Combinarea componentelor discutate mai sus într-o rețea se poate face căi diferite si mijloace. Pe baza compoziției componentelor lor, a metodelor de conectare a acestora, a domeniului de utilizare și a altor caracteristici, rețelele pot fi împărțite în clase, astfel încât apartenența rețelei descrise la o anumită clasă să poată caracteriza suficient de complet proprietățile și parametrii de calitate. a rețelei.
Cu toate acestea, acest tip de clasificare a rețelelor este destul de arbitrară. Cea mai răspândită astăzi este împărțirea rețelelor de calculatoare în funcție de localizarea teritorială.
Pe baza acestei caracteristici, rețelele sunt împărțite în trei clase principale:
LAN – rețele locale;
MAN – Metropolitan Area Networks.
WAN – rețele globale (Wide Area Networks);
Rețea locală (LAN) este un sistem de comunicații care acceptă, într-o clădire sau într-o altă zonă limitată, unul sau mai multe canale de transmitere a informațiilor digitale de mare viteză puse la dispoziția dispozitivelor conectate pentru utilizare exclusivă pe termen scurt. Zonele acoperite de medicament pot varia semnificativ.
Lungimea liniilor de comunicație pentru unele rețele nu poate depăși 1000 m, în timp ce alte rețele pot deservi un întreg oraș. Zonele deservite pot fi fabrici, nave, avioane, precum și instituții, universități și colegii. De regulă, cablurile coaxiale sunt folosite ca mediu de transmisie, deși rețelele pe perechi răsucite și fibră optică devin din ce în ce mai răspândite, iar recent s-a dezvoltat rapid și tehnologia rețelelor locale fără fir, care utilizează unul dintre cele trei tipuri de radiații: bandă largă semnale radio, radiații de putere redusă, frecvențe ultraînalte (radiații cu microunde) și raze infraroșii.
Distanțe scurteîntre nodurile de rețea, mediul de transmisie utilizat și probabilitatea scăzută asociată de erori în datele transmise fac posibilă menținerea unor rate de schimb ridicate - de la 1 Mbit/s la 100 Mbit/s (în prezent există deja modele industriale de rețele LAN cu viteze). de ordinul a 1 Gbit/s).
Rețele de oraș, de regulă, acoperă un grup de clădiri și sunt implementate pe cabluri de fibră optică sau în bandă largă. După caracteristicile lor, acestea sunt intermediare între rețelele locale și cele globale. Recent, în legătură cu instalarea de cabluri de fibră optică de mare viteză și fiabile în zonele urbane și interurbane și noi promițătoare protocoale de rețea, de exemplu, ATM (Asynchronous Transfer Mode), care în viitor poate fi folosit atât în local, cât și rețele globale.
Rețele globale, spre deosebire de cele locale, de regulă, acoperă teritorii mult mai mari și chiar majoritatea regiunilor globului (un exemplu este Internetul). În prezent, canalele analogice sau digitale cu fir sunt folosite ca mediu de transmisie în rețelele globale, precum și canale prin satelit comunicații (de obicei pentru comunicarea între continente). Limitări ale vitezei de transmisie (până la 28,8 Kbit/s pe canale analogice și până la 64 Kbit/s pe secțiunile de utilizator canale digitale) și fiabilitatea relativ scăzută a canalelor analogice, care necesită utilizarea instrumentelor de detectare și corectare a erorilor la nivelurile inferioare ale protocoalelor, reduc semnificativ viteza schimbului de date în rețelele globale în comparație cu cele locale.
Există și alte caracteristici de clasificare ale rețelelor de calculatoare.
După zona de operare rețelele sunt împărțite în:
Rețele bancare,
Rețele de instituții științifice,
Rețele universitare;
După forma de funcţionare se pot distinge:
Rețele comerciale;
Rețele gratuite,
Rețele corporative
Rețele publice;
După natura funcţiilor implementate rețelele sunt împărțite în:
Computaționale, concepute pentru a rezolva probleme de control bazate pe procesarea computațională a informațiilor inițiale;
Informațional, conceput pentru a obține date de referință la solicitarea utilizatorilor; mixt, în care sunt implementate funcții de calcul și de informare.
Prin metoda de control rețelele de calculatoare sunt împărțite în:
Rețele cu control descentralizat;
management centralizat;
Control mixt.
În primul caz, fiecare computer inclus în rețea include un set complet software pentru a coordona operațiunile în curs de desfășurare a rețelei. Rețelele de acest tip sunt complexe și destul de costisitoare, deoarece sistemele de operare ale computerelor individuale sunt dezvoltate cu accent pe accesul colectiv la câmpul de memorie comun al rețelei.
În rețelele mixte, sarcinile care au cea mai mare prioritate și, de regulă, sunt asociate cu procesarea unor volume mari de informații, sunt rezolvate sub control centralizat.
Prin compatibilitate software exista retele:
Omogen;
Omogen (format din calculatoare compatibile cu software)
Eterogene sau eterogene (dacă calculatoarele din rețea sunt incompatibile cu software-ul).
Rețele locale
Există două abordări pentru construirea rețelelor locale și, în consecință, două tipuri: rețele client/server și rețele peer-to-peer.
Rețele client/server
Rețelele client/server utilizează un computer dedicat (server) care găzduiește fișiere partajate și oferă servicii de imprimare multor utilizatori (Figura 1).
Orez. 1.Rețele client/server
Server -un computer conectat la o rețea și care oferă utilizatorilor săi anumite servicii.
Serverele pot efectua stocarea datelor, gestionarea bazelor de date, procesarea lucrărilor de la distanță, imprimarea lucrărilor și o serie de alte funcții de care utilizatorii rețelei ar putea avea nevoie. Serverul este sursa resurselor de rețea. În rețea pot exista destul de multe servere, iar fiecare dintre ele își poate servi propriul grup de utilizatori sau poate gestiona anumite baze de date.
Stație de lucru– un computer personal conectat la o rețea prin care utilizatorul are acces la resursele sale. O stație de lucru în rețea funcționează atât în rețea, cât și în mod local. Este echipat cu propriul sistem de operare (MSDOS, Windows etc.) si pune la dispozitie utilizatorului toate instrumentele necesare pentru rezolvarea problemelor aplicate. Stațiile de lucru conectate la server se numesc clienți. Poate fi folosit ca clienti calculatoare puternice pentru prelucrarea intensivă în resurse foi de calcul, și PC-uri cu putere redusă pentru procesare simplă de text. În schimb, computerele puternice sunt de obicei instalate ca servere. Datorită necesității de a asigura procesarea simultană a cererilor de la un număr mare de clienți și protectie buna date de rețea de la acces neautorizat, serverul trebuie să ruleze un sistem de operare specializat.
Exemple: Novell Net Ware, Windows NT Server, IBM OS/2 Lan Server, Banyan Vines.
Rețele peer-to-peer
Rețelele peer-to-peer nu folosesc servere dedicate (Figura 2). În același timp cu deservirea utilizatorului, un computer dintr-o rețea peer-to-peer poate prelua funcțiile unui server, efectuând lucrări de imprimare și răspunzând la solicitările de fișiere de la alte stații de lucru din rețea. Desigur, dacă computerul nu oferă spatiu pe disc sau imprimanta dvs., atunci este doar un client în raport cu alte stații de lucru care îndeplinesc funcții de server. Windows 95 are capabilități încorporate pentru construirea unei rețele peer-to-peer. Dacă trebuie să vă conectați la alte rețele peer-to-peer, Windows 95 acceptă următoarele rețele:
Net Ware Lite
Artisoft LANtastic.
