Об'єднання розглянутих вище компонентів у мережу може здійснюватися у різний спосібта засобами. За складом своїх компонентів, способами їх з'єднання, сферою використання та іншими ознаками мережі можна розбити на класи таким чином, щоб належність описуваної мережі до того чи іншого класу досить повно могла характеризувати властивості та якісні параметри мережі.
Однак така класифікація мереж є досить умовною. Найбільшого поширення на сьогодні набуло поділ комп'ютерних мереж за ознакою територіального розміщення.
За цією ознакою мережі поділяються на три основні класи:
LAN – локальні мережі (Local Area Networks);
MAN – міські мережі (Metropolitan Area Networks).
WAN – глобальні мережі (Wide Area Networks);
Локальна мережа (ЛЗ)– це комунікаційна система, що підтримує в межах будівлі або деякої іншої обмеженої території один або кілька високошвидкісних каналів передачі цифрової інформації, що надаються підключеним пристроям для короткочасного використання. Території, що охоплюються ЛЗ, можуть суттєво відрізнятися.
Довжина ліній зв'язку для деяких мереж може бути не більше 1000 м, інші ж ЛЗ здатні обслужити ціле місто. Територіями, що обслуговуються, можуть бути як заводи, судна, літаки, так і установи, університети, коледжі. Як передавальне середовище, як правило, використовуються коаксіальні кабелі, хоча все більшого поширення набувають мережі на кручений парі та оптоволокні, а останнім часом також стрімко розвивається технологія бездротових локальних мереж, в яких використовується один із трьох видів випромінювань: широкосмугові радіосигнали, малопотужне випромінювання надвисоких частот (НВЧ випромінювання) та інфрачервоні промені.
Невеликі відстаніміж вузлами мережі, використовуване передавальне середовище і пов'язана з цим мала ймовірність появи помилок в даних, що передаються, дозволяють підтримувати високі швидкості обміну - від 1 Мбіт/с до 100 Мбіт/с (в даний час вже є промислові зразки ЛЗ зі швидкостями порядку 1 Гбіт/с ).
Міські мережі, як правило, охоплюють групу будівель та реалізуються на оптоволоконних або широкосмугових кабелях. За своїми характеристиками вони є проміжними між локальними та глобальними мережами. Останнім часом у зв'язку з прокладанням високошвидкісних та надійних оптоволоконних кабелів на міських та міжміських ділянках, а нові перспективні мережеві протоколи, наприклад, ATM (Asynchronous Transfer Mode – режим асинхронної передачі), які в перспективі можуть використовуватися як у локальних, так і глобальних мережах.
Глобальні мережі, На відміну від локальних, як правило, охоплюють значно більші території і навіть більшість регіонів земної кулі (прикладом може бути мережа Internet). В даний час в якості передаючого середовища в глобальних мережах використовуються аналогові або цифрові дротові канали, а також супутникові канализв'язку (зазвичай зв'язку між континентами). Обмеження швидкості передачі (до 28,8 Кбіт/с на аналогових каналах і до 64 Кбіт/с – на користувачах ділянках цифрових каналів) та відносно низька надійність аналогових каналів, що вимагає використання на нижніх рівнях протоколів засобів виявлення та виправлення помилок суттєво знижують швидкість обміну даними у глобальних мережах порівняно з локальними.
Існують інші класифікаційні ознаки комп'ютерних мереж.
За сферою функціонуваннямережі поділяються на:
Банківські мережі
Мережі наукових установ,
Університетські мережі;
За формою функціонуванняможна виділити:
Комерційні мережі;
Безкоштовні мережі,
Корпоративні мережі
Мережі загального користування;
За характером функцій, що реалізуютьсямережі поділяються на:
Обчислювальні, призначені на вирішення завдань управління з урахуванням обчислювальної обробки вихідної інформації;
Інформаційні, призначені для отримання довідкових даних на запит користувачів; змішані, у яких реалізуються обчислювальні та інформаційні функції.
За способом керуванняобчислювальні мережі поділяються на:
Мережі з децентралізованим керуванням;
Централізованим управлінням;
Змішаним керуванням.
У першому випадку кожна ЕОМ, що входить до складу мережі, включає повний набір програмних засобівдля координації виконуваних мережевих операцій. Мережі такого типу складні й досить дорогі, оскільки операційні системи окремих ЕОМ розробляються з орієнтацією колективний доступом до загальному полю пам'яті мережі.
У разі змішаних мереж під централізованим управлінням ведеться вирішення завдань, які мають найвищим пріоритетом і, зазвичай, що з обробкою великих обсягів інформації.
За сумісністю програмного забезпеченнябувають мережі:
Однорідні;
Гомогенні (що складаються з програмно-сумісних комп'ютерів)
Неоднорідні або гетерогенні (якщо комп'ютери, що входять до мережі, програмно несумісні).
Локальні мережі
Існують два підходи до побудови локальних мереж і, відповідно, два типи: мережі типу клієнт/сервер та однорангові мережі.
Мережі типу клієнт/сервер
У мережах типу клієнт/сервер використовується виділений комп'ютер (сервер), на якому зосереджені файли загального користування та надає сервіс друку для багатьох користувачів (рис. 1).
Мал. 1.Мережі типу клієнт/сервер
Сервер –комп'ютер, підключений до мережі та забезпечує її користувачів певними послугами.
Сервери можуть здійснювати зберігання даних, управління базами даних, віддалену обробку завдань, друк завдань та низку інших функцій, потреба в яких може виникнути у користувачів мережі. Сервер – джерело ресурсів мережі. Серверів може бути досить багато в мережі, і кожен з них може обслуговувати свою групу користувачів або управляти певними базами даних.
Робоча станція– персональний комп'ютер, підключений до мережі, через який користувач отримує доступ до її ресурсів.Робоча станція мережі функціонує як у мережному, і у локальному режимі. Вона оснащена власною операційною системою (MSDOS, Windows тощо), забезпечує користувача всіма необхідними інструментами для вирішення прикладних завдань. Робочі станції, що підключаються до сервера, називають клієнтами. Як клієнти можуть використовуватися як потужні комп'ютеридля ресурсомісткої обробки електронних таблиць, так і малопотужні PC для простої обробки текстів. На противагу цьому як сервери зазвичай встановлюють потужні комп'ютери. У зв'язку з необхідністю забезпечувати одночасну обробку запитів великої кількості клієнтів та гарний захистданих мережі від несанкціонованого доступу, сервер повинен працювати під керуванням спеціалізованої операційної системи.
Приклади: Novell Net Ware, Windows NT Server, IBM OS/2 Lan Server, Banyan Vines.
Однорангові мережі
В однорангових мережах виділені сервери не використовуються (рис. 2). Одночасно з обслуговуванням користувача комп'ютер у одноранговій мережі може брати на себе функції сервера, виконуючи завдання друку та відповідаючи на файлові запити з інших робочих станцій мережі. Звичайно, якщо комп'ютер не надає у спільне користування своє дисковий простірабо свій принтер, він є тільки клієнтом по відношенню до інших робочих станцій, що виконує функції сервера. Windows 95 має вбудовані можливості для побудови одноранговій мережі. Якщо виникне необхідність підключення до інших однорангових мереж, Windows 95 підтримує такі мережі:
Net Ware Lite
Artisoft LANtastic.
