Телеграфные службы, сети и службы ПД - часть 10

 

  Главная      Учебники - Разные     Телеграфные службы, сети и службы ПД

 

поиск по сайту            правообладателям  

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  8  9  10  11   ..

 

 

Телеграфные службы, сети и службы ПД - часть 10

 

 

Этот   ресурс   разделяется   множеством   сетевых   объектов,   под-

ключенных   к   нему.   Для   корректного   разделения   решается

задача множественного доступа.

Множественный   доступ   —   это   механизм   разделения   во

времени общего канала между коллективом рабочих станций и

серверов, включенных в компьютерную сеть.

Цель  использования одного высокоскоростного канала  —

достижение высоких технико-экономических показателей сети

при   минимизации   затрат   на   средства   связи   и   обеспечение

требуемых характеристик по производительности сети и задер-

жке передачи информации в ней.

Основная проблема систем с множественным доступом —

возникновение одновременной передачи от двух станций и

более, такое явление называется конфликтом. На сегодняшний

день разработано множество алгоритмов, снижающих или во-

обще устраняющих возможность возникновения конфликтов в

локальных сетях. Алгоритмы, защищающие пользователей при

работе в сети от конфликтов, называются методами доступа.

Случайные   методы   доступа   допускают   возможность   воз-

никновения конфликтов. Пропорциональные методы, в кото-

рых заранее заложен бесконфликтный алгоритм доступа стан-

ции в канал, не допускают конфликтов.

Достоинства бесконфликтных методов:

1) дают   возможность   гарантированной  доставки   сооб

щения в условиях высокой загрузки каналов;

2) время задержки передачи пакетов в таких сетях имеет

верхний предел.

Гибридные методы являются комбинацией двух первых.

Физическая среда передачи в локальных сетях. Весьма важный

момент — учет факторов, влияющих на выбор физической

среды передачи (кабельной системы). Среди них можно пере-

числить следующие:

1) требуемая пропускная способность, скорость передачи в

сети;

2) размеры сети;

3) требуемый  набор  служб   (передача данных,  речи,  мульти

медиа и т.д.), который необходимо организовать;

4) требования к уровню шумов и помехозащищенности;

5) общая стоимость проекта, включающая покупку оборудо

вания, монтаж и последующую эксплуатацию.

Для   сетей  Ethernet  с   топологией   "шина"   используется

коаксиальный кабель, а с топологией "звезда" — витая пара.

По   степени   распространения   сейчас   лидирует  Ethernet  на

коаксиальном   кабеле,   по   темпам   распространения   впереди

витая   пара.   Рассмотрим   сначала  Ethernet  на   коаксиальном

кабеле, а потом на витой паре [7].

Основная характеристика коаксиального кабеля — вели-

чина волнового сопротивления. Для  Ethernet  применяют ка-

бель с волновым сопротивлением  50 Ом. Для его измерения

предназначены специальные сетевые тестеры.

Существуют   два   варианта   реализации  Ethernet  на   ко-

аксиальном кабеле: так называемые тонкий и толстый Ethernet

(точнее  Ethernet  на тонком кабеле — 0,2 дюйма и  Ethernet  на

толстом кабеле — 0,4 дюйма).

Для  тонкого  Ethernet  рекомендуется   использовать   кабель

RG-58A/U  (именно он имеет диаметр 0,2 дюйма). Вообще,

выбор   марки   кабеля   —   очень   ответственный   момент.   Для

маленькой сети подойдет любой кабель с сопротивлением

50 Ом. Но с ростом сети и увеличением общей протяженности

кабеля   значительная   часть   проблем   будет   связана   именно   с

кабельной   системой.   Нельзя   использовать   в   одном   сетевом

сегменте   кабели   разных   марок,   несмотря   на,   казалось   бы,

одинаковое волновое сопротивление.

Коаксиальный   кабель   прокладывается   от   компьютера   к

компьютеру.  У каждого  компьютера оставляют  небольшой

запас кабеля на случай возможности его перемещения.

После присоединения всех отрезков кабеля с BNC-коннек-

торами   (Bayonet-Neill-Concelnan)   к   Т-коннекторам   (название

обусловлено формой разъема, похожей на букву "Т") получится

единый кабельный сегмент. На его обоих концах устанавлива-

ются   терминаторы   ("заглушки").   Терминатор   конструктивно

представляет из себя BNC-коннектор (он также надевается на

Т-коннектор)   с   впаянным   сопротивлением.   Значение   этого

сопротивления   должно   соответствовать   значению   волнового

сопротивления кабеля, т.е. для  Ethernet  нужны терминаторы с

сопротивлением 50 Ом.