Orez. 2.Amplasarea computerelor în rețele peer-to-peer.
Topologie de rețea
Sub topologie este înțeles ca o descriere a proprietăților unei rețele inerente tuturor transformărilor sale homomorfe, i.e. astfel de schimbări aspect rețeaua, distanțele dintre elementele sale, pozițiile relative ale acestora, la care relația dintre aceste elemente nu se modifică.
Topologia unei rețele de calculatoare este în mare măsură determinată de modul în care computerele sunt conectate între ele. Topologia determină în mare măsură multe proprietăți importante ale unei rețele, cum ar fi fiabilitatea (supraviețuirea), performanța etc. Există diferite abordări pentru clasificarea topologiilor de rețea. Conform uneia dintre ele, configurațiile rețelei locale sunt împărțite în două clase principale: difuzatȘi secvenţial.
În configurațiile de difuzare, fiecare PC (receptor/emițător) semnale fizice) transmite semnale care pot fi percepute de alte PC-uri. Astfel de configurații includ topologii „magistrală comună”, „arborele”, „stea cu un centru pasiv”. O rețea de tip stea poate fi gândită ca un tip de „arbore” care are o rădăcină cu o ramură la fiecare dispozitiv conectat.
În configurații secvențiale, fiecare substrat fizic transmite informații doar către un singur computer. Exemple de configurații secvențiale sunt: aleatoriu (conexiune aleatorie a computerelor), ierarhic, inel, lanț, stea inteligentă, fulg de nea și
alte.
Cel mai optim din punct de vedere al fiabilității (capacitatea rețelei de a funcționa în caz de defecțiune a nodurilor individuale sau a canalelor de comunicație) este rețea mesh, adică o rețea în care fiecare nod de rețea este conectat la toate celelalte noduri, cu toate acestea, cu un număr mare de noduri, o astfel de rețea necesită un număr mare de canale de comunicație și este dificil de implementat din cauza dificultăților tehnice și a costului ridicat. Prin urmare, aproape toate rețelele sunt incomplet conectat.
Deși pentru un anumit număr de noduri dintr-o rețea parțială poate exista un număr mare de opțiuni pentru conectarea nodurilor de rețea, în practică sunt utilizate de obicei cele mai utilizate trei topologii LAN (de bază):
1. autobuz comun;
2. inel;
3. stea.
Topologie magistrală (Fig. 3), când toate nodurile de rețea sunt conectate la un canal deschis, numit de obicei magistrală.
Fig 3.Topologie magistrală.
În acest caz, una dintre mașini servește ca dispozitiv de service de sistem, oferind acces centralizat la fișiere și baze de date partajate, dispozitive de imprimare și alte resurse de calcul.
Rețele de acest tip au câștigat o mare popularitate datorită costului scăzut, flexibilității ridicate și vitezei de transfer de date și ușurinței de extindere a rețelei (conectarea noilor abonați la rețea nu afectează caracteristicile sale de bază). Dezavantajele topologiei magistralei includ necesitatea de a utiliza protocoale destul de complexe și vulnerabilitatea la deteriorarea fizică a cablului.
Topologie inel (Fig. 4), când toate nodurile de rețea sunt conectate la un canal inel închis .
Fig 4.Topologie inel.
Această structură de rețea se caracterizează prin faptul că informațiile de-a lungul inelului pot fi transmise doar într-o singură direcție și toate computerele conectate pot participa la recepția și transmiterea acestuia. În acest caz, abonatul destinatar trebuie să marcheze informațiile primite cu un marcator special, altfel pot apărea date „pierdute” care interferează cu funcționarea normală a rețelei.
Ca o configurație în lanț, inelul este deosebit de vulnerabil la defecțiune: defecțiunea oricărui segment de cablu duce la pierderea serviciului pentru toți utilizatorii. Dezvoltatorii LAN au depus mult efort pentru a rezolva această problemă. Protecția împotriva deteriorării sau a defecțiunii este asigurată fie prin închiderea inelului pe calea inversă (redundantă), fie prin trecerea la un inel de rezervă. În ambele cazuri, topologia generală a inelului este menținută.
Topologie în stea (Fig. 5), când toate nodurile de rețea se conectează la un nod central numit gazdă ( gazdă) sau hub ( hub).
Fig 5.Topologie în stea.
Configurația poate fi gândită ca o dezvoltare ulterioară a unei structuri arborescente înrădăcinate cu o ramură la fiecare dispozitiv conectat. În centrul rețelei se află de obicei un dispozitiv de comutare care asigură viabilitatea sistemului. LAN-urile din această configurație sunt cel mai adesea utilizate în sistemele de control instituțional automatizate care utilizează o bază de date centrală. Star LAN-urile sunt în general mai puțin fiabile decât rețelele de magistrală sau ierarhice, dar această problemă poate fi rezolvată prin duplicarea echipamentului la nodul central. Dezavantajele includ și consumul semnificativ de cablu (uneori de câteva ori mai mare decât consumul în similare Capabilitati LAN cu un autobuz comun sau ierarhic).
Rețelele pot avea, de asemenea, o topologie mixtă ( hibrid) când părți individuale ale rețelei au topologii diferite. Un exemplu este o rețea locală FDDI, în care nodurile principale (coloana vertebrală) sunt conectate la un canal inel, iar nodurile rămase sunt conectate la ele printr-o topologie ierarhică.
Conectarea computerelor și dispozitivelor într-o rețea se poate face în diferite moduri și mijloace. Pe baza compoziției componentelor lor, a metodelor de conectare a acestora, a domeniului de utilizare și a altor caracteristici, rețelele pot fi împărțite în clase, astfel încât apartenența rețelei descrise la o anumită clasă poate caracteriza suficient de complet proprietățile și parametrii de calitate ai rețelei.
Cu toate acestea, acest tip de clasificare a rețelelor este destul de arbitrară. Cea mai răspândită diviziune a rețelelor de calculatoare astăzi se bazează pe localizarea teritorială. Pe baza acestei caracteristici, rețelele sunt împărțite în trei clase principale:
LAN (Local Area Networks) – rețele locale;
MAN (Metropolitan Area Networks) – rețele regionale (orașe sau corporative);
WAN (Wide Area Networks) – rețele globale.
O rețea locală (LAN) este un sistem de comunicații care acceptă, într-o clădire sau într-o altă zonă limitată, unul sau mai multe canale de mare viteză pentru transmiterea informațiilor digitale, furnizate dispozitivelor conectate pentru utilizare exclusivă pe termen scurt. Zonele acoperite de medicament pot varia semnificativ.
Lungimea liniilor de comunicație pentru unele rețele nu poate depăși 1000 m, în timp ce alte rețele pot deservi un întreg oraș. Zonele deservite pot fi fabrici, nave, avioane, precum și instituții, universități și colegii. De regulă, cablurile coaxiale sunt folosite ca mediu de transmisie, deși rețelele pe perechi răsucite și fibră optică devin din ce în ce mai răspândite, iar recent s-a dezvoltat rapid și tehnologia rețelelor locale fără fir, care utilizează unul dintre cele trei tipuri de radiații: bandă largă semnale radio, radiații de putere redusă, frecvențe ultraînalte (radiații cu microunde) și raze infraroșii.