Мал. 2.Розташування комп'ютерів у однорангових мережах.
Топологія мережі
Під топологієюрозуміється опис властивостей мережі, властивих її гомоморфним перетворенням, тобто. таким змінам зовнішнього виглядумережі, відстаней між її елементами, їх взаємного розташування, у яких змінюється співвідношення цих елементів між собою.
Топологія комп'ютерної мережі багато чому визначається способом з'єднання комп'ютерів друг з одним. Топологія багато чому визначає багато важливих властивостей мережі, наприклад такі, як надійність (живучість), продуктивність та інших. Існують різні підходи до класифікації топологій мереж. Згідно з одним з них конфігурації локальних мереж діляться на два основні класи: широкомовніі послідовні.
У широкомовних конфігураціях кожен ПК (приймач-передавач фізичних сигналів) передає сигнали, які можна сприйняти інші ПК. До таких змін належать топології «загальна шина», «дерево», «зірка з пасивним центром». Мережа типу "зірка з пасивним центром" можна розглядати як різновид "дерева", що має корінь з відгалуженням до кожного підключеного пристрою.
У послідовних конфігураціях кожен фізичний рівень передає інформацію лише одному ПК. Прикладами послідовних конфігурацій є: довільна (довільне з'єднання комп'ютерів), ієрархічна, «кільце», «ланцюжок», «зірка з інтелектуальним центром», «сніжинка» та
інші.
Найбільш оптимальною з точки зору надійності (можливості функціонування мережі при виході ладу окремих вузлів чи каналів зв'язку) є повнозв'язкова мережа, тобто. мережу, в який кожен вузол мережі пов'язаний з усіма іншими вузлами, проте при великій кількості вузлів така мережа вимагає великої кількості каналів зв'язку і важко реалізується через технічні складності та високу вартість. Тому практично всі мережі є неповнозв'язними.
Хоча при заданій кількості вузлів у неповнозв'язній мережі може існувати велика кількість варіантів з'єднання вузлів мережі, на практиці зазвичай використовуються три найбільш поширені (базові) топології ЛОМ:
1. загальна шина;
2. кільце;
3. зірка.
Шинна топологія (рис. 3), коли всі вузли мережі підключаються до одного незамкнутого каналу, зазвичай називається шиною.
Рис.Топологія "Шина".
В даному випадку, одна з машин служить як системний обслуговуючий пристрій, що забезпечує централізований доступ до загальних файлів і баз даних, друкувальних пристроїв та інших обчислювальних ресурсів.
Мережі даного типунабули великої популярності завдяки низькій вартості, високій гнучкості та швидкості передачі даних, легкості розширення мережі (підключення нових абонентів до мережі не позначається на її основних характеристиках). До недоліків шинної топології слід віднести необхідність використання досить складних протоколів та вразливість щодо фізичних ушкоджень кабелю.
Кільцева топологія (рис. 4),коли всі вузли мережі підключаються до одного замкнутого кільцевого каналу .
Рис. 4.Топологія «Кільце».
Ця структура мережі характеризується тим, що інформація по кільцю може передаватися тільки в одному напрямку та всі підключені ПЕОМ можуть брати участь у її прийомі та передачі. При цьому абонент-одержувач повинен позначити отриману інформацію спеціальним маркером, інакше можуть з'явитися дані, що «заблукали», що заважають нормальній роботі мережі.
Як послідовна конфігурація кільце особливо уразливе щодо відмов: вихід із ладу будь-якого сегмента кабелю призводить до припинення обслуговування всіх користувачів. Розробники ЛОМ доклали чимало зусиль, щоб упоратися з цією проблемою. Захист від пошкоджень чи відмов забезпечується або замиканням кільця на зворотний (дублюючий) шлях, або перемиканням на запасне кільце. І в тому, і в іншому випадку зберігається загальна кільцева топологія.
Зіркоподібна топологія (рис. 5), коли всі вузли мережі підключаються до одного центрального вузла, що називається хостом ( host) або хабом ( hub).
Рис. 5.Топологія "Зірка".
Конфігурацію можна як подальший розвиток структури «дерево з коренем» з відгалуженням до кожного підключеного пристрою. У центрі мережі зазвичай розміщується комутуючий пристрій, що забезпечує життєздатність системи. ЛОМ подібної конфігурації знаходять найчастіше застосування автоматизованих установчих системах управління, використовують центральну базу даних. Зіркоподібні ЛОМ, як правило, менш надійні, ніж мережі із загальною шиною або ієрархічні, але ця проблема вирішується дублюванням апаратури центрального вузла. До недоліків можна також віднести значне споживання кабелю (іноді в кілька разів перевищує витрату в аналогічних можливостям ЛОМіз загальною шиною або ієрархічною).
Мережі можуть бути змішаною топології ( гібридні), коли окремі частини мережі мають різну топологію. Прикладом може бути локальна мережу FDDI, у якій основні (магістральні) вузли підключаються до кільцевого каналу, а до них ієрархічної топології підключаються інші вузли.
Об'єднання комп'ютерів та пристроїв у мережу може здійснюватися різними способами та засобами. За складом своїх компоненів, способів їх з'єднання, сфері використання та інших ознак мережі можна розбити на класи таким чином, щоб належність описуваної мережі до того чи іншого класу досить повно могла характеризувати властивості та якісні параметри мережі.
Однак така класифікація мереж є досить умовною. Найбільшого поширення на сьогодні набув поділ комп'ютерних мереж за ознакою територіального розміщення. За цією ознакою мережі поділяються на три основні класи:
LAN (Local Area Networks) – локальні мережі;
MAN (Metropolitan Area Networks) – регіональні (міські чи корпоративні) мережі;
WAN (Wide Area Networks) – глобальні мережі.
Локальна мережа (ЛЗ) – це комунікаційна система, що підтримує в межах будівлі або деякої іншої обмеженої території один або кілька високошвидкісних каналів передачі цифрової інформації, що надаються підключеним пристроям короткочасного монопольного використання. Території, що охоплюються ЛЗ, можуть суттєво відрізнятися.
Довжина ліній зв'язку для деяких мереж може бути не більше 1000 м, інші ж ЛЗ здатні обслужити ціле місто. Територіями, що обслуговуються, можуть бути як заводи, судна, літаки, так і установи, університети, коледжі. Як передавальне середовище, як правило, використовуються коаксіальні кабелі, хоча все більшого поширення набувають мережі на кручений парі та оптоволокні, а останнім часом також стрімко розвивається технологія бездротових локальних мереж, в яких використовується один із трьох видів випромінювань: широкосмугові радіосигнали, малопотужне випромінювання надвисоких частот (НВЧ випромінювання) та інфрачервоні промені.
