Файл: Курсовой проект Профессиональный модуль пм 02 Разработка и администрирование баз данных.doc

Методы доступа служат для предотвращения одновременного доступа к кабелю нескольких компьютеров, упорядочивая передачу и прием данных по сети и гарантируя, что в каждый момент времени только один компьютер может передавать данные.

При множественном доступе с контролем несущей и обнаружением коллизий (Carrier-Sense Multiple Access with Collision Detection, CSMA/CD) все компьютеры в сети - и клиенты, и серверы - «прослушивают» кабель, стремясь обнаружить передаваемые данные (т. е. трафик).

Компьютер «понимает», что кабель свободен (трафик отсутствует). (Проверка линии - несущая отсутствует. Можно передавать). Компьютер может начать передачу данных. (Передача). Пока кабель не освободится (в течение всей передачи данных), ни один из сетевых компьютеров не может вести передачу. (Проверка линии - несущая зафиксирована. Передавать нельзя. Ожидание).

Итак, если два (или более) компьютера попытаются передавать данные одновременно, это приведет к коллизии. Тогда эти компьютеры приостанавливают передачу на случайный интервал времени, а затем вновь стараются «наладить» связь.

Название этого метода доступа раскрывает его суть. Компьютеры как бы «прослушивают» кабель, отсюда - контроль несущей. Чаще всего сразу несколько компьютеров в сети «хотят» передать данные, отсюда - множественный доступ. Передавая данные, компьютеры «прослушивают» кабель, чтобы, обнаружив коллизии, некоторое время переждать, а затем возобновить передачу, отсюда - обнаружение коллизий.

В то же время способность обнаруживать коллизии ограничивает область действия самого CSMA/CD. При длине кабеля свыше 2500 м сигнал ослабевает, и механизм обнаружения коллизий становится неэффективен. Иными словами, если расстояние до передающего компьютера превышает это ограничение, некоторые компьютеры могут не «услышать» сигнал и начнут передачу данных, что приведет к коллизии и разрушению пакетов данных.

CSMA/CD известен как состязательный метод, поскольку сетевые компьютеры «состязаются» (конкурируют) между собой за право передавать данные. Он кажется очень громоздким, но современные реализации CSMA/CD настолько быстры, что пользователи даже не замечают, что их сеть работает по состязательному методу доступа.

Чем больше компьютеров в сети, тем интенсивнее сетевой трафик. При интенсивном трафике число коллизий возрастает, а это приводит к замедлению сети (уменьшению ее пропускной способности). Поэтому в некоторых ситуациях метод CSMA/CD может оказаться недостаточно быстрым.

---

В зависимости от типа физической среды стандарт IEEE 802.3 имеет различные модификации - 10Base-5, 10Base-2, 10Base-T, 10Base-F. В Компании применен стандарт 10Base-2.

Стандарт 10Base-2

Особенностями данного стандарта являются использование топологии «шина» и тонкого коаксиального кабеля.

Топология В шинной топологии используется один кабель, именуемый магистралью или сегментом, к которому подключены все компьютеры сети.

Данные в виде электрических сигналов передаются всем компьютерам сети; однако, информацию принимает только тот компьютер, чей адрес соответствует адресу получателя, зашифрованному в этих сигналах. Остальные компьютеры отбрасывают сообщение.

В каждый момент времени отправлять сообщение может только один компьютер, поэтому число подключенных к сети машин значительно влияет на ее быстродействие. Перед передачей данных компьютер должен ожидать освобождения шины.

Шина – пассивная топология. Это значит, что компьютеры только “слушают” передаваемые по сети данные, но не перемещают их от отправителя к получателю.

Важным фактором в шинной топологии является оконечная нагрузка. Электрический сигнал от передающего компьютера свободно распространяется по всей длине кабеля. Без оконечной нагрузки сигнал достигает конца кабеля, отражается и идет в обратном направлении. Такое эхоотражение и путешествие сигнала туда и обратно по кабелю называется зацикливанием (ringing). Для предотвращения подобного явления к обоим концам кабельного сегмента подключается оконечная нагрузка (терминаторы). Терминаторы поглощают электрический сигнал и предотвращают его отражение. В сетях с шинной топологией кабели нельзя оставлять без оконечной нагрузки.

Топология сегмента сети стандарта 10Base-2 показана на Рисунке 2.



