Компютърни мрежи и комуникации


ГЛАВА 2: ЛОКАЛНИ КОМПЮТЪРНИ МРЕЖИ



Изтегляне 7.77 Mb.
страница5/18
Дата22.07.2016
Размер7.77 Mb.
#348
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   18
ГЛАВА 2: ЛОКАЛНИ КОМПЮТЪРНИ МРЕЖИ
2.1. Класификация и топология на локалните компютърни мрежи.
Локалната компютърна мрежа (LAN) е високоскоростна програмно-техническа система за предаване на информация, която дава възможност на компютрите и терминали да комуникират на малки разстояния и да ползват общи информационни и апаратни ресурси. Съществуват два вида ресурси в локалните мрежи:

  • Локални – на работните станции и терминалите;

  • Мрежови – на сървърите.

Мрежовите ресурси в локалните компютърни мрежи са:



  • Процесорно време;

  • Памет;

  • Файлове с данни и програми;

  • Фходно/изходни устройства (принтер, плотер, модем).

Крайните възли на локалните мрежи са два вида:



  • Работни станции;

  • Сървъри.

Освен тях може да има междинни мрежови възли като: повторители; концентратори; комутатори; мостове; маршрутизатори; шлюзове и др.



Работна станция е произволен компютър или терминал, чрез който се осъществява достъп до мрежови ресурси.

Сървър е РС, който предоставя ресурси на работните станции и управлява компютърната мрежа. Възможно е един РС да работи и като работна станция и или сървър в компютърни мрежи с равноправен достъп (per-to per).

Под сървър трябва да се разбира приложен процес (програма), реализиращ дадена мрежова услуга. Възможно е на един и същ компютър да се инсталират няколко сървъра едновременно. Съществуват следните видове сървъри:



Файлов съръвър – програма, позволяваща достъп до файловата система на дадения компютър за съхранение и извличане на файлове и програми;

Принт-сървър – програма, стартирана на компютър, позволяваща свързаният към него принтер да се използва като мрежов от работните станции. Принт-сървърът защитава достъпа до мрежовия принтер чрез парола или го предоставя за определено време;

Сървър за асинхронна комуникация – програма, стартирана на компютър, към портовете на който са включени няколко модема. Програмата позволява едновременно ползване на модемите от работните станции;

Сървър за отдалечен достъп ( RAS - сървър) – програма, осигуряваща достъп до локална компютърна мрежа от отдалачен компютър чрез модем и телефонна линия;

Сървър за електронна поща – програма, управляваща пощенските кутии на потребителите в компютърната мрежа;

Факс – сървър – програма за управление, изпращане и получаване на факсимилни съобщения към и в самата компютърна мрежа;

Сървър за база данни – програма, реализираща ядрото на система за управление на база от данни като: избор; четене; сортиране; актуализиране;

Сървър за приложни програми - необходимо е съответните програми да се закупят с лиценз за достъп и едновременна работа на определен брой клиенти. Сървърът изпраща работно копие на приложната програма до работната станция – заявител.

Основните предимства при използването на локалните компютърни мрежи са:



  • Осигуряване на общ ресурс с цел намаляване на цената на апаратната част;

  • Чрез мрежовия ресурс се повишава ресурса на евтините работни станции;

  • По-ефективно се използва дисковото пространство;

  • Възможност за използване на обща база от данни;

  • Удобство при разработка на колективен проект;

  • Възможност за електронна комуникация между потребителите;

  • Възможност за връзка с други локални и глобални компютърни мрежи;

  • Защита на данните и файловете от нерегламентиран достъп.

Локалните компютърни мрежи се класифицират по различни показатели, признаци и стандарти. В теорията и практиката са се наложили следните видове мрежи:



  • Компютърни мрежи с равноправен достъп;

  • Компютърни мрежи тип клиент – сървър;

  • Комбиниран вид компютърни мрежи.


В компютърни мрежи с равноправен достъп - Фиг. 37., всички участници са равнопоставени, и в един момент един компютър може да действа като сървър, а в друг-като клиент. Достъпът до общите мрежови ресурси не се администрира от отделен сървър, както е при мрежите тип клиент-сървър. Този тип мрежи се използва, когато броят компютри е сравнително малък и няма нужда от централизирано съхраняване на файлове и мрежови приложения. Поддръжката на този тип мрежа е вградена във всички версии на мрежови операционните системи на Microsoft: Windows 95, 98, 2000 и XP, включително и в Home edition. Към другите предимства на този тип мрежи можем да отнесем ниската цена на изграждане, лесното администриране на всеки отделен компютър (възел), липсва необходимост от мрежов системен администратор, който би трябвало да се грижи за конфигурирането и администрирането на мрежата.