Невеликі відстані між вузлами мережі, використовуване передавальне середовище і пов'язана з цим мала ймовірність появи помилок в даних, що передаються, дозволяють підтримувати високі швидкості обміну - від 1 Мбіт/с до 100 Мбіт/с (в даний час вже є промислові зразки ЛЗ зі швидкостями порядку 1 Гбіт /с).
Регіональні мережі зазвичай охоплюють групу будівель і реалізуються на оптоволоконних або широкосмугових кабелях. За своїми характеристиками вони є проміжними між локальними та глобальними мережами.
Глобальні мережі, на відміну локальних, зазвичай, охоплюють значно більші території і навіть більшість регіонів земної кулі (прикладом може бути мережа Internet). В даний час як середовище в глобальних мережах використовуються аналогові або цифрові провідні канали, а також супутникові канали зв'язку (зазвичай для зв'язку між континентами). Обмеження швидкості передачі та відносно низька надійність аналогових каналів, що вимагає використання на нижніх рівнях протоколів засобів виявлення та виправлення помилок, істотно знижують швидкість обміну даними в глобальних мережах в порівнянні з локальними.
Існують інші класифікаційні ознаки комп'ютерних мереж. Так наприклад:
– за сферою функціонування мережі можуть бути поділені на банківські наукові установи, університетські;
– за формою функціонування можна виділити комерційні та безкоштовні мережі, корпоративні та загального користування;
- За характером реалізованих функцій мережі поділяються на обчислювальні (призначені для вирішення завдань управління на основі обчислювальної обробки вихідної інформації); інформаційні (призначені для отримання довідкових даних на запит користувачів); змішані (у них реалізуються обчислювальні та інформаційні функції);
- За способом управління обчислювальні мережі діляться на мережі з децентралізованим, централізованим та змішаним управлінням. У першому випадку кожна ЕОМ, що входить до складу мережі, включає повний набір програмних засобів для координації виконуваних мережевих операцій. Мережі такого типу складні й досить дорогі, оскільки операційні системи окремих ЕОМ розробляються з орієнтацією колективний доступом до загальному полю пам'яті мережі. У разі змішаних мереж під централізованим управлінням ведеться вирішення завдань, які мають найвищим пріоритетом і, зазвичай, що з обробкою великих обсягів інформації.
Локальні мережі
Локальна мережа створюється, зазвичай, спільного використання ресурсів ЕОМ чи даних (зазвичай однієї організації). З технічної точки зору локальна мережа - сукупність комп'ютерів і каналів зв'язку, що об'єднують комп'ютери в структуру з певною конфігурацією, а також програмного забезпечення, що управляє роботою мережі. Спосіб з'єднання комп'ютерів локальну мережу називається топологією.
Топологія багато чому визначає багато важливих властивостей мережі, наприклад такі, як надійність (живучість), продуктивність та інших. Існують різні підходи до класифікації топологій мереж. За продуктивністю вони поділяються на два основні класи: широкомовні та послідовні.
У широкомовних конфігураціях кожен комп'ютер передає сигнали, які можна сприйняті іншими комп'ютерами. До таких змін належать топології «загальна шина», «дерево», «зірка з пасивним центром». Мережа типу "зірка з пасивним центром" можна розглядати як різновид "дерева", що має корінь з відгалуженням до кожного підключеного пристрою.
У послідовних конфігураціях кожен фізичний рівень передає інформацію лише одному ПК. Прикладами послідовних конфігурацій є: довільна (довільне з'єднання комп'ютерів), ієрархічна, «кільце», «ланцюжок», «зірка з інтелектуальним центром», «сніжинка» та інші.
Топологія «Шина»
Малюнок 10.2. Шинна топологія локальної мережі
При такому з'єднанні обмін може здійснюватися між будь-якими комп'ютерами мережі незалежно від інших. При пошкодженні зв'язку одного комп'ютера із загальною шиною цей комп'ютер відключається від мережі, але вся мережа працює. У цьому сенсі мережа досить стійка, але якщо ушкоджується шина, то вся мережа виходить з ладу.
Топологія «Кільце»
Малюнок 10.3. Кільцева топологія локальної мережі
При цьому з'єднанні дані передаються послідовно від комп'ютера до комп'ютера, але в порівнянні з простим послідовним з'єднанням дані можуть передаватися в двох напрямках, що підвищує стійкість до неполадок мережі. Один розрив не виводить мережу з ладу, але два розриви роблять мережу неробочою. Кільцева мережа досить широко застосовується, переважно через високу швидкість передачі. Кільцеві мережінайшвидкісніші.
Топологія «Зірка»
Малюнок 10.4. Зіркоподібна топологія локальної мережі
При з'єднанні зіркою мережа дуже стійка до пошкоджень. У разі пошкодження одного зі з'єднань від мережі вимикається лише один комп'ютер. Крім того, ця схема з'єднання дозволяє створювати складні розгалужені мережі. Пристрої, що дозволяють організовувати складні структури мереж, називаються концентраторами та комутаторами.
БІЛОРУСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
МІЖНАРОДНИЙ ІНСТИТУТ ДИСТАНЦІЙНОЇ ОСВІТИ
КОНТРОЛЬНА РОБОТА
ПО НАВЧАЛЬНІЙ ДИСЦИПЛІНІ: Комп'ютерні мережі
Види комп'ютерних мереж
Комп'ютерні мережі можна класифікувати за різними ознаками.
I. За принципами управління:
1. Однорангові - які мають виділеного сервера. В якій функції керування по черзі передаються від однієї робочої станції до іншої;
2. Багаторангові – це мережа, до складу якої входять один або кілька виділених серверів. Інші комп'ютери такої мережі (робочі станції) виступають у ролі клієнтів.
II. За способом з'єднання:
1. "Пряме з'єднання- два персональні комп'ютери з'єднуються відрізком кабелю. Це дозволяє одному комп'ютеру (провідному) отримати доступ до ресурсів іншого (відомого);
2. "Загальна шина- підключення комп'ютерів до одного кабелю;
3. "Зірка- з'єднання через центральний вузол;
4. "Кільце" - послідовне з'єднанняПК за двома напрямками.
III. За охопленням території:
1. Локальна мережа(Мережа, в якій комп'ютери розташовані на відстані до кілометра і зазвичай з'єднані за допомогою швидкісних ліній зв'язку.) – 0,1 – 1,0 км; Вузли ЛОМ знаходяться в межах однієї кімнати, поверху, будівлі.
2. Корпоративна мережа(В межах знаходяться в межах однієї організації, фірми, заводу). Кількість вузлів у КВС може досягати кількох сотень. При цьому до складу корпоративної мережі зазвичай входять не лише персональні комп'ютери, а й потужні ЕОМ, і навіть різне технологічне устаткування (роботи, складальні лінії тощо.).
Корпоративна мережа дозволяє полегшити керівництво підприємством та управління технологічним процесом, встановити чіткий контроль за інформаційними та виробничими ресурсами.
3. Глобальна мережа(Мережа, елементи якої віддалені один від одного на значну відстань) - до 1000 км.
