Выбор локальной вычислительной сети
Рис. 10.2. Типовая структура сети на тонком коаксиальном кабеле |
Сеть может состоять из нескольких сегментов. На двух концах сегмента устанавливают терминаторы, один из которых заземляется. Терминатор представляет собой заглушку с омическим сопротивлением 50 Ом, соединяющим оплетку с жилой коаксиального кабеля. Терминаторы необходимы, чтобы гасить сигналы при передаче пакетов (точнее кадров) по сети (т. е. чтобы не было отражения). Сегменты сети соединены повторителями (repeater), которые служат усилителями сигналов. Повторители не выполняют «развязку» сегментов, т. е. по сети не могут одновременно передаваться пакеты между несколькими парами станций. Например, в один и тот же момент времени по сети нельзя передавать данные между станциями WS11 и S11, а также между станциями WS12 и S12. Но сервер SO, дополнительно выполняющий роль маршрутизатора, выполняет «развязку» сетей, т. е. по сети одновременно могут передаваться кадры между PC WS11 и сервером S11, а также между WS21 и S21. В табл. 10.1 перечислены некоторые важные ограничения для локальных сетей на тонком коаксиальном кабеле.
Таблица 10.1. Некоторые ограничения для сетей на тонком коаксиальном кабеле |
К сегментам сети подключают PC, серверы, коммутаторы, аппаратные маршрутизаторы и другие специфические устройства (специальные сетевые принтеры, факс-серверы и др.). На PC устанавливают сетевое ПО и приложения для работы с базами данных. На серверах инсталлируют сетевые ОС (NetWare, Windows NT, Unix), а также устанавливают дополнительные продукты: • программный маршрутизатор для обеспечения доступа клиентов к WAN- сети; • серверы СУБД для организации работы клиентов в архитектуре клиент/ сервер; • серверы печати (они входят в состав сетевых ОС) для организации доступа всех (или части) клиентов сети к небольшому числу принтеров; • другие продукты. За рубежом сети на тонком коаксиальном кабеле практически не используют. В России они достаточно распространены, хотя в настоящее время все чаще устанавливают сети на витой паре. Для объединения старых сетей (на коаксиале) и новых сетей (на витой паре) используют концентраторы и коммутаторы (см. рис. 10.2). При этом коммутаторы могут обеспечить подключение к MAN-сетям (FDDI и АТМ) и WAN-сетям (Х,25, Frame relay, ISDN и др.). В табл. 10.2 перечислены преимущества и недостатки сетей на тонком коаксиальном кабеле.
Таблица 10.2. Преимущества и недостатки сетей на тонком коаксиальном кабеле |
Окончание табл. 10.2 |
Сети на концентраторах (витой паре). На рис. 10.3 показана типовая структура сети на концентраторах. Концентратор - это своего рода системный блок, имеющий слоты расширения, куда можно вставлять модули с портами. К этим портам можно подключать отдельные станции (PC, серверы и т. д.), концентраторы, коммутаторы и маршрутизаторы. Для их подключения используют, как правило, витую пару (lOBaseT), реже - оптоволокно (lOBaseFL). Сети на тонком коаксиальном кабеле подключают к порту 10Base2 концентратора. В настоящее время многие фирмы выпускают самые разнообразные концентраторы: от простейших стоимостью до 200 долл. (FlexHub EHub-9 - с одним модулем на 8 портов lOBaseT и 1 порт 10Base2) до более сложных концентраторов, соединяемых в стек, стоимостью до 1000 долл. (FlexHub EHub-16 с 18 портами). Простой концентратор выполняет функцию повторителя Ethernet. Можно соединить в каскад до четырех таких концентраторов. Следует различать каскадирование концентраторов от их соединения в стек. При каскадировании (см. рис. 10.3) концентраторы соединяют витой парой или оптоволокном и, естественно, их можно разнести в пространстве. При соединении концентраторов в стек они выступают как одно устройство с большим числом портов. Как правило, концентраторы устанавливают друг на друга в одном месте. Для их объединения используют специальные стековые порты.