Distanțele scurte dintre nodurile rețelei, mediul de transmisie utilizat și probabilitatea scăzută asociată de erori în datele transmise fac posibilă menținerea unor rate de schimb ridicate - de la 1 Mbit/s la 100 Mbit/s (în prezent există deja modele industriale de LAN-uri cu viteze de ordinul a 1 Gbit/Cu).
Rețelele regionale, de regulă, acoperă un grup de clădiri și sunt implementate pe cabluri de fibră optică sau în bandă largă. După caracteristicile lor, acestea sunt intermediare între rețelele locale și cele globale.
Rețelele globale, spre deosebire de cele locale, de regulă, acoperă teritorii mult mai mari și chiar majoritatea regiunilor globului (un exemplu este Internetul). În prezent, canalele analogice sau digitale prin cablu, precum și canalele de comunicație prin satelit (de obicei pentru comunicarea între continente), sunt folosite ca medii de transmisie în rețelele globale. Limitările vitezei de transmisie și fiabilitatea relativ scăzută a canalelor analogice, care necesită utilizarea instrumentelor de detectare și corectare a erorilor la nivelurile inferioare ale protocoalelor, reduc semnificativ viteza schimbului de date în rețelele globale în comparație cu cele locale.
Există și alte caracteristici de clasificare ale rețelelor de calculatoare. De exemplu:
– în funcție de aria de operare, rețelele pot fi împărțite în instituții de cercetare bancară și universități;
– după forma de funcționare putem distinge între comercial și rețele gratuite, uz corporativ și general;
– în funcție de natura funcțiilor implementate, rețelele sunt împărțite în cele de calcul (destinate să rezolve probleme de control pe baza procesării computaționale a informațiilor inițiale); informațional (destinat obținerii de date de referință la solicitarea utilizatorilor); mixte (implementează funcții de calcul și de informare);
– conform metodei de control, rețelele de calculatoare se împart în rețele cu control descentralizat, centralizat și mixt. În primul caz, fiecare computer care face parte din rețea include un set complet de instrumente software pentru coordonarea operațiunilor rețelei. Rețelele de acest tip sunt complexe și destul de costisitoare, deoarece sistemele de operare ale computerelor individuale sunt dezvoltate cu accent pe accesul colectiv la câmpul de memorie comun al rețelei. În rețelele mixte, sarcinile care au cea mai mare prioritate și, de regulă, sunt asociate cu procesarea unor volume mari de informații, sunt rezolvate sub control centralizat.
Rețele locale
O rețea locală este creată, de regulă, pentru a partaja resurse sau date computerizate (de obicei în cadrul aceleiași organizații). Din punct de vedere tehnic, o rețea locală este o colecție de calculatoare și canale de comunicație care unesc computerele într-o structură cu o anumită configurație, precum și un software de rețea care controlează funcționarea rețelei. Metoda de conectare a computerelor într-o rețea locală se numește topologie.
Topologia determină în mare măsură multe proprietăți importante ale unei rețele, cum ar fi fiabilitatea (supraviețuirea), performanța etc. Există diferite abordări pentru clasificarea topologiilor de rețea. În funcție de performanță, acestea sunt împărțite în două clase principale: difuzare și serial.
În configurațiile de difuzare, fiecare computer transmite semnale care pot fi recepționate de alte computere. Astfel de configurații includ topologii „magistrală comună”, „arborele”, „stea cu un centru pasiv”. O rețea de tip stea poate fi gândită ca un tip de „arbore” care are o rădăcină cu o ramură la fiecare dispozitiv conectat.
În configurații secvențiale, fiecare substrat fizic transmite informații doar către un singur computer. Exemple de configurații secvențiale sunt: aleatoare (conexiune aleatorie a computerelor), ierarhică, „inel”, „lanț”, „stea cu un centru intelectual”, „fulg de zăpadă” și altele.
Topologie magistrală
Figura 10.2. Topologia magistralei rețelei locale
Cu o astfel de conexiune, schimbul poate fi efectuat între orice computer din rețea, indiferent de celelalte. Dacă conexiunea unui computer la magistrala comună este deteriorată, acest computer este deconectat de la rețea, dar întreaga rețea este operațională. În acest sens, rețeaua este destul de stabilă, dar dacă o magistrală este deteriorată, întreaga rețea se defectează.
Topologie inel
Figura 10.3. Topologie LAN inel
Această conexiune transferă și date în serie de la computer la computer, dar, în comparație cu o conexiune serială simplă, datele pot fi transferate în două direcții, ceea ce o face mai rezistentă la problemele de rețea. O întrerupere nu dezactivează rețeaua, dar două întreruperi fac rețeaua inoperabilă. Rețeaua de inel este utilizată pe scară largă, în principal datorită vitezei mari de transfer de date. Rețele de apel cel mai rapid.
Topologie în stea
Figura 10.4. Topologie de rețea locală în formă de stea
Când este conectată de o stea, rețeaua este foarte rezistentă la deteriorare. Dacă una dintre conexiuni este deteriorată, doar un computer este deconectat de la rețea. În plus, această schemă de conectare permite crearea de rețele ramificate complexe. Dispozitivele care vă permit să organizați structuri complexe de rețea se numesc hub-uri și comutatoare.
UNIVERSITATEA NAȚIONALĂ TEHNICĂ BELARUSIANĂ
INSTITUTUL INTERNAȚIONAL DE ÎNVĂȚĂMÂNT LA DISTANȚĂ
TEST
ÎN DISCIPLINA ACADEMĂ: Rețele de calculatoare
Tipuri de rețele de calculatoare
Rețelele de calculatoare pot fi clasificate după diverse criterii.
eu. Conform principiilor de management:
1. Peer-to-peer - fără un server dedicat. În care funcțiile de control sunt transferate alternativ de la o stație de lucru la alta;
2. Multi-peer este o rețea care include unul sau mai multe servere dedicate. Calculatoarele rămase ale unei astfel de rețele (stații de lucru) acționează ca clienți.
II. Prin metoda de conectare:
1. "Conexiune directa„- două computere personale sunt conectate printr-o bucată de cablu. Acest lucru permite unui computer (master) să acceseze resursele celuilalt (slave);
2. "Autobuz comun" - conectarea computerelor la un singur cablu;
3. "Stea" - conexiune printr-un nod central;
4. "Inel" - conexiune serială PC în două direcții.
III. Pe teritoriu de acoperire:
1. Rețeaua locală(o rețea în care calculatoarele sunt situate la o distanță de până la un kilometru și sunt de obicei conectate folosind linii de comunicație de mare viteză.) - 0,1 - 1,0 km; Nodurile LAN sunt situate în aceeași cameră, etaj sau clădire.
2. Rețeaua corporativă(în limita unei organizații, companie, fabrică). Numărul de noduri dintr-un FAC poate ajunge la câteva sute. În același timp, rețeaua corporativă include de obicei nu numai calculatoare personale, dar și calculatoare puternice, precum și diverse echipamente tehnologice (roboți, linii de asamblare etc.).
O rețea corporativă facilitează gestionarea unei întreprinderi și gestionarea unui proces tehnologic și stabilirea unui control clar asupra informațiilor și resurselor de producție.