Сеть на толстом коаксиальном кабеле  (толстый  Ethernet),

имеющем диаметр 0,4 дюйма и волновое сопротивление 50 Ом,

по основным показателям, например связанным с защитой от

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

электромагнитного излучения, значительно превосходит сеть

на тонком кабеле. Максимальная длина кабельного сегмента

500 м.

Прокладка самого кабеля почти одинакова для всех типов

коаксиального кабеля. Однако соединение кабеля с компьюте-

ром производится по-разному.

Для подключения компьютеров к толстому кабелю исполь-

зуется   дополнительное   устройство,   называемое   трансивером.

Трансивер подсоединен непосредственно к сетевому кабелю.

От него к компьютеру идет специальный трансиверный кабель,

максимальная   длина   которого   50   м.   На.   обоих   его   концах

находятся 15-контактные DIX-разъемы (Digital, Intel и Xerox).

С   помощью   одного   разъема   осуществляется   подключение   к

трансиверу, с помощью другого — к сетевой плате компьютера.

Трансиверы освобождают от необходимости подводить ка-

бель  к каждому компьютеру. Расстояние от компьютера до

сетевого   кабеля   определяется   длиной   трансиверного   кабеля.

Получается меньше ненужных кабельных петель.

Создание сети при помощи трансивера очень удобно. Он

может в любом месте в буквальном смысле "прокусить" кабель.

Эта простая процедура занимает мало времени, а получаемое

соединение   оказывается   очень   надежным.   Если   компьютер

переносят   в   другое   помещение,   то   кабель   "прокусывается"

трансивером в новом месте (прежний "прокус" надо замотать

изоляционной лентой).

Кабель не режется на куски, его можно прокладывать, не

заботясь  о точном  месторасположении  компьютеров, а затем

устанавливать   трансиверы   в   нужных   местах.  Крепятся  тран-

сиверы, как правило, на стенах, что предусмотрено их конст-

рукцией.

При   необходимости   охватить   локальной   сетью   площадь

большую, чем это позволяют рассматриваемые кабельные сис-

темы,   применяются   дополнительные   устройства   —   репитеры

(повторители). Для  Ethernet  на тонком кабеле максимальная

длина   сегмента   составляет   185   м.   К   сегменту   должно   быть

подключено не более 30 компьютеров. Традиционно репитер

имеет 2-портовое исполнение, т.е. он может объединять 2 сег-

мента по 185 м. Сегмент подключается к репитеру через  Т-

коннектор. К одному концу Т-коннектора подключается

сегмент,   а   на   другом   ставится   терминатор.   Репитер   может

находиться в любом месте сегмента, не обязательно в конце.

В   сети   может   быть   не   больше   четырех   репитеров.   Это

позволяет получить сеть максимальной протяженностью 925 м.

Существует репитеры с числом портов больше 2, например

4-портовые. К одному такому репитеру можно подключить

сразу четыре сегмента.

При  использовании  многопортовых  репитеров  общее  их

число в сети может быть больше четырех, но надо подключать

их по такой схеме, чтобы между любыми двумя станциями не

оказывалось более четырех репитеров (т.е. максимальное рас-

стояние между любыми двумя станциями не превышало 925 м).

Длина сегмента для Ethernet на толстом кабеле составляет

500 м, к одному сегменту можно подключать до 100 станций.

При наличии трансиверных кабелей до 50 м длиной, толстый

Ethernet  может одним сегментом охватить значительно боль-

шую   площадь,  чем   тонкий.  Тем  не   менее   необходимость   в

репитерах существует и здесь. Эти репитеры имеют DIX-разъе-

мы и могут подключаться трансиверами как к концу сегмента,

так и и любом другом месте. Правила использования репитеров

на толстом кабеле аналогичны правилам для тонкого кабеля.

Очень удобны совмещенные репитеры, т.е. подходящие и

для тонкого, и для толстого кабеля. Каждый порт имеет пару

разъемов:  DIX  и  BNC, но они не могут быть задействованы

одновременно. Если вы хотите объединять сегменты на разном

кабеле, то тонкий сегмент подключается к BNC-разъему одно-

го порта репитера, а толстый — к DIX-разъему другого порта.