Як лінії зв'язку в глобальних мережах використовуються як спеціально прокладені (наприклад, трансатлантичний оптоволоконний кабель), так і існуючі лінії зв'язку (наприклад, телефонні мережі). Кількість вузлів у ГВП може сягати десятків мільйонів. До складу глобальної мережі входять окремі локальні та корпоративні мережі.
4. Всесвітня мережа- Об'єднання світових мереж (Internet).
ТОПОЛОГІЯ КОМП'ЮТЕРНИХ МЕРЕЖ
Топологія мережі – геометрична форма та фізичне розташування комп'ютерів по відношенню один до одного. Топологія мережі дозволяє порівнювати та класифікувати різні мережі. Розрізняють три основні види топології:
1) Зірка;
2) Кільце;
ШИННА ТОПОЛОГІЯ
Ця топологія використовує один канал, що передає на базі коаксіального кабелю, Званий "шиною". Усе мережеві комп'ютериприєднуються безпосередньо до шини. На кінцях кабелю-шини встановлюються спеціальні заглушки – "термінатори" (terminator). Вони потрібні для того, щоб погасити сигнал після проходження по шині. До недоліків топології "Шина" слід зарахувати таке:
Дані, що подаються по кабелю, доступні всім підключеним комп'ютерам;
У разі пошкодження шини вся мережа перестає функціонувати.
ТОПОЛОГІЯ «КІЛЬЦЕ»
Для топології кільце характерна відсутність кінцевих точок з'єднання; мережа замкнута, утворюючи нерозривне кільце, яким передаються дані. Ця топологія має на увазі наступний механізм передачі: дані передаються послідовно від одного комп'ютера до іншого, доки досягнуть комп'ютера-одержувача. Недоліки топології "кільце" ті самі, те й у топології "шина":
Загальна доступність даних;
Нестійкість до ушкоджень кабельної системи.
ТОПОЛОГІЯ «ЗІРКА»
У мережі з топологією "зірка" всі комп'ютери з'єднані зі спеціальним пристроєм, який називається мережним концентратором або "хабом" (hub), який виконує функції розподілу даних. Прямі з'єднання двох комп'ютерів у мережі відсутні. Завдяки цьому є можливість вирішення проблеми загальнодоступності даних, а також підвищується стійкість до пошкоджень кабельної системи. Однак функціональність мережі залежить від стану мережного концентратора.
Методи доступу до несучої в комп'ютерних мережах
У різних мережахІснують різні процедури обміну даними між робочими станціями.
Міжнародний інститут інженерів з електротехніки та радіоелектроніки (Institute of Electrical and Electronics Engineers - IEEE) розробив стандарти (IEEE802.3, IEEE802.4 та IEEE802.5), які описують методи доступу до мережних каналів даних.
Найбільшого поширення набули конкретні реалізації методів доступу: Ethernet, ArcNet та Token Ring. Ці реалізації засновані відповідно на стандартах IEEE802.3, IEEE802.4 та IEEE802.5.
Метод доступу до Ethernet
Цей метод доступу, розроблений фірмою Xerox у 1975 році, користується найбільшою популярністю. Він забезпечує високу швидкістьпередачі даних та надійність.
Для даного методуДоступу використовується топологія "загальна шина". Тому повідомлення, яке надсилається однією робочою станцієюприймається одночасно всіма іншими станціями, підключеними до загальної шини. Але повідомлення призначене тільки для однієї станції (воно включає адресу станції призначення і адресу відправника). Та станція, якій призначено повідомлення, приймає його, інші ігнорують.
Метод доступу Ethernet є методом множинного доступу з прослуховуванням несучої та розв'язанням конфліктів, які називаються колізіями (CSMA/CD - Carter Sense Multiple Access with Collision Detection).
Перед початком передачі робоча станція визначає, вільний канал чи зайнятий. Якщо канал є вільним, станція починає передачу.
Ethernet не виключає можливості одночасної передачі повідомлень двома чи кількома станціями. Апаратура автоматично розпізнає такі конфлікти. Після виявлення конфлікту станції затримують передачу деякий час. Цей час невеликий і для кожної станції свій. Після затримки передача відновлюється.
Реально конфлікти призводять до зменшення швидкодії мережі лише у тому випадку, якщо працює кілька десятків чи сотень станцій.
Метод доступу ArcNet
Цей метод розроблено фірмою Datapoint Corp. Він також набув широкого поширення, в основному завдяки тому, що обладнання ArcNet дешевше, ніж обладнання Ethernet або Token-Ring.
ArcNet використовується в локальних мережахз топологією "зірка". Один із комп'ютерів створює спеціальний маркер (повідомлення спеціального виду), який послідовно передається від одного комп'ютера до іншого.
Якщо станція бажає надіслати повідомлення іншій станції, вона повинна дочекатися маркера і додати до нього повідомлення, доповнене адресами відправника та призначення. Коли пакет дійде до станції призначення, повідомлення буде "відчеплено" від маркера та передано станції.
Метод доступу Token-Ring
Метод доступу Token-Ring був розроблений фірмою IBM та розрахований на кільцеву топологію мережі.
Цей метод нагадує ArcNet, оскільки також використовує маркер, що передається від однієї станції до іншої. На відміну від ArcNet при методі доступу Token-Ring можна призначати різні пріоритети різним робочим станціям.
Середовища передачі, їх характеристики
Коаксіальний кабель
Коаксіальний кабель був першим типом кабелю, використаним для підключення комп'ютерів до мережі. Кабель цього типу складається з центрального мідного провідника, покритого пластиковим ізолюючим матеріалом, який, у свою чергу, оточений мідною сіткою та/або алюмінієвою фольгою. Цей зовнішній провідник забезпечує заземлення та захист центрального провідника від зовнішньої електромагнітної інтерференції. При прокладанні мереж використовуються два типи кабелю - "Товстий коаксіальний кабель" (Thicknet) та "Тонкий коаксіальний кабель" (Thinnet). Мережі з урахуванням коаксіального кабелю забезпечують передачу зі швидкістю до 10 Мбіт/с. Максимальна довжинасегмента лежить у діапазоні від 185 до 500 м залежно від типу кабелю.
"Кручена пара"
Кабель типу "кручена пара" (twisted pair), є одним з найбільш поширених типів кабелю в даний час. Він складається з кількох пар мідних дротів, покритих пластиковою оболонкою. Провіди, що становлять кожну пару, закручені навколо один одного, що забезпечує захист від взаємних наведень. Кабелі даного типу діляться на два класи - "екранована кручена пара" ("Shielded twisted pair") і "неекранована кручена пара" ("Unshielded twisted pair"). Відмінність цих класів полягає в тому, що екранована кручена пара є більш захищеною від зовнішньої електромагнітної інтерференції, завдяки наявності додаткового екрану з мідної сітки та/або алюмінієвої фольги, що оточує кабелі проводу. Мережі на основі "крученої пари" в залежності від категорії кабелю забезпечують передачу зі швидкістю від 10 Мбіт/с – 1 Гбіт/с. Довжина сегмента кабелю не може перевищувати 100 м (100 Мбіт/с) або 30 м (1 Гбіт/с).