3. Retea globala(o rețea ale cărei elemente sunt situate la o distanță considerabilă unele de altele) - până la 1000 km.
Atât liniile de comunicații amenajate special (de exemplu, cablu transatlantic de fibră optică), cât și liniile de comunicații existente (de exemplu, retelele telefonice). Numărul de noduri dintr-un WAN poate ajunge la zeci de milioane. Rețeaua globală include rețele locale și corporative separate.
4. World wide web- unificarea rețelelor globale (Internet).
TOPOLOGIA REȚELEI DE CALCULATE
Topologia rețelei este forma geometrică și aranjarea fizică a calculatoarelor unul în raport cu celălalt. Topologia rețelei vă permite să comparați și să clasificați diferite rețele. Există trei tipuri principale de topologie:
1) Steaua;
2) Inel;
TOPOLOGIE AUTOBUZ
Această topologie utilizează un canal de transmisie pe bază cablu coaxial, numit „autobuz”. Toate calculatoare din rețea sunt conectate direct la autobuz. La capetele cablului de magistrală sunt instalate mufe speciale - „terminatoare”. Sunt necesare pentru a stinge semnalul după trecerea prin autobuz. Dezavantajele topologiei „Bus” includ următoarele:
Datele transmise prin cablu sunt disponibile pentru toate computerele conectate;
Dacă „autobuzul” este deteriorat, întreaga rețea nu mai funcționează.
TOPOLOGIA INELULUI
Topologia inel este caracterizată prin absența punctelor finale de conexiune; rețeaua este închisă, formând un inel neîntrerupt prin care se transmit datele. Această topologie implică următorul mecanism de transmisie: datele sunt transferate secvenţial de la un computer la altul până ajung la computerul destinatar. Dezavantajele topologiei „ring” sunt aceleași cu cele ale topologiei „bus”:
Disponibilitatea publică a datelor;
Instabilitatea la deteriorarea sistemului de cabluri.
TOPOLOGIA STELEI
Într-o rețea cu topologie în stea, toate computerele sunt conectate la un dispozitiv special numit hub sau hub de rețea, care îndeplinește funcții de distribuție a datelor. Nu există conexiuni directe între două computere din rețea. Datorită acestui fapt, este posibil să se rezolve problema disponibilității datelor publice și, de asemenea, crește rezistența la deteriorarea sistemului de cablu. Cu toate acestea, funcționalitatea rețelei depinde de starea hub-ului de rețea.
Metode de acces la operator în rețelele de calculatoare
ÎN diverse rețele Există diverse proceduri pentru schimbul de date între stațiile de lucru.
Institutul Internațional de Ingineri Electrici și Electronici (IEEE) a dezvoltat standarde (IEEE802.3, IEEE802.4 și IEEE802.5) care descriu metode de accesare a canalelor de date din rețea.
Cele mai răspândite sunt implementările specifice ale metodelor de acces: Ethernet, ArcNet și Token Ring. Aceste implementări se bazează pe standardele IEEE802.3, IEEE802.4 și, respectiv, IEEE802.5.
Metoda de acces Ethernet
Această metodă de acces, dezvoltată de Xerox în 1975, este cea mai populară. Oferă de mare viteză transmiterea și fiabilitatea datelor.
Pentru aceasta metoda accesul folosește o topologie „magistrală comună”. Prin urmare, un mesaj trimis de unul stație de lucru, este recepţionat simultan de toate celelalte staţii conectate la magistrala comună. Dar mesajul este destinat doar unui singur post (include adresa stației de destinație și adresa expeditorului). Stația căreia îi este destinat mesajul îl primește, ceilalți îl ignoră.
Metoda de acces Ethernet este o metodă de acces multiplu care ascultă operatorul și rezolvă conflictele numite coliziuni (CSMA/CD -Carter Sense Multiple Access with Collision Detection).
Înainte de a începe transmisia, stația de lucru stabilește dacă canalul este liber sau ocupat. Dacă canalul este liber, stația începe să transmită.
Ethernet nu exclude posibilitatea transmiterii simultane a mesajelor de către două sau mai multe stații. Echipamentul recunoaște automat astfel de conflicte. După detectarea unui conflict, stațiile întârzie transmisia pentru ceva timp. Acest timp este scurt și diferit pentru fiecare stație. După o întârziere, transmisia se reia.
În realitate, conflictele duc la scăderea vitezei rețelei doar dacă funcționează câteva zeci sau sute de stații.
Metoda de acces ArcNet
Această metodă a fost dezvoltată de Datapoint Corp. De asemenea, a devenit larg răspândit, în mare parte datorită faptului că hardware-ul ArcNet este mai ieftin decât hardware-ul Ethernet sau Token-Ring.
ArcNet este utilizat în rețele locale cu topologie în stea. Unul dintre computere creează un simbol special (mesaj tip special), care este transmis secvenţial de la un computer la altul.
Dacă o stație dorește să trimită un mesaj către o altă stație, trebuie să aștepte jetonul și să-i adauge un mesaj, complet cu adresele sursă și destinație. Când pachetul ajunge la stația de destinație, mesajul va fi „decuplat” de la token și transmis stației.
Metoda de acces Token-Ring
Metoda de acces Token-Ring a fost dezvoltată de IBM și este concepută pentru o topologie de rețea inel.
Această metodă este similară cu ArcNet, deoarece folosește și un token transmis de la o stație la alta. Spre deosebire de ArcNet, metoda de acces Token-Ring vă permite să atribuiți diferite priorități diferitelor stații de lucru.
Mijloacele de transmisie a datelor, caracteristicile acestora
Cablu coaxial
Cablul coaxial a fost primul tip de cablu folosit pentru a conecta computere la o rețea. Acest tip de cablu este format dintr-un conductor central de cupru acoperit cu un material plastic izolator, care la rândul său este înconjurat de plasă de cupru și/sau folie de aluminiu. Acest conductor exterior asigură împământare și protejează conductorul central de interferențe electromagnetice externe. La instalarea rețelelor, se folosesc două tipuri de cablu - „Cablu coaxial gros” (Thicknet) și „Cablu coaxial subțire” (Thinnet). Rețelele bazate pe cablu coaxial oferă viteze de transmisie de până la 10 Mbit/s. Lungime maxima segmentul variază de la 185 la 500 m în funcție de tipul cablului.
"Pereche răsucită"
Cablul torsadat este unul dintre cele mai comune tipuri de cablu astăzi. Este format din mai multe perechi de fire de cupru acoperite cu o manta de plastic. Firele care alcătuiesc fiecare pereche sunt răsucite unele în jurul celeilalte, ceea ce oferă protecție împotriva interferențelor reciproce. Cablurile de acest tip sunt împărțite în două clase - „Pereche răsucită ecranată” și „Pereche răsucită neecranată”. Diferența dintre aceste clase este că cablul cu perechi răsucite ecranat este mai protejat de interferențele electromagnetice externe datorită prezenței unui ecran suplimentar din plasă de cupru și/sau folie de aluminiu care înconjoară firele cablului. Rețelele cu perechi răsucite, în funcție de categoria de cablu, oferă viteze de transmisie de la 10 Mbit/s – 1 Gbit/s. Lungimea segmentului de cablu nu poate depăși 100 m (până la 100 Mbps) sau 30 m (1 Gbps).