Рисунок 2 — Сеть стандарта 10Base-2
Для удобства все достоинства и недостатки данного вида топологии представлены в Таблице 2.

Таблица 2. – Достоинства и недостатки шинной топологии

Достоинства	Недостатки
Надежно работает в небольших сетях, проста в использовании и понятна	Интенсивный сетевой трафик значительно снижает производительность такой сети. Поскольку любой компьютер может передать данные в произвольный момент времени, и в большинстве сетей они не координируют друг с другом моменты передачи, в сети с шинной топологией с большим числом компьютеров станции часто прерывают друг друга, и немалая часть полосы пропускания (мощность передачи информации) теряется понапрасну. При добавлении компьютеров к сети проблема еще больше усугубляется.
Шина требует меньше кабеля для соединения компьютеров и потому дешевле, чем другие схемы кабельных соединений	Каждый цилиндрический соединитель ослабляет и искажает электрический сигнал; большое их число будет препятствовать корректной передаче информации по шине
Шинную топологию легко расширить. Два кабельных сегмента можно состыковать в один длинный кабель с помощью цилиндрического соединителя BNC (баррел-коннектор). Это позволяет подключить к сети дополнительные компьютеры.	Сеть с шинной топологией трудно диагностировать. Разрыв кабеля или неправильное функционирование одного из компьютеров может привести к тому, что другие узлы не смогут взаимодействовать друг с другом. В результате вся сеть становится неработоспособной.

---

Из таблицы видно, что данная топология является наиболее простой и понятной, но при этом имеет ряд существенных недостатков, ограничивающих производительность и надежность работы сети.

Кабель Коаксиальный кабель имеет два проводника с общей центральной осью. В центре такого кабеля проходит сплошной медный проводник или многожильный провод. Он заключен в пластиковый вспененный изолированный слой. Такой же изолирующий слой покрывает второй проводник - цилиндрическую оплетку, металлическую фольгу или то и другое. Оплетка предохраняет провод от электромагнитных помех. Ее часто называют экраном. Внешний слой такого кабеля образует жесткая пластмассовая оболочка, обеспечивающая защиту и изоляцию.

Для реализации данного стандарта используется тонкий (thinnet) коаксиальный кабель - гибкий кабель диаметром около 0,5 см (0,25 дюйма). Он прост в применении и подходит практически для любого типа сети. Подключается непосредственно к плате сетевого адаптера компьютера. Способен передавать сигнал на расстояние до 185 м без его заметного искажения, вызванного затуханием.

Характеристики коаксиальных кабелей:

• 
  Стоимость - умеренная.
  
• 
  Инсталляция - достаточно простая.
  
• 
  Полоса пропускания - типичная - 10 Мбит/с.
  
• 
  Количество узлов (компьютеров) в сегменте - 30 - 100.
  
• 
  Затухание электромагнитных сигналов - низкое (допустимое расстояние несколько километров).
  
• 
  Электромагнитные помехи (EMI) - подвержен электромагнитным помехам и перехвату сигнала.
  

Оборудование для подключения коаксиального кабеля:

• 
  BNC-коннектор либо припаивается, либо обжимается на конце кабеля.
  

• 
  BNC T-коннектор соединяет сетевой кабель с сетевой платой компьютера.
  

• 
  BNC баррел-коннектор применяется для сращивания двух отрезков тонкого коаксиального кабеля.
  

• 
  BNC-терминатор устанавливается для поглощения блуждающих сигналов в сети с топологией «шина».
  

• 
  Репитер объединяет два смежных сегмента сети
  

П
римером использования вышеперечисленного оборудования является сеть, представленная на Рисунке 3.

Рисунок 3 — Схема сети на "тонком" коаксиальном кабеле

В нашем случае для соединения рабочих станций используется тонкий коаксиальный кабель RG58 С/U. Ныне существующая схема разводки кабеля представлена на Рисунке 4.

---

1.3.2 Плата сетевого адаптера

Платы сетевого адаптера выступают в качестве физического интерфейса, или соединения, между компьютером и сетевым кабелем. Платы вставляются в слоты расширения всех сетевых компьютеров и серверов.

Чтобы обеспечить физическое соединение между компьютером и сетью, к соответствующему разъему, или порту, платы (после ее установки) подключается сетевой кабель.