Рис. 10.3. Типовая структура на концентраторах |
Концентраторы (К1 - К4 на рис. 10.3) не выполняют развязку сегментов сети, т. е. в один и тот же момент времени не могут передаваться пакеты, например, между PC WS12 и сервером SI 1, а также между WS31 и S31. В табл. 10.3 перечислены некоторые ограничения для локальных сетей на концентраторах.
Таблица 10.3. Некоторые ограничения для сетей на концентраторах |
В табл. 10.4 приведены основные преимущества и недостатки сетей на концентраторах.
Сети на коммутаторах. Коммутаторы еще называют многопортовыми мостами. На рис. 10.4 показана типовая структура сети на коммутаторах.
К коммутатору можно подключать либо отдельные станции, либо сети (к портам, поддерживающим множество МАС-адресов). Коммутатор, в отличие от концентратора, выполняет развязку портов, т. е. одновременно могут передаваться кадры, например, между PC WS11 и сервером S11, а также между WS51 hS51. Коммутаторы характеризуются следующими особенностями функционирования: • 10-мегабитный коммутатор поддерживает для каждого порта скорость 10 Мбит/с. Например, если к каждому порту коммутатора подключена только одна станция, то каждая станция может работать со скоростью 10 Мбит/с. • Многие коммутаторы могут работать в двух режимах: с буферизацией и без буферизации (рис. 10.5). При передаче кадров с буферизацией весь кадр сначала запоминается в буфере коммутатора, а затем передается в порт назначения. Этот режим целесообразно использовать для ненадежного оборудования. В этом случае при ошибке передачи кадра между станциями переспрос будет осуществляться на уровне «станция—жоммутатор» или «коммутатор—^станция». При передаче кадров без буферизации коммутатор принимает и анализирует заголовок кадра, а затем перенаправляет этот кадр в порт назначения. Здесь скорость передачи выше, но этот режим целесообразно использовать для надежного оборудования. При ошибке передачи кадра между станциями переспрос будет осуществляться на уровне «станция—жоммутатор—^станция». • На коммутаторах можно создавать виртуальные сети. Во многих ОС серверы выполняют широковещательную рассылку пакетов с уведомлением других серверов о предоставляемых ими услугах (SAP-, RIP-пакеты и т. д.). Трафик этих пакетов в сети довольно большой. Но часто к коммутатору подключают логически изолированные группы станций (на рис. 10.4 они обведены контурами). Каждую из этих групп администратор сети может описать как виртуальную сеть. Далее он должен определить режимы фильтрации пакетов при их передаче из одной виртуальной сети в другую. Например, можно запретить передачу широковещательных пакетов, в этом случае эти пакеты будут распространяться в рамках одной виртуальной сети. Маршрутизацию пакетов между виртуальными сетями выполняет коммутатор. • Коммутатор может поддерживать сразу несколько процессов передачи. Например (см. рис. 10.4), он может одновременно передавать кадры из порта 1 в порт 2, из порта 3 в порт 4, из порта 5 в порт 6. Конечно, коммутаторы имеют ощутимое преимущество перед концентраторами, но они в несколько раз дороже. Проблемы перехода к 100-мегабитным сетям В настоящее время для построения 100-мегабитных сетей используют две технологии: Fast Ethernet и 100VG-AnyLan. Рассмотрим каждый из этих вариантов. Стандарт Fast Ethernet разработан в 1995 г. и получил название ШЕЕ 802.Зи. С легкой руки организации ШЕЕ (Institute of Electrical and Electronic Engineers) Fast Ethernet именуется как 100BaseT. Это объясняется просто: 100BaseT является расширением стандарта lOBaseT с пропускной способностью 10 Мбит/с. Стандарт 100BaseT включает в себя протокол обработки множественного доступа с опознаванием несущей и обнаружением конфликтов CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection). Fast Ethernet может работать с использованием различных кабелей (табл. 10.5).