Cablu de fibra optica
Cablurile de fibră optică sunt cea mai avansată tehnologie de cablu, oferind transmisie de date de mare viteză pe distanțe lungi, rezistente la interferențe și interceptări. Un cablu de fibră optică constă dintr-un conductor central din sticlă sau plastic, înconjurat de un strat de sticlă sau un strat de plastic și o manta de protecție exterioară. Transmiterea datelor se realizează folosind un emițător laser sau LED care trimite impulsuri de lumină unidirecționale printr-un conductor central. Semnalul de la celălalt capăt este recepționat de un receptor fotodiodă, care convertește impulsurile de lumină în semnale electrice care pot fi procesate de un computer. Vitezele de transmisie pentru rețelele de fibră optică variază de la 100 Mbit/s la 2 Gbit/s. Limita de lungime a segmentului este de 2 km.
Rețelele moderne pot fi clasificate după mai multe criterii:
Prin îndepărtarea computerelor:
Local LAN (Local Area Network) este o rețea din cadrul unei întreprinderi, instituții sau organizații. Calculatoarele sunt situate la o distanță de până la câțiva kilometri și sunt de obicei conectate folosind linii de comunicație de mare viteză.
Regional MAN (Metropolitan Area Network) - reunește utilizatorii unei regiuni, oraș și țări mici. Liniile telefonice sunt folosite ca canale de comunicare. Distanța dintre nodurile rețelei variază de la 10 la 1000 km.
Global WAN (Wide Area Network) - include alte rețele globale, rețele locale, precum și computere conectate separat la acesta.
După scopul și lista serviciilor furnizate:
- Utilizarea generală a fișierelor și imprimantelor - cu ajutorul unui computer special (server de fișiere, server de imprimantă) se organizează accesul utilizatorului la fișiere și imprimante.
Utilizarea generală a bazelor de date - folosind un computer special (server de baze de date), accesul utilizatorilor la baza de date este organizat.
Aplicarea tehnologiilor Internet - E-mail, World Wide Web, teleconferințe, videoconferințe, transfer de fișiere prin Internet.
Prin organizarea interacțiunii:
- Rețele peer-to-peer - toate computerele dintr-o rețea peer-to-peer au drepturi egale și orice utilizator de rețea poate accesa datele stocate pe orice computer. Principalul avantaj al rețelelor peer-to-peer este ușurința instalării și exploatării. Principalul dezavantaj este că în rețelele peer-to-peer este dificil să se rezolve problemele de securitate a informațiilor. Prin urmare, această metodă de organizare a unei rețele este folosită pentru rețelele cu un număr mic de calculatoare și unde problema protecției datelor nu este fundamentală.
- Rețele de servere dedicate ( rețele ierarhice) - la instalarea unei rețele, una sau mai multe servere- calculatoare care gestionează schimbul de date prin rețea și distribuția resurselor. Este apelat orice computer care are acces la serviciile serverului client de rețea sau stație de lucru. Serverul în sine poate fi doar un client al unui server la un nivel de ierarhie superior. Modelul de rețea ierarhic este cel mai de preferat, deoarece vă permite să creați cea mai stabilă structură de rețea și să distribuiți mai rațional resursele. Un alt avantaj al unei rețele ierarhice este un nivel mai ridicat de protecție a datelor.
Dezavantajele unei rețele ierarhice, în comparație cu rețelele peer-to-peer, includ:
Necesitatea unui sistem de operare suplimentar pentru server.
Complexitate mai mare a instalării și actualizărilor rețelei.
Nevoia de evidențiere calculator separat ca server
Pe baza tehnologiei de utilizare a serverului:
Rețelele cu arhitectură de server de fișiere folosesc un server de fișiere pe care sunt stocate majoritatea programelor și datelor. La cererea utilizatorului, acestea sunt trimise acestuia programul necesarși date. Prelucrarea informațiilor se realizează la stația de lucru.
Rețele cu arhitectură client-server - se fac schimb de date între aplicația client și aplicația server. Datele sunt stocate și procesate pe un server puternic, care controlează și accesul la resurse și date. Stația de lucru primește doar rezultatele interogării.
Prin viteza de transfer de informații retele de calculatoareîmpărțit în viteză mică, medie și mare:
Rețele de viteză redusă - până la 10 Mbit/s;
Rețele de viteză medie - până la 100 Mbit/s;
Rețele de mare viteză - peste 100 Mbit/s.
În funcție de tipul de mediu de transmisie, rețelele sunt împărțite în:
Cablat (cablu coaxial, pereche torsadată, fibră optică);
Wireless cu transmisie de informații prin canale radio sau în domeniul infraroșu.
După topologie (cum sunt conectate computerele între ele):
Autobuz comun;
Topologie de rețea
Topologia rețelei se referă la configurația fizică sau electrică a cablurilor și conexiunilor rețelei.
Mai mulți termeni specializați sunt utilizați în topologia rețelei:
Nod de rețea - un computer sau un dispozitiv de comutare a rețelei;
O ramură de rețea este o cale care conectează două noduri adiacente;
Un nod terminal este un nod situat la capătul unei singure ramuri;
Nod intermediar - un nod situat la capetele mai multor ramuri;
Nodurile adiacente sunt noduri conectate prin cel puțin o cale care nu conține alte noduri.
Orice rețea de calculatoare poate fi considerată o colecție de noduri. Configurația conexiunilor fizice este determinată de conexiunile electrice dintre calculatoare și poate diferi de configurația conexiunilor logice între nodurile de rețea. Conexiuni logice reprezintă rute de transmisie a datelor între nodurile rețelei, formate prin configurarea corespunzătoare a echipamentelor.
Există trei tipuri principale de topologie de rețea locală fizică:
Topologie inel prevede conectarea nodurilor de rețea într-o curbă închisă, adică cablu mediu de transmisie. Într-o astfel de rețea, fiecare nod are două și numai două ramuri atașate la el. Informațiile de-a lungul inelului sunt transmise de la nod la nod, de obicei într-o singură direcție. Fiecare nod intermediar dintre emițător și receptor transmite mesajul trimis.
Nodul receptor recunoaște și primește doar mesajele care îi sunt adresate. Într-o rețea cu topologie în inel, este necesar să se ia măsuri speciale pentru ca în cazul unei defecțiuni sau deconectare a oricărei stații, canalul de comunicație între stațiile rămase să nu fie întrerupt. Avantajul acestei topologii este ușurința de gestionare, dezavantajul este posibilitatea defecțiunii întregii rețele dacă există o defecțiune a canalului între două noduri.
Topologie magistrală unul dintre cele mai simple, implementat folosind un cablu la care sunt conectate toate calculatoarele. Toate semnalele transmise de orice computer din rețea călătoresc de-a lungul autobuzului în ambele direcții către toate celelalte computere.
Topologie în stea folosește un cablu separat pentru fiecare computer, care rulează de la un dispozitiv central numit hub sau hub. Un hub transmite semnalele primite pe oricare dintre porturile sale către toate celelalte porturi, determinând semnalele trimise de un nod să ajungă la restul computerelor. Într-o astfel de rețea există un singur nod intermediar. O rețea bazată pe stea este mai rezistentă la deteriorări decât o rețea bazată pe magistrală, deoarece deteriorarea cablului afectează direct doar computerul la care este conectată, și nu întreaga rețea.