Оптоволоконний кабель
Оптоволоконні кабелі є найбільш сучасною кабельною технологією, що забезпечує високу швидкість передачі даних на великі відстані, стійку до інтерференції та прослуховування. Оптоволоконний кабель складається з центрального скляного або пластикового провідника, оточеного шаром скляного або пластикового покриття та зовнішньою захисною оболонкою. Передача даних здійснюється за допомогою лазерного або світлодіодного передавача, що посилає односпрямовані світлові імпульси через центральний провідник. Сигнал на іншому кінці приймається фотодіодним приймачем, що здійснює перетворення світлових імпульсів електричні сигнали, які можуть оброблятися комп'ютером. Швидкість передачі для оптоволоконних мереж знаходиться в діапазоні від 100 Мбіт/с до 2 Гбіт/с. Обмеження довжиною сегмента становить 2 км.
Сучасні мережі можна класифікувати за різними ознаками:
За віддаленістю комп'ютерів:
Локальні LAN (Local Area Network) – мережа в межах підприємства, установи, однієї організації. Комп'ютери розташовані на відстані до кількох кілометрів і, як правило, з'єднані за допомогою швидкісних ліній зв'язку.
Регіональні MAN (Metropolitan Area Network) – об'єднують користувачів області, міста, невеликих країн. Як канали зв'язку використовуються телефонні лінії. Відстань між вузлами мережі становить від 10 до 1000 км.
Глобальні WAN (Wide Area Network) - включають інші глобальні мережі, локальні мережі, а також комп'ютери, що окремо підключаються до неї.
За призначенням та переліком послуг, що надаються:
- Загальне використання файлів та принтерів - за допомогою спеціальної ЕОМ (файл-сервер, принтер-сервер) організується доступ користувачів до файлів та принтерів.
Загальне використання баз даних - за допомогою спеціальної ЕОМ (сервер баз даних) організується доступ користувачів до бази даних.
Застосування технологій Інтернет електронна пошта, Всесвітня павутина, телеконференції, відеоконференції, передачі файлів через Інтернет.
За способом організації взаємодії:
- Однорангові мережі - всі комп'ютери однорангової мережі рівноправні, у своїй будь-який користувач мережі може отримати доступом до даних, які зберігаються будь-якому комп'ютері. Головна перевага однорангових мереж - це простота встановлення та експлуатації. Головний недолікполягає в тому, що в умовах однорангових мереж утруднено вирішення питань захисту інформації. Тому такий спосіб організації мережі використовується для мереж з невеликою кількістю комп'ютерів і там, де питання захисту не є принциповим.
- Мережі з виділеним сервером ( ієрархічні мережі) - при встановленні мережі заздалегідь виділяються один або кілька серверів- комп'ютерів, що управляють обміном даних по мережі та розподілом ресурсів. Будь-який комп'ютер, який має доступ до послуг сервера називають клієнтом мережіабо робочою станцією. Сам сервер може бути клієнтом лише сервера вищого рівня ієрархії. Ієрархічна модель мережі є найкращою, оскільки дозволяє створити найбільш стійку структуру мережі і більш раціонально розподілити ресурси. Також перевагою ієрархічної мережі є вищий рівень захисту даних.
До недоліків ієрархічної мережі, порівняно з одноранговими мережами, належать:
Необхідність додаткової ОС для сервера.
Вища складність установки та модернізації мережі.
Необхідність виділення окремого комп'ютераяк сервер
За технологією використання сервера:
Мережі з архітектурою файл-сервер – використовується файловий сервер, на якому зберігається більшість програм та даних. На вимогу користувача йому надсилаються необхідна програмата дані. Обробка інформації виконується на робочій станції.
Мережі з архітектурою клієнт-сервер – між додатком-клієнтом та додатком-сервером здійснюється обмін даними. Зберігання даних та їх обробка здійснюється на потужному сервері, який виконує також контроль за доступом до ресурсів та даних. Робоча станція отримує лише результати запиту.
За швидкістю передачі інформації комп'ютерні мережіділяться на низько-, середньо- та високошвидкісні:
Низькошвидкісні мережі – до 10 Мбіт/с;
Середньошвидкісні мережі - до 100 Мбіт/с;
Високошвидкісні мережі – понад 100 Мбіт/с.
За типом середовища передачі мережі поділяються на:
Провідні (на коаксіальному кабелі, на кручений парі, оптоволоконні);
Бездротові з передачею інформації по радіоканалах або інфрачервоному діапазоні.
За топологією (як з'єднані комп'ютери між собою):
Загальна шина;
Топологія мереж
Топологією мережі називається фізичну чи електричну конфігурацію кабельної системи та з'єднань мережі.
У топології мереж застосовують кілька спеціалізованих термінів:
Вузол мережі - комп'ютер або комутуючий пристрій мережі;
Гілка мережі - шлях, що з'єднує два суміжні вузли;
Кінцевий вузол - вузол, розташований наприкінці лише однієї гілки;
Проміжний вузол - вузол, розташований на кінцях більш ніж однієї гілки;
Суміжні вузли - вузли, з'єднані принаймні одним шляхом, що не містить жодних інших вузлів.
Будь-яку комп'ютерну мережу можна як сукупність вузлів. Конфігурація фізичних зв'язків визначається електричними з'єднаннями комп'ютерів між собою може відрізнятися від конфігурації логічних зв'язків між вузлами мережі. Логічні зв'язкиявляють собою маршрути передачі між вузлами мережі, утворюються шляхом відповідного налаштування устаткування.
Існує три основні типи фізичної топології локальних обчислювальних мереж:
Кільцева топологіяпередбачає з'єднання вузлів мережі замкнутої кривої, тобто. кабелем передавального середовища. У такій мережі до кожного вузла приєднано дві і лише дві гілки. Інформація по кільцю передається від вузла до вузла, зазвичай, одному напрямку. Кожен проміжний вузол між передавачем та приймачем ретранслює надіслане повідомлення.
Вузол, що приймає, розпізнає і отримує тільки адресовані йому повідомлення. У мережі з кільцевою топологією необхідно вживати спеціальних заходів, щоб у разі виходу з ладу або відключення будь-якої станції не перервався канал зв'язку між іншими станціями. Перевага даної топології - простота управління, недолік - можливість відмови всієї мережі при збої у каналі між двома вузлами.
Шинна топологіяодна з найпростіших, реалізується за допомогою кабелю, до якого підключаються усі комп'ютери. Всі сигнали, що передаються будь-яким комп'ютером у мережу, йдуть по шині в обох напрямках до всіх інших комп'ютерів.
Топологія зіркавикористовує окремий кабель для кожного комп'ютера, прокладений від центрального пристрою хабом (hub)або концентратором.Концентратор транслює сигнали, що надходять на кожен з його портів, на всі інші порти, в результаті чого сигнали, що посилаються одним вузлом, досягають інших комп'ютерів. У такій мережі є лише один проміжний вузол. Мережа на основі «зірки» більш стійка до пошкоджень в порівнянні з мережею на базі шинної архітектури, оскільки пошкодження кабелю зачіпає безпосередньо тільки той комп'ютер, до якого він з'єднаний, а не всю мережу.