Таблица 10.5. Кабели, используемые в Fast Ethernet |
Увеличение частоты в 10 раз (с 10 Мбит/с до 100 Мбит/с) приводит к тому, что максимальное расстояние между двумя точками сегмента уменьшается в 10 раз, т. е. до 250 м для витой пары (если быть точнее, до 205 м), следовательно в сегмент могут входить максимально два концентратора (рис. 10.6). Поэтому следует помнить, что переход на сеть 100BaseT нельзя рассматривать как механическую замену оборудования. На рис. 10.6 показаны расстояния для витой пары. При этом возможны разные комбинации расстояний: 100+5+100, 5+100+100, 70+65+70 и т. д. Здесь только важно, чтобы максимальная длина между двумя наиболее удаленными точками сети не превышала бы 205 м для витой пары, и 233 м - для оптоволокна при стандартном подключении. Каждый из концентраторов (см. рис. 10.6)
Рис. 10.6. Структура сегмента 100BaseT |
можно нарастить, подключив другие концентраторы в стек (до 255 портов на один стек). Если в дополнение к концентраторам 1 OOBaseT использовать и коммутаторы, то сеть можно расширить далеко за пределы одного коммутируемого сегмента. Сегмент сети 100VG-AnyLan (для краткости будем называть его 100VG) можно построить только по топологии типа «звезда» (рис. 10.7).
Рис. 10.7. Структура сегмента 100VG-AnyLan |
В 100VG используются следующие типы кабелей: 1) четыре неэкранированные витые пары (UTP) категории 3 (3...100 м); 2) две пары UTP категории 5 (5... 150 м); 3) две экранированные витые пары (STP) (до 100 м); 4) оптоволокно (до 1 км). На рис. 10.7 показаны расстояния для неэкранированной витой пары категории 3. Если узел желает передать какой-либо кадр, он формирует и выставляет запрос к центральному концентратору (ЦК). ЦК периодически осуществляет циклическую проверку своих портов. Если к опрашиваемому порту подключен концентратор нижнего уровня, опрашиваются все порты этого концентратора и т. д. Если нет более приоритетных запросов и сегмент свободен, то узел, выставивший запрос, начинает передачу данных. При этом кадр передается, в отличие от концентратора 100BaseT, только в порт назначения. Одновременно передаются данные только между одной парой узлов. Потери времени на периодический опрос и проведение тестирования соединения составляет примерно 4 % от полного времени работы. Необходимо чтобы каждый концентратор сети должен быть настроен на работу с кадрами одного типа: Ethernet или Token Ring. При переходе от 10-мегабитных сетей к 100-мегабитным необходимо учитывать особенности этих сетей. 1. Существуют ограничения на топологию сегмента, особенно для 100BaseT (см. рис. 10.6). 2. Проводку кабеля должен осуществлять специалист с использованием специального измерительного оборудования. 3. 100-мегабитные сети дороже 10-мегабитных в несколько раз.
Таблица 10.6. Преимущества и недостатки Fast Ethernet |
Еще по теме Выбор локальной вычислительной сети:
- А.П. Пятибратов, Л.П. Гудыно, А.А. Кириченко. Вычислительные машины, сети и телекоммуникационные системы, 2009
- Выбор линейного мышления - это выбор прожить жизнь в танце частиц.
- Выбор есть. Он существует всегда. Сознание - это выбор.
- МОЗГ ГОЛОВНОЙ: ПСИХОФИЗИОЛОГИЯ ПОРАЖЕНИЙ ЛОКАЛЬНЫХ
- ЛОКАЛЬНЫЙ
- В .А. Галкин, Ю .А. Григорьев. Телекоммуникации и сети, 2003
- ПСИХОФИЗИОЛОГИЯ ПОРАЖЕНИЙ ЛОКАЛЬНЫХ МОЗГА ГОЛОВНОГО
- О.А. Акулов Н.В. Медведев. Информатика и вычислительная техника, 2005
- 2.3. Принципі оптимального поєднання централізованого і локального правового регулювання
- 3.5. Подключение к сети
- 4.3. Акти договірного та локального характеру у сфері трудового права