Файл: Анализ и оценка типовых топологий вычислительных компьютерных сетей.doc

Большинство сетей использует выделенные серверы (сети на основе сервера). Сервер — это компьютер, который функционирует только как сервер, исключая функции клиента или рабочей станции. Сети на основе сервера стали промышленным стандартом. Чтобы приспособиться к возрастающим потребностям пользователей, серверы в больших сетях стали специализированными, например: файл-сервер, принт-сервер, сервер приложений, почтовый сервер, факс-сервер, коммуникационный сервер. Преимущество данной сети перед одноранговой в том, что администрирование и управление доступом к данным осуществляется централизованно. Ресурсы расположены также централизованно, что облегчает их поиск и поддержку. Способ организации и хранения информации на сервере устанавливается специальным лицом – администратором сети. Сервер обычно располагается в особом помещении, доступ к нему имеет ограниченное число лиц. Компьютеры, с которых осуществляется доступ пользователей к информации, хранящейся на сервере, получили название клиентов или рабочих станций. В отличие от одноранговых, в иерархических сетях идентифицируются не компьютеры, а конкретные пользователи, каждому из которых администратор присваивает уникальное имя и пароль. Выбор типа локальной сети зависит:

- от размеров предприятия;

- от необходимого уровня безопасности;

-от объема сетевого трафика;

-от финансовых затрат;

-от уровня доступности сетевой административной поддержки.

Наилучшим образом иерархические сети зарекомендовали себя в крупных компаниях, имеющих до нескольких сотен компьютеров, пользователи которых обращаются к одной и той же разделяемой базе данных и другим информационным ресурсам, хранящимся на сервере, а также совместно используют дорогостоящие периферийные устройства (цветные лазерные принтеры, плоттеры). В то же время установка иерархической сети иногда может быть целесообразна и в небольшой организации, если большинство ее сотрудников работают с одной и той же базой данных или информационными ресурсами. Примером могут служить различные аналитические отделы.

Существуют и комбинированные типы сетей, совмещающие лучшие качества одноранговых сетей и сетей на основе сервера. В таких сетях на компьютерах-клиентах могут выполняться операционные системы NT Workstation или Win98 или Win95, которые будут управлять доступом к ресурсам выделенного сервера и в то же время предоставлять в совместное использование свои жесткие диски, а по мере необходимости разрешать доступ и к своим данным.

---

Все сети строятся на основе трёх базовых топологий:

- шина;

- звезда;

- кольцо.

Если компьютеры подключены вдоль одного кабеля, топология называется шиной. В том случае, когда компьютеры подключены к сегментам кабеля, исходящим из одной точки, или концентратора, топология называется звездой. Если кабель, к которому подключены компьютеры, замкнут в кольцо, такая топология носит название кольца. Хотя сами по себе базовые топологии несложны, в реальности часто встречаются довольно сложные комбинации, объединяющие свойства нескольких топологий. Например "Звезда-Шина"- это комбинация топологий "шина" и "звезда". Чаще всего это выглядит так: несколько сетей с топологией "звезда" объединяются при помощи магистральной линейной шины.

Существуют также беспроводные сети передачи данных. Обычно беспроводные компоненты взаимодействуют с сетью, в которой - как среда передачи - используется кабель. Такая сеть со смешанными компонентами называется гибридной. Достоинства такой сети в том что: обеспечивается временное подключение к существующей кабельной сети, организуется резервное копирование в существующую кабельную сеть, гарантируется определённый уровень мобильности и т.д. Применяются такие сети в основном из-за того что трудно проложить кабель, для людей, которые не работают на одном месте, в изолированных помещениях, в помещениях планировка которых часто меняется, в строениях где прокладывать кабель непозволительно [25].

В зависимости от технологии беспроводные сети делятся на три типа:

- локальные вычислительные сети;

- расширенные локальные вычислительные сети;

- мобильные сети (переносные компьютеры).

Основные различия между этими типами сетей - параметры передачи. Локальные и расширенные локальные ВС используют передатчики и приёмники, принадлежащие той организации, в которой функционирует сеть. Для мобильных сетей в качестве среды передачи сигналов выступают местные телефонные компании и их службы. Типичная беспроводная сеть выглядит и функционирует так же, как и обычная, за исключением среды передачи. Беспроводный сетевой адаптер с трансивером установлен в каждом компьютере, и пользователи работают так, будто их компьютеры соединены кабелем. Трансивер по-другому называется точкой доступа, он обеспечивает обмен сигналами между компьютерами с беспроводным подключением и остальной сетью. Беспроводные сети используют пять способов передачи данных:

---

Инфракрасное излучение, используются для передачи инфракрасные лучи. Существует четыре типа инфракрасных сетей: сети прямой видимости, сети на рассеянном инфракрасном излучении, сети на отражённом инфракрасном излучении, широкополосные оптические сети [14].

Лазер. Лазерная технология похожа на инфракрасную тем, что требует прямой видимости между передатчиком и приёмником. Если по каким-либо причинам луч будет прерван, это прервёт передачу.