Тоді як невеликі мережі, зазвичай, мають типову топологію - зірка, кільце чи загальна шина, великих мереж характерна наявність довільних зв'язків між комп'ютерами. У таких мережах можна виділити окремі довільні підмережі, що мають типову топологію, тому їх називають мережами зі змішаною топологією. Вибір тієї чи іншої топології визначається областю застосування мережі, географічним розташуванням її вузлів та розмірністю мережі загалом.
Модель взаємозв'язку відкритих систем.Основним завданням, яке вирішується під час створення комп'ютерних мереж, є забезпечення сумісності обладнання за електричними та механічними характеристиками та забезпечення сумісності інформаційного забезпечення (програм та даних) за системою кодування та форматом даних. Розв'язання цього завдання відноситься до галузі стандартизації. Одним із прикладів вирішення цього завдання є так звана модель взаємозв'язку відкритих систем OSI (Model of Open System Interconnections).
Відповідно до моделі OSI архітектуру комп'ютерних мереж слід розглядати різних рівнях (загальна кількість рівнів - до семи). Найвищий рівень – прикладний. На цьому рівні користувач взаємодіє з обчислювальною системою. Найнижчий рівень - фізичний. Він забезпечує обмін сигналами між пристроями. Обмін даними в системах зв'язку відбувається шляхом їх переміщення з верхнього рівня на нижній, потім транспортування та, нарешті, зворотним відтворенням на комп'ютері клієнта в результаті переміщення з нижнього рівня на верхній.
Розглянемо, як у моделі ОSI відбувається обмін даними між користувачами, що знаходяться на різних континентах.
1. На прикладному рівні за допомогою спеціальних програм користувач створює документ (повідомлення, малюнок тощо).
2. На рівні представлення операційна система його комп'ютера фіксує, де знаходяться створені дані (в оперативній пам'яті, у файлі на жорсткому диску тощо), та забезпечує взаємодію з наступним рівнем.
3. На сеансовому рівні комп'ютер користувача взаємодіє з локальною або глобальною мережею. Протоколи цього рівня перевіряють права користувача на «вихід в ефір» та передають документ до протоколів транспортного рівня.
4. На транспортному рівні документ перетворюється на ту форму, у якій належить передавати дані у мережі. Наприклад, він може нарізатись на невеликі пакети стандартного розміру.
5. Мережевий рівень визначає маршрут руху даних у мережі. Так, наприклад, якщо на транспортному рівні дані були «нарізані» на пакети, то на мережному рівні кожен пакет повинен отримати адресу, за якою він повинен бути доставлений незалежно від інших пакетів.
6. Рівень з'єднання (Канальний рівень) необхідний для того, щоб промодулювати сигнали, що циркулюють на фізичному рівні, відповідно до даних, отриманих з мережного рівня. Наприклад, у комп'ютері ці функції виконує мережева картачи модем.
Реальна передача даних відбувається фізично. Тут немає ані документів, ані пакетів, ані навіть байтів — лише біти, тобто елементарні одиниці представлення даних. Відновлення документа їх відбудеться поступово, під час переходу з нижнього на верхній рівень на комп'ютер клієнта.
Кошти фізичного рівня лежать поза комп'ютера. У локальних мережах це обладнання самої мережі. При віддаленому зв'язку з використанням телефонних модемів, це лінії телефонного зв'язку, Комутаційне обладнання телефонних станцій тощо.
На комп'ютері одержувача інформації відбувається процес перетворення даних від бітових сигналів до документа.
Різні рівні протоколів сервера та клієнта не взаємодіють один з одним безпосередньо, але вони взаємодіють через фізичний рівень. Поступово переходячи з верхнього рівня на нижній дані безперервно перетворюються, «обростають» додатковими даними, які аналізуються протоколами відповідних рівнів на суміжній стороні. Це створює ефект віртуальноговзаємодії рівнів між собою.
Щоб різні комп'ютери мережі могли встановити зв'язок один з одним, вони повинні “розмовляти” однією мовою, тобто використовувати той самий протокол. Протокол - це “мова”, що використовується обмінюватись даними під час роботи у мережі.
Існує безліч протоколів, кожен із них виконує різні завдання. На різних рівнях моделі OSI використовують різні протоколи.
Ethernet- це протокол рівня з'єднання, який використовується більшістю сучасних локальних мереж. Протокол Ethernet забезпечує уніфікований інтерфейс до мережного середовища передачі, що дозволяє операційній системівикористовувати для прийому та передачі даних кілька протоколів мережного рівня одночасно. Token Ring- це альтернатива «класичному» протоколу Ethernet на рівні з'єднання.
Для передачі інформації по мережевим каналам зв'язку необхідно встановити протокол обміну повідомленнями (пакетами). Існує кілька таких протоколів. Найбільш широко використовуються такі: NetBEUI , IPX/SPX , TCP/IP . Протоколи NETBEUIі IPX/SPX- Використовується в локальних мережах. Протоколи TCP/IPє базовими протоколами глобальної Інтернету.
мережеве обладнання
Основними компонентами мережі є робочі станції, сервери, передаючі середовища (кабелі) та мережеве обладнання.
Робочими станціяминазиваються комп'ютери мережі, у яких користувачами мережі реалізуються прикладні завдання.
Сервери мережі- це апаратно-програмні системи, що виконують функції керування розподілом мережевих ресурсів загального доступу. Сервером може бути будь-який підключений до мережі комп'ютер, на якому знаходяться ресурси, що використовуються іншими пристроями мережі. Як апаратна частина сервера використовується досить потужні комп'ютери.
Виділяють такі види мережевого обладнання:
Мережеві кабелі (коаксіальні, Що складаються з двох ізольованих між собою концентричних провідників, з яких зовнішній має вигляд трубки; кабелі на кручених парах, утворені двома переплетеними один з одним проводами; оптоволоконніта ін.).
Мережеві карти (Мережеві інтерфейсні адаптери)- це контролери, що підключаються до материнської платикомп'ютера, призначені для передачі сигналів у мережу та прийому сигналів з мережі. До роз'ємів адаптерів підключається кабель мережі.
Концентратори (Hub) - це центральні пристроїкабельної системи або мережі фізичної топології "зірка", яка при отриманні пакета на один зі своїх портів пересилає його на всі інші. Хаб із набором різнотипних портів дозволяє об'єднувати сегменти мереж із різними кабельними системами. До порту хаба можна підключати як окремий вузол мережі, і інший хаб чи сегмент кабелю.
Для з'єднання локальних мереж один з одним використовуються такі пристрої:
Мости (Bridge)- пристрої мережі, які з'єднують два окремі сегменти, обмежені своєю фізичною довжиною. Мости також посилюють та конвертують сигнали для кабелю іншого типу. Це дозволяє розширити максимальний розмірмережі.
