Обзор сетевых архитектур

       Муниципальное образовательное учреждение

       Балковский  политехнический техникум 
 
 
 

       Реферат

       по  дисциплине

       «Компьютерные сети»

       на  тему: «Обзор сетевых архитектур» 
 
 
 

       Выполнила:

       Студенка 3 курса 57 группа

       Якунина С.В.

       Проверила:

       Плаксина  Ю.А.

       «___» _______________ 
 

       2011г

       Содержание 

       Введение 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

       Введение 

         Локальная сеть представляет  собой систему распределенной  обработки информации, составляющую  как минимум из двух компьютеров,  взаимодействующих между собой  с помощью специальных средств  связи. Компьютеры, входящие в  состав сети, выполняют достаточно  широкий круг функций, основными  из которых являются: o организация  доступа к сети; o управление передачей  информации; o предоставление вычислительных  ресурсов и услуг абонентам  сети.

         В свою очередь, средства связи  призваны обеспечить надежную  передачу информации между компьютерами  сети.

       Конечно, компьютерная сеть может состоять и  из двух компьютеров, но, как правило, их число в сети существенно больше. При этом компьютерная сеть не является простым объединением компьютеров, а представляет собой достаточно сложную систему. Любая компьютерная сеть характеризуется  топологией, протоколами, интерфейсами, сетевыми техническими и программными средствами.

       Топология компьютерной сети отражает структуру  связей между её основными функциональными  элементами. В зависимости от рассматриваемых  компонентов, принято различать  физическую и логическую структуры  локальных сетей. Физическая структура  определяет топологию физических соединений между компьютерами. Логическая структура  определяет логическую организацию  взаимодействия компьютеров между  собой. Дополняя друг друга, физическая и логическая структуры дают более  полное представление о компьютерной сети.

       Под сетевыми техническими средствами подразумеваются  различные физические устройства, обеспечивающие объединение компьютеров в единую компьютерную сеть.

       Протоколы представляют собой правила взаимодействия функциональных элементов сети.

       Интерфейсы  – средства сопряжения функциональных элементов сети.

         Следует обратить внимание, что  в качестве функциональных элементов  могут выступать как отдельные  устройства, так и программные  интерфейсы.

         Сетевые программные средства  осуществляют управление работой  компьютерной сети и обеспечивают  соответствующий интерфейс с  пользователями. К сетевым программным  средствам относятся сетевые  операционные системы и вспомогательные  (сервисные) программы. 

         Каждая из составляющих локальных  сетей характеризует её отдельные  свойства, и только их совокупность  определяет всю сеть в целом.  Таким образом, выбор локальной  сети заключается в выборе  её топологии, протоколов, аппаратных  средств и сетевого обеспечения.  Каждый из этих компонентов  является относительно независимым.  Например, сети с одинаковой топологией  могут использовать различные  методы доступа, протоколы и  сетевое программное обеспечение.  В свою очередь, в разных  сетях могут использоваться одинаковые  протоколы и (или) сетевое программное  обеспечение. Это, с одной стороны,  расширяет возможность выбора  наиболее оптимальной структуры  сети, а с другой – усложняет  этот процесс. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       1.Локальные  компьютерные сети 

1. Ethernet

         В настоящее время из относительно  небольших компьютерных сетей  со скоростью передачи до 10 Мбит/с.  наиболее широкое распространение  получила сеть Ethernet. Эта сеть предназначена  для объединения различных учрежденческих (в том числе банковским и  офисных) рабочих станций в  локальную сеть. Сеть характеризуется  низкой стоимостью, простотой наладки  и эксплуатации. Для данного типа  сетей существует достаточно  большой набор программных и  аппаратных средств. Успешный  опыт эксплуатации сети Ethernet позволил  взять её за основу при разработке  стандарта IEEE 802.3 для магистральных  сетей с множественным доступом, контролем передачи и обнаружением  столкновений.

       В качестве физической среды стандартом IEEE 802.3 определены два типа коаксиального  кабеля, витая пара проводников и  оптоволоконный кабель.

         Соответственно, различают четыре  типа спецификации передающей  среды: 10BASE5, 10BASE2, 10BASE-T и 10BASE-F. Одной из первых появилась спецификация 10BASE5, определяющая использование толстого коаксиального кабеля с диаметром центрального медного провода 2,17 мм.

         Спецификация

       10BASE2 определяет использование тонкого  коаксиального кабеля с диаметром  центрального провода 0,89 мм.

         Характеристики кабеля оказывают  влияние на такие параметры  сети, как дальность передачи  по кабелю без повторителей, максимальное  число станций, подключаемых к  одному сегменту и др. Чтобы  различить сети на базе кабелей  этих типов. В первом случае  говорят о сети толстая Ethernet, а во втором – тонкая Ethernet.

         В качестве магистрального кабеля  в системе 10BASE5 используется кабель RG –11. Для системы 10BASE2 наиболее часто используется RG–58A/U. Кабель RG-11 характеризуется более высокой надежностью и помехозащищенностью, однако его стоимость существенно больше стоимости кабеля RG-58A/U.

       Сети  систем 10BASE5 и 10BASE2 различаются также  по дальности передачи по кабелю без  повторителей (длине сегмента), максимальному  числу станций, подключаемых к сегменту, и способу подключения их к  коаксиальному кабелю.