Назначение платы сетевого адаптера:

• 
  подготовка данных, поступающих от компьютера, к передаче по сетевому кабелю;
  

передача данных другому компьютеру;

• 
  управление потоком данных между компьютером и кабельной системой.
  

Плата сетевого адаптера, кроме того, принимает данные из кабеля и переводит их в форму, понятную центральному процессору компьютера.

Она состоит из аппаратной части и встроенных программ, записанных в ПЗУ. Эти программы реализуют функции подуровней Управления логической связью и Управления доступом к среде Канального уровня модели OSI.

1.3.2.1 Подготовка данных

Перед тем как послать данные в сеть, плата сетевого адаптера должна перевести их из формы, понятной компьютеру, в форму, в которой они могут передаваться по сетевому кабелю.

Внутри компьютера данные передаются по шинам. Как правило, это несколько проводников, расположенных близко друг к другу. Так как линий несколько, то и биты данных могут передаваться по ним группами, а не последовательно.

Шины, которые использовались в первых персональных компьютерах IBM, были известны как 8-разрядные шины: они могли передавать группы по 8 битов данных. IBM PC/AT® имеет 16-разрядную шину, это означает, что она способна передавать сразу 16 битов. Многие современные компьютеры оснащены уже 32-разрядной шиной. Часто говорят, что данные по шине компьютера передаются параллельно (parallel), так как 16 битов или 32 бита движутся параллельно друг другу.

В сетевом кабеле данные должны перемещаться в виде потока битов. При этом говорят, что происходит последовательная передача, потому что биты следуют друг за другом. Иными словами, кабель — это дорога с одной полосой. По таким “дорогам” данные в каждый момент времени движутся в одном направлении.

Плата сетевого адаптера принимает параллельные данные и организует их для последовательной (serial), побитовой, передачи. Этот процесс завершается переводом цифровых данных компьютера в электрические и оптические сигналы, которые и передаются по сетевым кабелям. Отвечает за это преобразование трансивер.

---

1.3.2.2 Сетевой адрес

Помимо преобразования данных, плата сетевого адаптера должна указать свое местонахождение, или адрес, — чтобы ее могли отличить от остальных плат.

Сетевые адреса (network address) определены комитетом IEEE. Этот комитет закрепляет за каждым производителем плат сетевого адаптера некоторый интервал адресов. Производители “зашивают” эти адреса в микросхемы. Благодаря этому каждая плата и, следовательно, каждый компьютер имеют уникальный адрес в сети.

При приеме данных от компьютера и подготовке их к передаче по сетевому кабелю плата сетевого адаптера участвует также в других операциях.

Компьютер и плата сетевого адаптера должны быть связаны друг с другом, чтобы осуществлять передачу данных (от компьютера к плате). Если плата может использовать прямой доступ к памяти, компьютер выделяет ей некоторую область своей памяти. Плата сетевого адаптера запрашивает у компьютера данные. Шина компьютера передает данные из его памяти плате сетевого адаптера.

Часто данные поступают быстрее, чем их способна передать плата сетевого адаптера, поэтому временно они помещаются в буфер.

1.3.2.3 Передача и управление данными

Перед тем как послать данные по сети, плата сетевого адаптера проводит электронный диалог с принимающей платой, во время которого они “обговаривают”:

• 
  максимальный размер блока передаваемых данных; объем данных, передаваемых без подтверждения о получении;
  

• 
  интервалы между передачами блоков данных;
  

• 
  интервал, в течение которого необходимо послать подтверждение;
  

• 
  объем данных, который может принять каждая плата, не переполняясь;
  

• 
  скорость передачи данных.
  

Если новой (более сложной и быстрой) плате необходимо взаимодействовать со старой (медленной) платой, они должны найти общую для обеих скорость передачи. Схемы некоторых современных плат сетевого адаптера позволяют им приспособиться к медленной скорости старых плат.

Каждая плата оповещает другую о своих параметрах, принимая “чужие” параметры и подстраиваясь к ним. После того как все детали определены, платы начинают обмен данными.

На данный момент на всех ПК Компании, подключенных к сети, установлены платы EtherLink III (3C509) компании 3Com (1992 г.). Этот тип плат достаточно надежен и вполне хорошо зарекомендовал себя при использовании в коаксиальных сетях, но для использования в сетях другого рода он непригоден.

---