În timp ce rețelele mici au de obicei o topologie tipică în stea, inel sau magistrală, rețelele mari au de obicei conexiuni aleatorii între computere. În astfel de rețele, subrețelele individuale pot fi identificate la întâmplare, având o topologie standard, motiv pentru care sunt numite rețele cu topologie mixtă. Alegerea unei anumite topologii este determinată de aria de aplicare a rețelei, de locația geografică a nodurilor sale și de dimensiunea rețelei în ansamblu.
Model de interconectare a sistemelor deschise. Sarcina principală rezolvată la crearea rețelelor de calculatoare este de a asigura compatibilitatea echipamentelor din punct de vedere al caracteristicilor electrice și mecanice și de a asigura compatibilitatea suportului informațional (programe și date) în ceea ce privește sistemul de codificare și formatul datelor. Soluția acestei probleme aparține domeniului standardizării. Un exemplu de rezolvare a acestei probleme este așa-numitul model de interconectare a sistemelor deschise OSI (Model of Open System Interconnections).
Conform modelului OSI, arhitectura rețelelor de calculatoare ar trebui luată în considerare la diferite niveluri (numărul total de niveluri este de până la șapte). Se aplică cel mai înalt nivel. La acest nivel, utilizatorul interacționează sistem de calcul. Cel mai de jos nivel este fizic. Asigură schimbul de semnale între dispozitive. Schimbul de date în sistemele de comunicație are loc prin mutarea acesteia de la nivelul superior în cel inferior, apoi transportarea lui și, în final, redarea lor pe computerul clientului ca urmare a trecerii de la nivelul inferior în cel superior.
Să luăm în considerare modul în care în modelul OSI are loc schimbul de date între utilizatorii aflați pe diferite continente.
1. La nivel de aplicație, folosind aplicații speciale, utilizatorul creează un document (mesaj, desen etc.).
2. La nivel de prezentare, sistemul de operare al computerului său înregistrează unde se află datele create (în RAM, într-un fișier de pe hard disk etc.), și asigură interacțiunea cu nivelul următor.
3. La nivel de sesiune, computerul utilizatorului interacționează cu o rețea locală sau globală. Protocoalele de la acest nivel verifică drepturile utilizatorului de a „treni în aer” și de a transmite documentul către protocoalele stratului de transport.
4. La nivelul de transport, documentul este convertit în forma în care datele ar trebui să fie transmise în rețeaua utilizată. De exemplu, poate fi tăiat în pungi de dimensiuni standard mici.
5. Stratul de rețea determină ruta pentru mișcarea datelor în rețea. Deci, de exemplu, dacă la nivel de transport datele au fost „tăiate” în pachete, atunci la nivel de rețea fiecare pachet trebuie să primească o adresă la care ar trebui să fie livrat indiferent de alte pachete.
6. Stratul de conexiune (Link layer) este necesar pentru a modula semnalele care circulă la nivelul fizic în conformitate cu datele primite de la nivelul rețelei. De exemplu, într-un computer aceste funcții sunt îndeplinite card LAN sau modem.
Transferul real de date are loc la nivelul fizic. Nu există documente, pachete, nici măcar octeți - doar biți, adică unitățile elementare de reprezentare a datelor. Restaurarea unui document din ele va avea loc treptat, la trecerea de la nivelul inferior la cel superior al computerului clientului.
Facilitățile stratului fizic se află în afara computerului. În rețelele locale, acesta este echipamentul rețelei în sine. Pentru comunicațiile de la distanță folosind modemuri telefonice, aceste linii comunicare telefonică, echipamente de comutare pentru centrale telefonice etc.
Pe computerul destinatarului informațiilor are loc procesul invers de conversie a datelor din semnale de biți într-un document.
Diferitele straturi de protocol ale serverului și ale clientului nu comunică între ele direct, dar comunică prin intermediul strat fizic. Treptat treptat de la nivelul superior la cel inferior, datele sunt continuu transformate, „apăsate” cu date suplimentare, care sunt analizate prin protocoalele nivelurilor corespunzătoare din partea adiacentă. Acest lucru creează un efect virtual interacțiuni între niveluri.
Pentru ca diferite computere dintr-o rețea să comunice între ele, trebuie să „vorbească” aceeași limbă, adică să folosească același protocol. Un protocol este o „limbă” folosită pentru a face schimb de date atunci când operează într-o rețea.
Există multe protocoale, fiecare efectuând sarcini diferite. Sunt utilizate diferite protocoale la diferite niveluri ale modelului OSI.
Ethernet este un protocol de nivel de conexiune utilizat de majoritatea rețelelor locale moderne. Protocolul Ethernet oferă o interfață unificată pentru mediul de transmisie al rețelei, ceea ce permite sistem de operare utilizați mai multe protocoale de nivel de rețea simultan pentru a primi și transmite date. Token Ring este o alternativă la protocolul Ethernet „clasic” la nivel de conexiune.
Pentru a putea transmite informații prin canalele de comunicare în rețea, este necesar să instalați un protocol de mesagerie (pachet). Există mai multe astfel de protocoale. Cele mai utilizate sunt: NetBEUI , IPX/SPX , TCP/IP . Protocoale NETBEUIȘi IPX/SPX- utilizat în rețelele locale. Protocoale TCP/IP sunt protocoalele de bază ale Internetului global.
hardware de rețea
Principalele componente ale rețelei sunt posturi de lucru, servere, Mijloace de transmisie (cabluri) Și hardware de rețea.
Stații de lucru sunt numite calculatoare de rețea pe care utilizatorii rețelei implementează sarcini aplicate.
Servere de rețea- sunt sisteme hardware și software care îndeplinesc funcțiile de gestionare a distribuției resurselor rețelei publice. Un server poate fi orice computer conectat la o rețea care conține resurse utilizate de alte dispozitive din rețea. Computere destul de puternice sunt folosite ca hardware de server.
Se disting următoarele tipuri echipamente de retea:
Cabluri de rețea (coaxiale, format din doi conductori concentrici izolați unul de celălalt, dintre care cel exterior are aspectul unui tub; cablurile pornite perechi răsucite, format din două fire împletite între ele; fibra optica si etc.).
Plăci de rețea (adaptoare de interfață de rețea)- acestea sunt controlere conectate la placa de baza calculatoare proiectate să transmită semnale către rețea și să primească semnale din rețea. Un cablu de rețea este conectat la conectorii adaptorului.
Huburi (Hub) - Acest dispozitive centrale un sistem de cablu sau o rețea stea fizică care, atunci când primește un pachet pe unul dintre porturile sale, îl redirecționează către toate celelalte. Un hub cu un set de diferite tipuri de porturi vă permite să combinați segmente de rețea cu diferite sisteme de cablu. Puteți conecta fie un nod de rețea separat, fie un alt hub sau un segment de cablu la portul hub.
Următoarele dispozitive sunt utilizate pentru a conecta rețelele locale între ele:
Poduri- dispozitive de rețea care conectează două segmente separate limitate de lungimea lor fizică. De asemenea, podurile amplifică și convertesc semnalele pentru alte tipuri de cablu. Acest lucru vă permite să vă extindeți dimensiune maximă retelelor.