Фиг.37. Компютърна мрежа с равноправен достъп



В мрежите тип клиент – сървър – Фиг.38. предназначението на отделните машини е фиксирано от самото начало-може да има един (или няколко) сървър(а), управляващ(и) достъпа до ресурси и услуги на свързаните към него работни станции. На сървъра могат централизирано да се съхраняват файлове и приложения, достъпни за използване от всеки компютър, което предполага, че ако сървъра е включен, всеки от компютрите-клиенти може да получи достъп до файловете във всеки един момент. Нивото на сигурност в една машина от този тип може да бъде относително лесно повишено благодарение на централизираното управление, обикновено извършвано от мрежовия администратор, който освен това, може да се грижи и за централизирано архивиране на данните, инсталирането на приложения, администрирането на потребителите и т.н. Мрежите от този тип освен, че са по-бързи от мрежите с равноправен достъп, позволяват включването на повече устройства (не само компютри, но и мрежови принтери и др.), достъпът до които е по-бърз, отколкото при мрежите с равноправен достъп. От друга страна, оборудването за изграждане на този тип мрежи е в пъти по-скъпо. За изграждането и администрирането им е необходим мрежов администратор, който, освен всичко друго, трябва да се занимава и с въпросите на сигурността, особено ако мрежата е свързана към Интернет или към друга глобална мрежа.

Фиг.38. Компютърна мрежа тип клиент – сървър.



Комбиниран тип мрежи – Фиг.39., е комбинация от горните два типа-мрежа с равноправен достъп и мрежа клиент-сървър. Много често поради спецификата на задачите, които се изпълнават в рамките на една организация, този тип мрежи е за предпочитане. Една обособена част от мрежовите устройства, създадени като работна група, образуват мрежа с равноправен достъп, в която ресурсите се споделят между тях, без да се ангажира сървъра. Същевременно, същите компютри са свързани и към сървър, който е част от мрежа тип клиент-сървър. Така, от една страна сървърът контролира първостепенните ресурси, необходими на цялата мрежа, а от друга, не отделя ресурси за управлението на устройства, необходими за работата само на компютрите от работната група, свързани в мрежа с равнопоставен достъп.

Фиг.39. Комбиниран тип компютърна мрежа.

Tопологията на компютърните мрежи е начинът, по който физически (пространствено) и логически са разположени устройствата и мрежовите връзки. Най-широко са разпространени следните топологии:


  • Топология тип звезда (star);

  • Топология тип кръг (ring);

  • Топология тип шина (bus);

  • Топология тип дърво(tree);

  • Директна връзка (mesh).

Топология тип “ЗВЕЗДА” е показана на Фиг.40. Крайните мрежови възли са свързани към централен възел (концентратор/комутатор) във вид на звезда. Предимство на топологията е, че лесно се добавят нови крайни възли. Недостатък е, че при повреда на централния възел локалната компютърна мрежа престава да функционира;

Фиг.40. Компютърна мрежа тип „звезда”.
Топология тип “ДЪРВО” - в основата и стои главен концентратор, към който са свързани крайните мрежови възли и концентратори, разположени на различни нива. При повреда на някой концентратор от второ и трето ниво излиза от строя само тази част от мрежата, която се управлява от съответния концентратор;

Топология тип „ ШИНА” – Фиг.41., е шина (кабел) за данни, към която са свързани отделните мрежови възли. Основно предимство е лесно добавяне на нови мрежови възли и при повреда на някой възел не влияе на останалите. Основен недостатък на тази топология е неефективната защита на информационните ресурси на възлите от мрежата;

Фиг.41. Компютърна мрежа с топология тип „шина”.


Топология тип “КРЪГ” - Фиг.42. Възлите на мрежата са свързани в кръг. Покриват се големи разстояния и са подходящи приложение на оптични комуникационни линии. Неудобство е, че трудно се добавят нови възли към мрежата и повреда в един възел води до разпадане на мрежата ако не се използват специални съединители за възлите.


Фиг.42. Компютърна мрежа с топология тип „кръг”


    1. Кабелна система на локалните компютърни мрежи.

Кабелната система на локалните компютърни мрежи се дефинира от физическият слой на отворения модел за комуникации. Чрез кабелите се свързват отделните мрежови възли, като за целта всеки мрежов възел притежава една или повече мрежови адаптери. Основните видове кабели, които се използват в LAN са:



  • Кабели с усукана двойка проводници (twisted pairs);

  • Влакнесто-оптични кабели (fibre optic).