Репитеры очень полезны, но злоупотреблять ими не стоит,

так как они приводят к замедлению работы в сети.

Ethernet  на витой паре.  Как явствует из названия, витая

пара — это два изолированных провода, скрученных между

собой. Реальный кабель состоит, как правило, не из одной, а

из нескольких витых пар. Для  Ethernet  используется 8-жиль-

ный кабель, т.е. состоящий физически из четырех витых пар.

Для защиты от воздействия окружающей среды кабель имеет

внешнее изолирующее покрытие. Кабель на витой паре счита-

ется дешевле коаксиального. Это справедливо для его наиболее

распространенной разновидности: неэкранированной витой па-

ры UTP (Unshielded Twisted Pair).

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Основной узел на витой паре — hub (в переводе называет-

ся   накопителем,   концентратором   или   просто   хаб).   Каждый

компьютер должен быть подключен к нему с помощью своего

сегмента кабеля. Длина каждого сегмента не должна превы-

шать 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 контакт-

ных площадок.

Хаб — центральное устройство в сети на витой паре, от

него   зависит  ее   работоспособность.  Он  подключается   к  сети

электропитания   и   должен   находиться   вблизи   электрической

розетки. Обычно он устанавливается на столах, вешается на

стену или монтируется в специальные стойки. Располагать его

надо в легкодоступном месте, чтобы легко можно было отклю-

чать (подключать) кабель и следить за индикацией портов.

Хабы   выпускаются  на   разное   количество   портов   —   как

правило,   8,   12,   16   или   24.   Соответственно   к   нему   можно

подключить такое же количество компьютеров.

Хабы можно объединять, подключая их друг к другу через

порт RJ-45 и получая сложные каскадные структуры. При этом

надо придерживаться некоторых правил: во-первых, не должно

получаться закольцованных путей, во-вторых, между любыми

двумя станциями всегда должно оказываться не более четырех

хабов.

Многие хабы имеют дополнительные выходы для тонкого

или   толстого   кабеля  Ethernet  (соответственно  BNC-   и  DIX-

разъемы).   Это   позволяет   объединять   сеть   на   витой   паре   с

коаксиальными сегментами. Задействован на одном хабе дол-

жен быть только один из двух коаксиальных разъемов (или

BNC, или DIX).

Некоторые фирмы производят стековые хабы. Они могут

объединяться в единое целое через специальные разъемы. С

точки зрения станций, стек хабов — это один хаб с большим

числом портов, что позволяет преодолевать ограничения на

число хабов между станциями [7].

Сетевые контроллеры. Устройством, реализующим тот или

иной метод доступа к среде передачи, является сетевой конт-

роллер. Через него обеспечивается соединение компьютера с

сетью.   Конструктивно   он   представляет   собой   плату,   уста-

навливаемую в один из свободных слотов системной платы. С

обратной   стороны   контроллера   находятся   разъемы   для   под-

ключения его к кабельной системе. На некоторых платах там

же   имеются   индикаторы,   т.е.   разноцветные   лампочки,   по

которым можно определить, что в данный момент происходит

с платой контроллера.

Платы для  Ethernet  могут иметь три вида разъемов (пор-

тов):  BNC, DDC  (AUI) и  RJ-45. На одной плате может быть

один,  два   или   три  разнотипных   разъема,   но  при  этом  плата

подключается только к одной кабельной системе, т.е. исполь-

зуется только один разъем. Наиболее универсальной является

плата со всеми тремя типами разъемов.

Как и любые другие платы, сетевые бывают 8-, 16- и  32-

разрядными   и   могут   иметь   исполнение   для   разных   компью-

терных архитектур: ISA, EISA, PCI, MCA.

Большинство сетевых плат предусматривает использование

микросхемы ПЗУ удаленной загрузки (Remote Boot ROM). Это

нужно для бездисковых станций (не имеющих ни винчестера,

ни дисководов для дискет). Загрузка операционной системы в

память таких компьютеров происходит через сеть. Эта микро-

схема инициирует процесс загрузки.

Если плата универсальная, на ней задается тип кабельной

системы, т.е. то, какой разъем будет использоваться.