         Так, максимальная длина сегмента, то есть участка сети без  дополнительных усилителей (повторителей), для системы 10BASE5 составляет 500 метров. К сегменту допускается подключение  до 100 станций. На концах сегмента  размещаются терминаторы, предотвращающие  возникновение эффекта отраженной  волны на конце коаксиального кабеля. Терминатор имеет такое же волновое сопротивление, как и коаксиальный кабель – 50 Ом. Для подключения станций к передающей среде используется специальный приемопередатчик (трансивер) и адаптер. Трансивер выполняет функции модуля связи со средой, обеспечивая прием и усиление электрических сигналов, поступающих из кабеля, и передачу их обратно в коаксиальный кабель и сетевой адаптер. Для повышения надежности сети в трансивере осуществляется гальваническая развязка из четырех пар проводников, и разъема DB-15 трансивер связан с сетевым адаптером, который размещается внутри рабочей станции. Первая пара проводников используется для передачи сигналов в адаптер, вторая – для приема. Третья пара проводников используется для индикации столкновений кадров, а последняя – для подачи питания на трансивер.

       Длина интерфейсного кабеля между адаптером  и трансивером может достигать 50 метров. Это позволят в достаточно больших пределах менять месторасположение  станций, не затрагивая основной кабель, который прокладывается от одного помещения  к другому, как правило, в специальных  монтажных коробах. Внутри помещения  преимущественно используются трансиверный кабель. Подключение интерфейсного  кабеля к адаптеру осуществляется с  помощью интерфейса AUI (Attachment Unit Interfase) и стандартного 15-контактного разъема DB-15.

       Для сетей системы 10BASE2 максимальная длина  сегмента составляет 185 метров, хотя для  некоторых типов сетевых адаптеров  допускается увеличение этого параметра  до 200, а некоторые, для адаптеров  ЗСОМ – даже до 300 метров. 

         Максимальное число станций, подключаемых  к сегменту, должно быть не  больше 30. Подключение станций осуществляется  с помощью T- и BNC-коннектора  с волновым сопротивлением 50 Ом. 

        T-коннектор представляет собой  небольшой тройник, который одной  стороной подключается к сетевому  адаптеру, а двумя другими через  BNC- коннекторы – к коаксиальному  кабелю. Сетевые коннекторы аналогичны  коннекторам для подключения  измеряемых устройств к осциллографам. 

        BNC-коннекторы подсоединяются к  коаксиальному кабелю путем распайки, обжима или закрутки. В двух  последних случаях используется  специальный монтажный инструмент. На свободном конце оконечных  рабочих станций должен располагаться  специальный терминатор, представляющий  собой небольшую заглушку с  волновым сопротивлением, равным  волновому сопротивлению кабеля. 

         Терминатор используется для  поглощения сигналов на концах  коаксиального кабеля и предотвращения  эффекта отраженной волны. Один  из терминаторов (но не оба)  должен быть заземлен. Иначе сеть  будет работать неустойчиво. 

         Сетевой адаптер для системы  10BASE2 предполагает наличие встроенного  приемопередатчика. Следует заметить, что большинство сетевых адаптеров  с целью унификации имеют соответствующие  разъемы и могут использоваться  и в сети 10BASE2, так и в сети 10BASE5. Адаптеры могут иметь как  автономное исполнение и подключаться  к компьютеру с помощью интерфейса RS-232С, и встраиваться в компьютер  на его системную шину. Автономные  адаптеры

        Ethernet стоят несколько дороже встраиваемых  адаптеров и, как правило, применяются  в тех случаях, когда невозможно  поместить адаптер внутрь компьютера. 

         В общем, за счет использования  относительно дешевого кабеля  и отсутствия трансиверов, стоимость  сети Ethernet 10BASE2 является более низкой  по сравнению с сетью Ethernet 10BASE5, в связи с чем за ней закрепилось  название CheapNet (дешевая сеть). 

         Используя специальные повторители  (репитеры), можно объединять между  собой до пяти сегментов сети. В этом случае максимальная  длина сети

        Ethernet 10BASE5 составляет 2,5 км, а максимальная  длина сети Ethernet

        10BASE2 – 1 км. Репитеры могут располагаться  в произвольном участке сегмента, образуя сети различной конфигурации  – линейной или разветвленной. 

         Более того, повторители позволяют  объединять сети с толстым  и тонким кабелем. В настоящее  время появились многопортовые  повторители, позволяющие объединять  несколько сегментов в виде  звездообразной структуры. Таким  образом, с помощью повторителей  может быть реализована топология  локальной компьютерной сети, близкая  к оптимальной. При этом необходимо  соблюдать так называемое правило  “5-4-3”. В соответствии с этим  правилом можно объединять между  собой не более пяти сегментов  сети, используя для этого четыре  повторителя. Цифра три указывает  на то, что к трем сегментам  могут быть подключены узлы  сети. 

         Совершенствование сетевых средств,  и в первую очередь адаптеров,  позволило широко использовать  витые пары проводников в качестве  передающей среды локальных компьютерных  сетей. 

         Так, в рамках сети Ethernet и, соответственно, стандарта IEEE 802.3 разработана спецификация 10BASE-T, определяющая использование  в качестве передающей среды  витой пары проводников категории  3 и длиной кабеля до 100 метров. Основным структурным элементом  сети является концентратор (Hub), к которому радикальным образом  (рис.2) подключаются рабочие станции. 

         Концентратор 10BASE - T 

         Рис. 2 Структура сети Ethernet стандарта  10BASE -