Кабелитe с усукана двойка проводници (twisted pairs) се състоят обикновено от четири двойки медни проводника в обща защитена среда. Усукването се използва за компенсиране на шума, индуктиран в проводниците от външните електромагнитни полета. Медните кабелите са евтини, но се ползват за комуникации на малки разстояния. Съществуват два вида медни кабели:

  • Екранирани кабели (STP) ;

  • Неекранирани кабели (UTP).

Неекранираните кабели се делят на пет категории. Категория 5 (UTP – 5) позволява предаване на данни със скорост до 100 Mb/s на разстояние до 100 m, UTP – 3 позволява предаване с 10 Mb/s до 100 m разстояние.

Коаксиални кабели (coax) са кабели с меден вътрешен проводник, обвит с изолационен материал, върху който има медно-алуминиева оплетка и най-отгоре с външна обвивка. Външният проводник е метален екран и служи за защита от електромагнитни влияния. Тези кабели са по - скъпи, покриват по-големи разстояния и се класифицират като:


  • Дебели Ф13 и тънки Ф6;

  • Широколентови 75 и тяснолентови 50 ;

  • Поливинилхлоридни (PVC) и пожароустойчиви.


Влакнесто-оптичните кабели (fibre optic) се състоят от отделни влакна, състоящи се от цилиндрична кварцова сърцевина, облицована със стъклена обвивка и защитна външна обвивка. Сигналите се пренасят по сърцевината под форма на модулирани светлинни импулси. Те са с най-висока устойчивост на външни електромагнитни влияния – осигуряват предаване на данни с големи скорости и на големи разстояния.


    1. Слоеве на локалните компютърни мрежи от OSI - модела.


2.3.1. Физически слой на локалните компютърни мрежи
Функциите на физическия слой на локалната компютърна мрежа са:

  • Синхронизация на потока от данни по битове;

  • Кодиране в линията за предаване на данни;

  • Физически достъп до възлите на мрежата;

  • Предаване или приемане на поток от битове.

Тези функции в локалната мрежа се изпълняват от мрежовия адаптер на мрежовия възел. В този слой на мрежата са включени и спецификацията на топологията и типа на средата за комуникация.



2.3.2. Канален слой на локалните компютърни мрежи
Тъй като в локалните компютърни мрежи се ползва обща комуникационна среда, каналният слой е разделен на два подслоя:

  • Горен подслой – за управление на логическия канал - LLC (Logic Link Control);

  • Долен подслой – за управление на достъпа до комуникационната среда - MAC (Media Access Control) .

Функциите на каналния слой в LAN се реализират от мрежовия адаптер. Той се инсталира в слота за разширение на крайния мрежов възел.



MAC - подслоят управлява разпределението на комуникационната среда между мрежовите възли. При предаване MAC – подслоят получава от LLC - подслоя LLC- блок данни, които се вграждат в поле <данни> на кадъра. Към кадъра се добвят: MAC – адреса на подателя и MAC- адреса на получателя. Следва кодиране на тези полета с шумоустойчив код и запис на контролното число в контролното поле. Кадърът се ограничава с флагове и се предава на физическия слой, който го предава на получателя във вид на структуриран поток от данни. MAC – подслоят на получателя разпознава MAC – адреса и ако не се открият грешки при предаването, кадърът се предава към LLC – подслоя на приемащия възел за по-нататъшна обработка.

LLC – подслоят получава пакети от мрежовия слой, формира и номерира LLC- блокове, контролира и коригира грешки и допълнително определя последователността на кадрите. По заявка от мрежовия слой прекъсва връзката с комуникационната среда. Функциите на LLC – подслоя съгласно стандарт IEEE 802.2 се състоят от три типа услуги:

  • Тип 1 (LLC1) – осигурява се предаване на данни между два мрежови възела без установяване на логическо съединение и без потвърждение (дейтаграмен режим без потвърждение). Коригирането на възникналите грешки се извършва в по-горните слоеве;

  • Тип 2 (LLC 2) – за предаване на данни между два възела с установяване на логическо съединение (режим на виртуално съединение). Използва се методът “плъзгащ се прозорец” с размер на прозореца 8 или 128 кадъра;

  • Тип 3 (LLC3) – за предаване на данни без установяване на логическо съединение, но с потвърждение.

Стандарт 802.2 групира тези типове услуги в 4 класа:



  • клас 1 – услуга тип 1 (LLC 1);

  • клас 2 - услуги тип 1 и 2;

  • клас 3 – услуги тип 1 и 3;

  • клас 4 – услуги тип 1, 2 и 3.





  1. Изтегляне 7.77 Mb.

    Сподели с приятели:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   18



©obuch.info 2024
отнасят до администрацията
    Начална страница
Автореферат
Анализ
Бизнес-план
Биография
Глава
Диплом
Доклад
Задача
Закон
Занятие
Заседание