Bridge-urile transferă date între rețele sub formă de pachete fără a le aduce modificări. Figura de mai jos prezintă trei rețele locale conectate prin două punți. În plus, podurile pot pachete de filtrare, protejând întreaga rețea de fluxurile locale de date și permițând trecerea numai a datelor care sunt destinate altor segmente de rețea.
Gateway-uri (Poarta de acces) - conectarea sistemelor hardware și software rețele eterogene sau dispozitive de rețea. Gateway-urile vă permit să rezolvați problemele diferențelor de protocoale sau sisteme de adresare. Un gateway, spre deosebire de un bridge, este utilizat în cazurile în care rețelele conectate au protocoale de rețea diferite. Un mesaj de la o rețea care ajunge la gateway este convertit într-un alt mesaj care îndeplinește cerințele următoarei rețele.
Routere (Router) - dispozitive standard rețele care operează la nivelul rețelei și permit transmiterea și rutarea pachetelor de la o rețea la alta. Permite, de exemplu, ca mesajele mari să fie împărțite în bucăți mai mici, asigurând astfel interacțiunea rețelelor locale cu diferite dimensiuni de pachet. Un router poate redirecționa pachete la o anumită adresă (punturile pot filtra numai pachetele inutile), alege cea mai bună cale prin care să treacă pachetul.
Firewall-uri (firewall, firewall-uri ) - aceasta este o barieră software și/sau hardware între două rețele, care permite stabilirea doar a conexiunilor la internet autorizate, implementarea controlului asupra informațiilor care intră și ies din rețeaua locală și asigură protecția rețelei locale prin filtrarea informațiilor.
Majoritatea firewall-urilor sunt construite pe modele clasice de control al accesului, conform cărora unui subiect (utilizator, program, proces sau pachet de rețea) i se permite sau i se interzice accesul la orice obiect (fișier sau nod de rețea) la prezentarea unui element unic inerent doar acestui subiect. . În cele mai multe cazuri, acest element este o parolă. Pentru un pachet de rețea, un astfel de element sunt adresele sau steagurile găsite în antetul pachetului, precum și alți parametri.
Rețea de comunicații– un sistem de noduri și conexiuni între ele. Nodurile îndeplinesc funcțiile de creare, transformare, stocare și consumare a unui produs de comunicare. Conexiunile (canale de transmisie, linii de comunicație) servesc la transferul produsului între noduri. În funcție de tipul de produs, se disting rețelele de material, energie și informații. Exemple de rețele fizice: comunicații rutiere și feroviare; alimentare cu apă și gaze.
Rețeaua de informații– o rețea de comunicații în care produsul comunicării este informația. Exemple: rețele de telefonie, televiziune, radiodifuziune.
Tehnica de calcul, sau rețea de calculatoare– o rețea de informații ale cărei noduri sunt calculatoare și alte echipamente de calcul. Pe lângă echipamentele speciale de rețea, aveți nevoie și de rețea software. Datorită interacțiunii computerelor într-o rețea, devin disponibile o serie de noi oportunități.
În primul rând - partajarea resurse hardware și software. Da cand acces public la un dispozitiv periferic scump (imprimantă, plotter, scaner, fax etc.), costurile pentru fiecare utilizator individual sunt reduse. Versiunile de rețea ale aplicației software sunt utilizate în același mod.
Al doilea - partajarea la resursele de date. Cu stocarea centralizată a informațiilor, procesele de asigurare a integrității acesteia sunt simplificate semnificativ, precum și Rezervă copie, care asigură o fiabilitate ridicată. Dacă aveți copii alternative pe două mașini în același timp, vă permite să continuați să lucrați dacă una dintre ele nu este disponibilă.
În al treilea rând, accelerarea transferului de date și furnizarea de noi forme de interacțiune între utilizatori dintr-o echipă atunci când lucrează la un proiect comun.
Al patrulea - utilizarea fonduri comune conexiuni între diverse sisteme de aplicații (servicii de comunicație, transmisie de date, video, vorbire etc.).
Una dintre caracteristicile importante de clasificare ale rețelelor este dimensiunea lor. Dimensiunea rețelei influențează alegerea echipamentelor utilizate și a tehnologiilor de transmisie utilizate.
Rețea locală de calcul(LAN, sau LAN - Local Area Network) unește computerele din apropiere într-o zonă limitată, cameră, clădire. Trăsături distinctive LAN – timp minim latență și rata de eroare scăzută. LAN-urile pot fi elemente ale unor entități la scară mai mare: campus sau rețeaua corporativă(CAN - Campus Area Network), care conectează rețelele locale ale clădirilor din apropiere; retea municipala, sau retea la scara orasului (MAN - Metropolitan Area Network); rețea regională sau de zonă largă (WAN - Wide Area Network), care acoperă o suprafață mare; rețea de arie largă(WAN, sau GAN - Global Area Network), care are dimensiunea unei țări și a unui continent.
Pe baza metodei de management, rețelele sunt împărțite în de la persoană la persoană si cu server dedicat(control centralizat). În rețelele peer-to-peer, toate nodurile au drepturi egale - fiecare nod poate acționa atât ca client, cât și ca server. Sub client se referă la un obiect hardware și software care solicită anumite servicii. Și sub Server– o combinație de hardware și software care furnizează aceste servicii. Un computer conectat la o rețea locală, în funcție de sarcinile rezolvate pe acesta, se numește stație de lucru sau server.
Rețelele LAN peer-to-peer sunt destul de ușor de întreținut, dar nu pot oferi o protecție adecvată a informațiilor dacă dimensiunea rețelei este mare. Costurile organizării rețelelor de calculatoare peer-to-peer sunt relativ mici. Cu toate acestea, pe măsură ce numărul de stații de lucru crește, eficiența utilizării rețelei scade brusc. Prin urmare, rețelele LAN peer-to-peer sunt utilizate numai pentru grupuri de lucru mici - nu mai mult de 20 de computere.
Un server dedicat implementează funcții de gestionare a rețelei (administrare) în conformitate cu politicile specificate - seturi de reguli pentru împărțirea și limitarea drepturilor participanților la rețea. LAN-urile cu un server dedicat au mijloace bune asigurarea securității datelor sunt capabile să sprijine mii de utilizatori, dar necesită întreținere constantă calificată de către un administrator de sistem.
În funcție de tehnologia de transmisie a datelor utilizată, există diferite difuzat rețele și rețele cu transmisie de la nod la nod. Transmisia de difuzare este utilizată în principal în rețelele mici, iar în rețelele mari este folosită pentru transmisia de la nod la nod.
În rețelele de difuzare, toate nodurile din rețea partajează un singur canal comunicatii. Mesajele trimise de un computer, numite pachete, sunt primite de toate celelalte mașini. Fiecare pachet conține adresa destinatarului mesajului. Dacă pachetul este adresat unui alt computer, acesta este ignorat. Astfel, după verificarea adresei, destinatarul procesează doar acele pachete care îi sunt destinate.
Rețelele cu transmisie de la nod la nod constau din mașini conectate în perechi. Într-o astfel de rețea, pentru a ajunge la destinație, un pachet trece printr-un număr de mașini intermediare. Cu toate acestea, există adesea căi alternative de la sursă la destinatar.
Se numește metoda de conectare a calculatoarelor într-o rețea topologie. Există trei topologii cele mai comune utilizate în rețelele LAN. Acestea sunt așa-numitele obosi, inelȘi in forma de stea structurilor.
