рисунок 6 - Принцип  объединения компьютеров в глобальных сетях.

Сеть Internet

Internet является  старейшей глобальной сетью. Internet предоставляет различные способы  взаимодействия удаленных компьютеров  и совместного использования  распределенных услуг и информационных  ресурсов.

Internet работает  по протоколу TCP/IP. Основным «продуктом»,  который вы можете найти в  Internet, является информация. Эта информация  собрана в файлы, которые хранятся  на хост-компьютерах, и она  может быть представлена в  различных форматах. Формат данных  зависит от того, каким сетевым  сервисом вы воспользовались,  и какие возможности по отображению  информации есть на ПК. Любой  компьютер, который поддерживает  протоколы TCP/IP, может выступать  в качестве хост-компьютера.

Ключом к получению  информации в Internet являются адреса ресурсов. Вам придется использовать почтовые адреса (mail addresses) при пересылке сообщений  по электронной почте своим коллегам и адреса хост-компьютеров (host names) для  соединения с ними и для получения  файлов с информацией.

Одним из недостатков  передачи данных по сети Internet является недостаточная защита информации.

Услуги Internet.

Передача файлов по протоколу FTP. Информационный сервис, основанный на передаче файлов с использованием протокола FTP (протокол передачи файлов).

Поиск файлов с  помощью системы Archie. Archie - первая поисковая  система необходима для нахождения нужной информации, разбросанной по Internet.

Электронная почта. ЭП - это вид сетевого сервиса. ЭП предусматривает передачу сообщений  от одного пользователя, имеющего определенный компьютерный адрес, к другому. Она  позволяет быстро связаться друг с другом.

Списки рассылки. Список рассылки - это средство, предоставляющее  возможность вести дискуссию  группе пользователей, имеющих общие  интересы.

Телеконференции. Телеконференции в Internet предоставляют  возможность вести дискуссии (при  помощи сообщений) по тысячам размещенных  тем.

Возможности сети Internet.

Интернет представляет собой глобальную компьютерную сеть, содержащую гигантский объем информации по любой тематике, доступной на коммерческой основе для всех желающих, и предоставляющую большой спектр информационных услуг. В настоящее  время Интернет представляет собой  объединение более 40 000 различных  локальных сетей, за что она получила название сеть сетей. Каждая локальная  сеть называется узлом или сайтом, а юридическое лицо, обеспечивающее работу сайта - провайдером. Сайт состоит  из нескольких компьютеров - серверов, каждый из которых предназначен для  хранения информации определенного  типа и в определенном формате. Каждый сайт и сервер на сайте имеют уникальные имена, посредствам которых они  идентифицируются в Интернет.

Для подключения  в Интернет пользователь должен заключить  контракт на обслуживание с одним  из провайдеров в его регионе.

Доступ к информационным ресурсам.

Имеется несколько  видов информационных ресурсов в  Интернет, различающихся характером информации, способом ее организации, методами работы с ней. Каждый вид  информации хранится на сервере соответствующего типа, называемых по типу хранимой информации. Для каждой информационной системы  существуют свои средства поиска необходимой  информации во всей сети Интернет по ключевым словам. В Интернет работают следующие  информационные системы:

World Wide Web (WWW) - Всемирная  информационная паутина. Эта система  в настоящее время является  наиболее популярной и динамично  развивающейся. Информация в WWW состоит из страниц (документов). Страницы могут содержать графику,  сопровождаться анимацией изображений  и звуком, воспроизводимым непосредственно  в процессе поступления информации  на экран пользователя. Информация  в WWW организована в форме гипертекста.  Это означает, что в документе  существуют специальные элементы - текст или рисунки, называемые гипертекстовыми ссылками (или просто ссылками), щелчок мышью на которых выводит на экран другой документ, на который указывает данная ссылка. При этом новый документ может храниться на совершенно другом сайте, возможно, расположенном в другом конце земного шара.

Gopher-система.  Эта система является предшественником WWW и сейчас утрачивает свое  значение, хотя пока и поддерживается  в Интернет. Просмотр информации  на Gopher-сервере организуется с  помощью древовидного меню, аналогичного  меню в приложениях Windows или  аналогично дереву каталогов  (папок) файловой системы. Меню  верхнего уровня состоит из  перечня крупных тем, например, экономика, культура, медицина и  др. Меню следующих уровней детализируют  выбранный элемент меню предыдущего  уровня. Конечным пунктом движения  вниз по дереву (листом дерева) служит документ аналогично тому, как конечным элементом в дереве  каталогов является файл.

FTP (File Transfer Protocol) - система, служащая для пересылки  файлов. Работа с системой аналогична  работе с системой NC. Файлы становятся  доступными для работы (чтение, исполнения) только после копирования на  собственный компьютер. Хотя пересылка  файлов может быть выполнена  с помощью WWW, FTP-системы продолжают  оставаться весьма популярными  ввиду их быстродействия и  простоты использования.

Адресация и  протоколы в Интернет.

Компьютер, подключенный к Интернет, и использующий для  связи с другими компьютерами сети специальный протокол TCP/IP, называется хостом. Для идентификации каждого  хоста в сети имеются следующие  два способа адресации, всегда действующие  совместно.

Первый способ адресации, называемый IP-адресом, аналогичен телефонному номеру. IP-адрес хоста  назначается провайдером, состоит  из четырех групп десятичных цифр (четырех байтов), разделенных точками, заканчивается точкой.

Аналогично телефонам, каждый компьютер в Интернет должен иметь уникальный IP-адрес. Обычно пользователь свой IP-адрес не использует. Неудобство IP-адреса состоит в его безликости, отсутствии смысловой характеристики хоста и потому трудной запоминаемости.

Второй способ идентификации компьютеров называется системой доменных имен, именуемой DNS (Domain Naming System).

DNS-имена назначаются  провайдером и, например, имеет  вид:

win.smtp.dol.ru.

Приведенное выше доменное имя состоит из четырех, разделенных точками, простых доменов (или просто доменов). Число простых  доменов в полном доменном имени  может быть произвольным. Каждый из простых доменов характеризует  некоторое множество компьютеров. Домены в имени вложены друг в  друга, так что любой домен (кроме  последнего) представляет собой подмножество домена, следующего за ним справа. Так, в приведенном примере DNS-имени  домены имеют следующий смысл:

ru - домены страны, в данном случае обозначает  все домены в России;

dol - домен провайдера, в данном случае обозначает  компьютеры, локальной сети российской  фирмы Demos;

smtp - домен группы  серверов Demos, обслуживающих систему  электронной почты;

win - имя конкретного  компьютера из группы smtp.

Таким образом, по всей организации и внутренней структуре DNS-система напоминает полный путь к конкретному файлу в  дереве каталогов и файлов. Одно из различий состоит в том, что  домен более высокого уровня в DNS-имени  находится правее. Так же, как  и IP-адрес, DNS-имя должно однозначно идентифицировать компьютер в Интернет. Полное доменное имя должно заканчиваться  точкой.