Радиопередача в узком спектре (одночастотная передача). Этот способ напоминает вещание обыкновенной радиостанции. Пользователи настраивают передатчики и приёмники на определённую частоту. При этом прямая видимость необязательна. Сигнал высокой частоты, который используется, не проникает через металлические или железобетонные преграды. Доступ к такому способу связи осуществляется через поставщика услуг. Связь относительно медленная (около 4,8 Мбит/с).

Радиопередача в рассеянном спектре. При этом способе сигналы передаются в некоторой полосе частот. Доступные частоты разделены на каналы, или интервалы. Адаптеры в течение предопределённого промежутка времени настроены на установленный интервал, после чего переключаются на другой интервал. Переключение всех компьютеров в сети происходит синхронно. Чтобы защитить данные от несанкционированного доступа, применяют кодирование. Скорость передачи в 250 Кбит/с относит данный способ к разряду самых медленных.

Передача "точка-точка" Технология передачи "точка-точка" предусматривает обмен данными только между компьютерами, в отличие от взаимодействия между несколькими компьютерами и периферийными устройствами. Эта технология, основанная на последовательной передаче данных, обеспечивает: высокоскоростную и безошибочную передачу, применяя радиоканал, проникновение сигнала через стены и перекрытия. Подобные системы позволяют передавать сигналы между компьютерами, между компьютерами и другими устройствами (принтеры, сканеры).

Некоторые типы беспроводных компонентов способны функционировать в локальных сетях, так беспроводный мост, например, соединяет сети находящиеся в разных местах.

Сетевые архитектуры, используемые при построении сетей:

- Ethernet (кабельная система толстый или тонкий коаксиальный кабель);

- Token Ring (кабельная система, экранированная и неэкранированная витая пара);

- AppleTalk и ArcNet (кабельная система, экранированная витая пара, но можно использовать оптоволоконный кабель).

---

Локальные сети обладают множеством достоинств, однако они имеют и физические ограничения разменов. Так как одна ЛВС не может решить всех проблем бизнеса, необходима связь между удалёнными ЛВС. Благодаря услугам коммуникационных компаний, ЛВС может быть расширена от локального масштаба до сети, которая охватывает целые области, страны и планету. Такую сеть называют глобальной вычислительной сетью.

Примером глобальной сети служит сеть Интернет. Интернет - это всемирное объединение сетей, шлюзов, серверов и компьютеров, использующее для связи единый набор протоколов. Интернет предоставляет глобальный доступ к информации и ресурсам, не покидая своего дома или офиса [4].

---

1.2 Типовые топологии вычислительных сетей

Под топологией (компоновкой, конфигурацией, структурой) компьютерной сети обычно понимается физическое расположение компьютеров сети друг относительно друга и способ соединения их линиями связи. Важно отметить, что понятие топологии относится, прежде всего, к локальным сетям, в которых структуру связей можно легко проследить. В глобальных сетях структура связей обычно скрыта, от пользователей не слишком важна, так как каждый сеанс связи может производиться по своему собственному пути. Топология определяет требования к оборудованию, тип используемого кабеля, возможные и наиболее удобные методы управления обменом, надежность работы, возможности расширения сети.

Существует три основных топологии сети:

- шина (bus), при которой все компьютеры параллельно подключаются к одной линии связи и информация от каждого компьютера одновременно передается всем остальным компьютерам;

- звезда (star), при которой к одному центральному компьютеру присоединяются остальные периферийные компьютеры, причем каждый из них использует свою отдельную линию связи;

- кольцо (ring), при которой каждый компьютер передает информацию всегда только одному компьютеру, следующему в цепочке, а получает информацию только от предыдущего в цепочке компьютера, и эта цепочка замкнута в «кольцо».

На практике нередко используют и комбинации базовых топологий, но большинство сетей ориентированы именно на эти три. Рассмотрим теперь кратко особенности перечисленных сетевых топологий.

Топология «шина» (или, как ее еще называют, «общая шина») самой своей структурой предполагает идентичность сетевого оборудования компьютеров, а также равноправие всех абонентов. При таком соединении компьютеры могут передавать только по очереди, так как линия связи единственная. В противном случае передаваемая информация будет искажаться в результате наложения (конфликта, коллизии). Таким образом, в шине реализуется режим полудуплексного (half duplex) обмена (в обоих направлениях, но по очереди, а не одновременно).[9]

В топологии шина отсутствует центральный абонент, через которого передается вся информация, что увеличивает ее надежность (ведь при отказе любого центра перестает функционировать вся управляемая этим центром система). Добавление новых абонентов в шину довольно просто и обычно возможно даже во время работы сети. В большинстве случаев при использовании шины требуется минимальное количество соединительного кабеля по сравнению с другими топологиями. Правда, надо учесть, что к каждому компьютеру (кроме двух крайних) подходит два кабеля, что не всегда удобно.

---