Некоторые   платы   с  BNC-разъемами   имеют   собственный

терминатор (On-board  Terminator). Если компьютер будет сто-

ять   в   конце   кабельного   сегмента,  то   подсоединять   обычный

терминатор к Т-коннектору не потребуется, но надо поставить

соответствующий переключатель в положение "Разрешить ис-

пользование встроенного терминатора".

Параметры сетевых плат устанавливаются с помощью спе-

циальных   перемычек   (jumper)   или   с   помощью   специального

программного обеспечения, поставляемого вместе с платой, —

безджамперные (jumper-less) платы.

Наряду   с   платами   существуют   два   других   вида   сетевых

контроллеров:  PCMCIA-карты   —   для   подключения   к   сети

портативных компьютеров и  Pocket-адаптеры — для подклю-

чения к  параллельному   порту.  Pocket-адаптер  может  приме-

няться и для настольных компьютеров, если требуется кабель-

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ное подключение к сети без вскрытия корпуса. Настройка этих

адаптеров идет с помощью специального программного обес-

печения. Вместе с ними поставляются драйверы для различных

сетевых операционных систем.

У  Pocket-адаптеров обычно бывают один или два сетевых

разъема  (в  этом случае  это  BNC  и  RJ-45, для  DIX-разъема

физически   не   остается   места).  PCMCIA-карты   вообще   не

имеют   сетевого   разъема.   К   ним   подключается   специальное

переходное устройство [7].

Технологии локальных вычислительных сетей. Приведенные в

качестве примеров стандарты для локальных сетей в п. 13.3 и

рассмотренная в данном параграфе технология сетей  Ethernet

являются довольно распространенными, но далеко не единст-

венными.

Технология  Token  Sing.  Популярностью пользуются техно-

логии с кольцевыми структурами сетей. Прежде всего это сети

с методом доступа  Token  Ring  (маркерное кольцо) [24]. Кроме

кольцевых сетей маркерный метод доступа используется в

сетях с топологией типа шина  Token  bus  (маркерная шина)

[251.

В сетях, соответствующих стандарту  IEEE-802.5, циркули-

рует служебный пакет — маркер длиной 3 байта (рис. 13.7).

Пакет   имеет   начальный   и   конечный   разделители   и   байт

"контроль доступа". Последний служит для оповещения стан-

ций локальной сети о возможности сформировать пакет дан-

ных  и   передать  его   смежной   по  кольцу   станции. Если  у

станции есть потребность передать информацию, то она, по-

лучив   маркер,   преобразует   его   в   пакет   данных   (рис.   13.8),

имеющий в заголовке поле контроля доступа, аналогичное по

назначению   полю  маркера,  и   передает   следующей   в   кольце

станции. В поле контроля доступа имеется бит, определяющий

признак занятости.

Пакет распространяется по сети от адаптера к адаптеру,

пока не найдет своего адресата, который установит в нем

определенные биты для подтверждения того, что данные дос-

тигли   адресата,   и   ретранслирует   его   вновь   в   кольцо.   Пакет

продолжит перемещение по кольцу до передавшей его стан-

ции. В ней производится проверка правильной доставки пакета

адресату, уничтожается прошедший по кольцу информацион-

ный пакет и порождается новый свободный маркер.

Технология  FDDI(CDDI).  Оптоволоконный интерфейс расп-

ределения данных (FDDI  —  Fiber  Distributed  Data  Interface,

CDDI  —  Coaxial  Distributed  Data  Interface) разработан в инс-

титуте ANSI. Этот протокол во многом соответствует стандарту

IEEE  — 802.5 —  Token  Ring. В нем используются два типа

пакетов "маркер  FDDI" (рис. 13.9) и пакет "данные  FDDI"

(рис. 13.10).

Преамбула   используется   для   синхронизации.   Начальный

разделитель   идентифицирует   начало   пакета.   Поле   "контроль

пакета" определяет класс пакета, длину адреса пакета, принад-

лежность   пакета   подуровню  MAC  или  LLC.   Поле   "статус

пакета" имеет произвольную длину и содержит биты "обнару-

жена ошибка", "адрес опознан", "данные скопированы".

В  FDDI  маркер передается непосредственно после пере-

дачи   пакета,   не   используются   приоритеты   и   резервирование

ресурсов системы и водится понятие асинхронной и синхрон-

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  8  9  10  11   ..