Мости передають дані між мережами в пакетному вигляді, не роблячи в них жодних змін. Нижче на малюнку показано три локальні мережі, з'єднані двома мостами. Крім цього, мости можуть фільтрувати пакети, охороняючи всю мережу від локальних потоків даних і пропускаючи назовні лише дані, призначені інших сегментів мережі.
Шлюзи (Gateway) - програмно-апаратні комплекси, що з'єднують різноманітні мережіабо мережеві пристрої. Шлюзи дозволяє вирішувати проблеми розходження протоколів чи систем адресації. Шлюз, на відміну від моста, застосовується у випадках, коли мережі, що з'єднуються, мають різні мережеві протоколи. Повідомлення, що надійшло в шлюз від однієї мережі, перетворюється на інше повідомлення, відповідне вимогам наступної мережі.
Маршрутизатори (Router) - стандартні пристроїмережі, що працюють на мережному рівні і дозволяє переадресовувати та маршрутизувати пакети з однієї мережі до іншої. Він дозволяє, наприклад, розщеплювати великі повідомлення більш дрібні порції, забезпечуючи цим взаємодія локальних мереж із різним розміром пакета. Маршрутизатор може пересилати пакети на конкретну адресу (мости можуть лише відфільтровують непотрібні пакети), вибирати найкращий шлях для проходження пакета.
Міжмережеві екрани (firewall,брандмауери ) - це програмний та/або апаратний бар'єр між двома мережами, що дозволяє встановлювати тільки авторизовані міжмережові з'єднання, що реалізує контроль за інформацією, що надходить у локальну мережу і що виходить з неї, і забезпечують захист локальної мережі за допомогою фільтрації інформації.
Більшість міжмережевих екранів побудовано на класичних моделях розмежування доступу, згідно з якими суб'єкту (користувачу, програмі, процесу або мережному пакету) дозволяється або забороняється доступ до будь-якого об'єкта (файлу або вузла мережі) при пред'явленні деякого унікального, властивого тільки цьому суб'єкту елемента. Найчастіше цим елементом є пароль. Для мережного пакета таким елементом є адреси чи прапори, які у заголовку пакета, і навіть деякі інші параметри.
Комунікаційна мережа– система вузлів та з'єднань між ними. У вузлах здійснюються функції створення, перетворення, зберігання та споживання продукту комунікацій. З'єднання (канали передачі, лінії зв'язку) служать передачі між вузлами. Залежно від виду продукту розрізняють речові, енергетичні, інформаційні мережі. Приклади речових мереж: автотранспортне та залізничне сполучення; водо- та газопостачання.
Інформаційна мережа- Комунікаційна мережа, в якій продуктом комунікацій є інформація. Приклади: телефонні мережі, телебачення, радіомовлення.
Обчислювальна, або комп'ютерна мережа- Інформаційна мережа, вузлами якої є комп'ютери та інше обчислювальне обладнання. Крім спеціального мережевого обладнання, необхідно також мережеве програмне забезпечення. Завдяки взаємодії комп'ютерів у мережі стає доступним ряд нових можливостей.
Перше – спільне використанняапаратних та програмних ресурсів. Так, при загальному доступідо дорогого периферійного пристрою (принтера, плотера, сканера, факсу та ін.) знижуються витрати на кожного окремого користувача. Аналогічно використовують мережні версії прикладного програмного забезпечення.
Друге - спільний доступресурсів даних. При централізованому зберіганні інформації значно спрощуються процеси забезпечення її цілісності, і навіть резервного копіюваннящо забезпечує високу надійність. Наявність альтернативних копій на двох машинах одночасно дозволяє продовжувати роботу за недоступності однієї з них.
Третє – прискорення передачі і забезпечення нових форм взаємодії користувачів у одному колективі під час роботи над загальним проектом.
Четверте – використання загальних коштівзв'язки між різними прикладними системами (комунікаційні послуги, передача даних, відео, мовлення тощо).
Однією з важливих класифікаційних ознак мереж є їх розмір. Розміри мережі впливають на вибір використовуваного обладнання та технологій передачі.
Локальна обчислювальна мережа(ЛВС, або LAN - Local Area Network) об'єднує близькорозташовані комп'ютери в межах обмеженої території, приміщення, будівлі. Відмінні особливостіЛОМ – мінімальний часзатримки та низький рівень помилок. ЛОМ можуть бути елементами більш великомасштабних утворень: кампусна, або корпоративна мережа(CAN – Campus Area Network), що поєднує локальні мережі близько розташованих будівель; муніципальна мережа, чи мережа міського масштабу (MAN – Metropolitan Area Network); регіональна або широкомасштабна мережа (WAN – Wide Area Network), що охоплює значну територію; глобальна обчислювальна мережа(ГВС, або GAN – Global Area Network), що має розміри країни та континенту.
За способом керування мережі діляться на одноранговіі з виділеним сервером(Централізованим управлінням). У однорангових мережах всі вузли рівноправні – кожен вузол може у ролі клієнта, і сервера. Під клієнтомрозуміється програмно-апаратний об'єкт, який запитує деякі послуги. А під сервером– комбінація апаратних та програмних засобів, що ці послуги надає. Комп'ютер, підключений до локальної мережі, залежно від завдань, вирішуваних у ньому, називають робочої станцією (workstation) чи сервером (server).
Однорангові ЛОМ досить прості в обслуговуванні, проте не можуть забезпечити належного захисту інформації при великому розмірі мережі. Витрати на організацію однорангових обчислювальних мереж щодо невеликі. Однак зі збільшенням числа робочих станцій ефективність використання мережі різко зменшується. Тому однорангові ЛОМ використовуються лише для невеликих робочих груп – не більше 20 комп'ютерів.
Виділений сервер реалізує функції управління мережею (адміністрування) відповідно до заданих політик – сукупностей правил поділу та обмеження прав учасників мережі. ЛОМ з виділеним сервером мають хороші засобизабезпечення безпеки даних, здатні підтримувати тисячі користувачів, проте потребують постійного кваліфікованого обслуговування системним адміністратором.
Залежно від технології передачі даних, що використовується, розрізняють широкомовнімережі та мережі з передачею від вузла до вузла. Широкомовна передача застосовується переважно у невеликих мережах, а великих – передача від вузла до вузлу.
У широкомовних мережах усіма вузлами мережі спільно використовується єдиний каналзв'язку. Надіслані одним комп'ютером повідомлення, звані пакетами, приймаються рештою машин. У кожному пакеті є адреса одержувача повідомлення. Якщо пакет адресований іншому комп'ютеру, він ігнорується. Таким чином, після перевірки адреси одержувач обробляє ті пакети, які йому призначені.
Мережі з передачею від вузла до вузла складаються з попарно з'єднаних машин. У такій мережі, щоб потрапити до пункту призначення, пакет проходить через низку проміжних машин. При цьому часто існують альтернативні шляхи джерела до одержувача.
Спосіб об'єднання комп'ютерів між собою в мережі називають топологією. Розрізняють три найбільш поширені топології, які використовують у ЛОМ. Це так звані шинна, кільцеваі зіркоподібнаструктури.