În cazul unei structuri de magistrală (liniară), toate calculatoarele sunt conectate într-un lanț folosind un cablu coaxial comun. Dacă cel puțin una dintre secțiunile rețelei cu o structură de magistrală este deteriorată, întreaga rețea în întregime devine inoperabilă. Cert este că atunci există o întrerupere a singurului canal fizic necesar pentru mișcarea semnalului.
Structura inelului este utilizată în principal în rețelele Token Ring și diferă de structura magistralei prin faptul că toate computerele sunt conectate în perechi între ele, formând o buclă închisă. De asemenea, dacă unul dintre segmentele de rețea funcționează defectuos, întreaga rețea se prăbușește.
Într-o rețea stea, nodul central la care se conectează toți ceilalți este hub(Hub – „hub”). Funcția sa principală este de a asigura comunicarea între calculatoarele din rețea. Această structură de preferat, deoarece dacă una dintre stațiile de lucru sau cablul care o conectează la hub se defectează, toate celelalte rămân operaționale.
Când construiți rețele, celulare ( complet conectat) o topologie în care fiecare nod este conectat la toate celelalte legături individuale. Costurile creării de canale redundante sunt compensate de fiabilitatea ridicată - există aproape întotdeauna mai multe căi pentru transmiterea semnalelor de la emițător la destinatar, așa că, dacă unele canale sunt deconectate, semnalele pot fi transmise prin altele.
Se disting următoarele: metode de comutare date în rețelele informaționale: comutare circuit, comutare de pacheteȘi schimbarea mesajelor.
La comutarea circuitelor, se stabilește mai întâi întreaga cale de conectare - de la expeditor la destinatar. Această cale constă din mai multe secțiuni conectate prin comutatoare și/sau multiplexoare. Toate datele sunt transmise pe traseul stabilit. Odată ce transferul este finalizat, conexiunea este întreruptă. Exemplu – conversatie telefonica: Canalul este ocupat pe parcursul întregului apel, chiar dacă apelanții sunt tăcuți. Viteza de transmisie pe un astfel de canal este limitată la zona cu cea mai mică lățime de bandă.
Cu a doua metodă, mesajele sunt împărțite în pachete de lungime fixă, care pot fi livrate în rețea prin rute independente, asigurând o încărcare uniformă a rețelei. În acest caz, pachete de mesaje diferite pot fi transmise pe un canal. De exemplu, să dăm o analogie: în timpul orelor de vârf, un grup de studenți ajunge de la cămin la universitate folosind mijloace de transport diferite, fiecare în felul său.
Comutarea mesajelor este similară cu comutarea de pachete, dar la un nivel superior (nodurile de comutare a mesajelor pot fi conectate fie printr-o rețea cu comutare de circuite, fie printr-o rețea cu comutare de pachete). Principala diferență este că dimensiunea blocului de date este determinată nu de limitările tehnologice, ci de conținutul informațiilor din mesaj. Ar putea fi Document text, e-mail, dosar. Exemplu – un grup de turiști urmează un traseu, iar în fiecare punct se verifică componența grupului. Această schemă este utilizată pentru a transmite mesaje care nu necesită un răspuns imediat, cum ar fi mesajele de e-mail.
15.3 Model de rețea OSI/ISO
Funcționarea echipamentelor de rețea este imposibilă fără standarde interconectate. Armonizarea standardelor se realizează atât prin soluții tehnice consistente, cât și prin gruparea standardelor. Fiecare rețea specifică are propriul set de bază de protocoale - „limbajul” de transmisie a datelor. Protocol– reguli formalizate pentru interacțiunea mai multor calculatoare, care pot fi descrise ca un set de proceduri care determină succesiunea și formatul mesajelor schimbate între componentele rețelei situate la același nivel, dar în noduri diferite.
Organizația Internațională pentru Standardizare (ISO) a propus model arhitectură rețea de calculatoare OSI(Interconectare sistem deschis - comunicare rețele deschise). Acest model, la care majoritatea utilizatorilor încearcă să adere, împarte funcțiile de comunicare din rețea în șapte niveluri. Schimbul de date are loc prin mutarea lor pe computerul expeditorului de la nivelul superior în cel inferior, transportându-le apoi prin canalul de comunicație și convertindu-le înapoi pe computerul destinatarului de la nivelul inferior în cel superior.
Cel mai înalt nivel este strat de aplicație(Application Layer) este interfața dintre programe de aplicațieși procese model OSI.
Stratul de prezentare determină formatul pentru schimbul de date și servește pentru criptarea, compresia și conversia codului datelor.
Stratul de sesiune(Session Layer) îndeplinește funcțiile de coordonare a comunicațiilor între stațiile de lucru. Stratul asigură crearea unei sesiuni de comunicare, controlul transmiterii și recepționării pachetelor de mesaje și încheierea sesiunii.
Stratul de transport împarte sau asamblează mesajele în pachete atunci când mai multe pachete sunt în proces de transmitere sau recepție, precum și controlează ordinea în care trec componentele mesajului. In plus, la acest nivel, prin gateway-uri se negociaza straturile de retea ale diverselor retele incompatibile. Garanteaza livrarea pachetelor fara erori, in aceeasi ordine, fara pierderi si duplicare cu confirmare de primire.
Stratul de rețea oferă traducerea numelor de adrese logice în nume fizice. Pe baza condițiilor specifice de rețea și a priorității serviciului, se efectuează rutarea, adică alegerea rutei de transmisie pentru un pachet de date în rețea și controlul fluxului de date în rețea (buffering de date, controlul erorilor la stabilire). o conexiune).
Stratul Data Link definește regulile de utilizare a stratului fizic de către nodurile de rețea. Acest strat este împărțit în două substraturi: Media Access Control, asociat cu accesul și gestionarea rețelei, și Logical Link Control, asociat cu transmisia și recepția. mesajele utilizatorului. La nivelul Legăturii de date se asigură transmiterea datelor în cadre, care sunt blocuri de date care conțin informații suplimentare de control. Corectarea erorilor se realizează automat prin retrimiterea cadrului. În plus, la acest nivel este asigurată succesiunea corectă a cadrelor transmise și recepționate.
Cel mai mic - strat fizic(Physical Layer) definește caracteristicile fizice, mecanice și electrice ale liniilor de comunicație. La acest nivel, transformarea datelor provenite din strat de legătură, în semnale care sunt apoi transmise prin linii de comunicație. În rețelele locale această conversie se realizează folosind adaptoare de rețea, în rețelele globale modemurile sunt folosite în acest scop.
Fiecare nivel interacționează de fapt doar cu nivelurile învecinate (superior și inferior) și practic doar cu un nivel similar la sfârșitul liniei. Interacțiunea reală este transferul direct de informații în care datele rămân neschimbate. Interacțiunea virtuală este interacțiune indirectă și transfer de date, iar datele pot fi modificate în timpul procesului de transfer.
Legătura fizică are loc de fapt doar la cel mai de jos nivel. Conexiunile orizontale între toate celelalte niveluri sunt virtuale; în realitate, ele sunt realizate prin transferul și conversia informațiilor mai întâi în jos, secvenţial la nivelul cel mai de jos, unde are loc transferul real, iar apoi la celălalt capăt - transmisie inversă în sus, secvenţial la nivelul corespunzător. .