У разі реалізації шинної (лінійної) структури, всі комп'ютери зв'язуються в ланцюжок за допомогою одного загального коаксіального кабелю. Якщо ж хоча б одна з ділянок мережі з шинною структурою виявляється порушеною, вся мережа в цілому стає непрацездатною. Справа в тому, що відбувається розрив єдиного фізичного каналу, необхідного для руху сигналу.
Кільцева структура використовується переважно в мережах Token Ring і відрізняється від шинної тим, що всі комп'ютери попарно з'єднуються один з одним, утворюючи замкнутий контур. Також у разі несправності одного із сегментів мережі вся мережа виходить з ладу.
У мережі із зіркоподібною структурою центральним вузлом, до якого підключаються всі інші, є концентратор(Hub - "хаб"). Його основна функція – забезпечення зв'язку між комп'ютерами, що входять до мережі. Ця структуракраще, оскільки у разі виходу з ладу однієї з робочих станцій або кабелю, що зв'язує її з концентратором, всі інші зберігають працездатність.
При побудові мереж знаходить застосування комірчаста ( повнозв'язкова) топологія, коли кожен вузол з'єднується з усіма іншими окремими каналами. Витрати створення надлишкових каналів компенсуються високої надійністю – практично завжди є кілька шляхів проходження сигналів від відправника до одержувачу, тому за відключення одних каналів сигнали можуть передаватися іншим.
Розрізняють такі способи комутаціїданих в інформаційних мережах: комутацію каналів, комутацію пакетіві комутацію повідомлень.
При комутації каналів спочатку встановлюється весь шлях з'єднання від відправника до одержувача. Цей шлях складається з кількох ділянок, з'єднаних комутаторами та (або) мультиплексорами. Усі дані передаються за встановленим маршрутом. Після завершення передачі з'єднання розривається. Приклад – телефонна розмова: канал весь час розмови, навіть якщо абоненти мовчать. Швидкість передачі таким каналом обмежена ділянкою з найменшою пропускною здатністю.
При другому методі повідомлення розбиваються на пакети фіксованої довжини, які можуть доставлятися незалежними маршрутами по мережі, забезпечуючи рівномірне завантаження мережі. При цьому по одному каналу можуть надсилатися пакети різних повідомлень. Як приклад наведемо аналогію: за годину «пік» група студентів добирається з гуртожитку до університету різним транспортом, кожен по-своєму.
Комутація повідомлень нагадує комутацію пакетів, але більш високому рівні (при цьому вузли комутації повідомлень можуть з'єднуватися як мережею з комутацією каналів, і мережею з комутацією пакетів). Основна відмінність у тому, що розмір блоку даних визначається не технологічними обмеженнями, а змістом у повідомленні. Це може бути текстовий документ, електронного листа, файл. Приклад – група туристів слідує за маршрутом, у кожному пункті перевіряється склад групи. За такою схемою надсилаються повідомлення, які не вимагають негайної відповіді, наприклад, повідомлення електронної пошти.
15.3 Мережева модель OSI/ISO
Функціонування мережного обладнання неможливе без взаємопов'язаних стандартів. Узгодження стандартів досягається за рахунок несуперечливих технічних рішень, і за рахунок групування стандартів. p align="justify"> Кожній конкретної мережі властива своя базова сукупність протоколів - "мови" передачі даних. Протокол- Формалізовані правила взаємодії декількох комп'ютерів, які можуть бути описані у вигляді набору процедур, що визначають послідовність та формат повідомлень, якими обмінюються мережеві компоненти, що лежать на одному рівні, але у різних вузлах.
Міжнародною організацією зі стандартизації ISO (International Standards Organization) було запропоновано Модельархітектури обчислювальної мережі OSI(Open System Interconnection – зв'язок відкритих мереж). Ця модель, якої намагаються дотримуватися більшість користувачів, поділяє комунікаційні функції в мережі сім рівнів. Обмін даними відбувається шляхом їх переміщення на комп'ютері відправника з верхнього рівня на нижній, потім транспортування каналом зв'язку і зворотним перетворенням на комп'ютері одержувача з нижнього рівня на верхній.
Найвищий рівень – рівень додатків(Application Layer – прикладний) є інтерфейсом між прикладними програмамита процесами моделі OSI.
Рівень подання (Presentation Layer) визначає формат для обміну даними, служить для шифрування, стиснення та кодового перетворення даних.
Сеансовий рівень(Session Layer) виконує функції координації зв'язку між робочими станціями. Рівень забезпечує створення сеансу зв'язку, керування передачею та прийомом пакетів повідомлень та завершення сеансу.
Транспортний рівень (Transport Layer) здійснює поділ чи складання повідомлень на пакети у разі, коли у процесі передачі чи прийому перебуває більше пакета, і навіть контроль черговості проходження компонент повідомлення. З іншого боку, цьому рівні через шлюзи виконується узгодження мережевих рівнів різних несумісних мереж. Гарантує доставку пакетів без помилок, у тій самій послідовності, без втрат та дублювання з підтвердженням прийому.
Мережевий рівень (Network Layer) забезпечує переведення логічних імен адрес у фізичні. На підставі конкретних мережевих умов, пріоритету послуги здійснюється маршрутизація, тобто вибір маршруту передачі пакета даних у мережі та управління потоком даних у мережі (буферизація даних, контроль помилок при встановленні з'єднання).
Канальний рівень (Data Link) визначає правила використання фізичного рівня вузлами мережі. Цей рівень поділяється на два підрівні: Контроль доступу до середовища (Media Access Control), пов'язаний з доступом до мережі та її керуванням, та Логічний контроль зв'язку (Logical Link Control), пов'язаний з передачею та прийомом повідомлень користувача. Саме на рівні Data Link забезпечується передача даних кадрами, які є блоками даних, що містять додаткову керуючу інформацію. Виправлення помилок здійснюється автоматично шляхом повторного надсилання кадру. Крім того, на цьому рівні забезпечується і правильна послідовність кадрів, що передаються і приймаються.
Найнижчий - фізичний рівень(Physical Layer) визначає фізичні, механічні та електричні характеристики ліній зв'язку. На цьому рівні виконується перетворення даних, що надходять від канального рівня, сигнали, які потім передаються по лініях зв'язку. У локальних мережах це перетворення здійснюється за допомогою мережевих адаптерів, у глобальних мережах з цією метою використовуються модеми.
Кожен рівень реально взаємодіє лише з сусідніми рівнями (верхнім та нижнім), віртуально – лише з аналогічним рівнем на кінці лінії. Реальна взаємодія – безпосередня передача інформації, коли дані залишаються незмінними. Віртуальна взаємодія – опосередкована взаємодія та передача даних, причому дані у процесі передачі можуть видозмінюватися.
Фізичний зв'язокреально має місце лише на нижньому рівні. Горизонтальні зв'язки між усіма іншими рівнями є віртуальними, реально вони здійснюються передачею і перетворенням інформації спочатку вниз, послідовно до нижнього рівня, де відбувається реальна передача, та був іншому кінці – зворотна передача вгору послідовно до рівня.
