Файл: В юридической деятельности.docx

2.3. Классификация локальных вычислительных сетей

Сейчас в мире насчитываются десятки тысяч различных ЛВС (в 1978 г. их было всего 5), и для их рассмотрения полезно иметь систему классификации. Установившейся классификации ЛВС пока не существует, однако можно выявить определенные классификационные признаки ЛВС. К ним следует отнести классификацию по назначению, типам используемых ЭВМ, организации передачи информации, по топологическим признакам, способам передачи данных, управлению доступом к физической передающей среде и др.

Проанализируем ЛВС с точки зрения их основных характеристик. По назначению ЛВС можно разделить на следующие:

• 
  управляющие организационными, административными, технологическими и другими процессами),
  
• 
  информационные (информационно-поисковые),
  
• 
  расчетные,
  
• 
  информационно-расчетные,
  
• 
  обработки документальной информации и др.
  

По типам используемых в сети ЭВМ их можно разделить на однородные и неоднородные. Примером однородной ЛВС служит сеть DECNET, в которую входят ЭВМ только фирмы DEC. Часто однородные ЛВС характеризуются и однотипным составом абонентских средств, например, только комплексами машинной графики или только дисплеями и т.п. Неоднородные ЛВС содержат различные классы (микро, мини, большие) и модели (внутри классов) ЭВМ, а также различное абонентское оборудование.

По организации передачи информации ЛВС делятся на сети с маршрутизацией информации и селекцией информации. Взаимодействие абонентских систем маршрутизацией информации обеспечивается определением путей Передачи блоков данных по адресам их назначения. Этот процесс выполняется коммуникационными системами, имеющимися в сети. При этом абонентские системы могут взаимодействовать по различным путям (маршрутам) передачи блоков данных и для сокращения времени; передачи осуществляется поиск кратчайшего (по времени) маршрута.

В сетях с селекцией информации взаимодействие абонентских систем производится выбором (селекцией) адресованных им блоков данных. При этом всем абонентским системам доступны все блоки данных, передаваемые в сети.

2.4. Способы и методы передачи данных в локальных вычислительных сетях

Перед рассмотрением способов передачи данных в ЛВС остановимся на понятии "физическая среда передачи данных".

---

Простейшей физической средой является витая пара. Их использование снижает стоимость ЛВС, во-первых, по причине дешевизны самого носителя, а во-вторых, благодаря наличию на многих объектах резервных пар в телефонных кабелях, которые могут быть выделены для передачи данных. К недостатком витой пары как среды передачи данных относится плохая защищенность от электрических помех, простота несанкционированного подключения, ограничения на дальность (сотни метров) и скорость передачи данных (несколько сотен килобит в секунду). Наиболее распространенной средой передачи данных в современных ЛВС является коаксиальный кабель. Он прост по конфигурации, имеет небольшую массу и умеренную стоимость и в тоже время обладает хорошей электрической изоляцией, допускает работу на больших расстояниях (сотни метров - километры) и высоких скоростях (десятки мегабит в секунду).

В последнее время все большее применение находят оптоволоконные кабели (световоды), которые обладают рядом преимуществ.

Они имеют небольшую массу, способны передавать информацию с очень высокой скоростью (свыше 1 Мбит/с), невосприимчивы к электрическим помехам, сложны для несанкционированного подключения и полностью пожаро- и взрывобезопасны. В тоже время с ними связан ряд проблем: сложность технологии сращивания, возможность передачи данных только по одному направлению, высокая стоимость модемов, ослабление сигнала при подключении ответвителей и др.

Важными классификационными характеристиками ЛВС являются способ передачи данных и метод управления средой передачи данных.

Информация, обрабатываемая вычислительной машиной, имеет цифровую форму представления. При передаче эта информация преобразуется в электрические прямоугольные импульсы. Отсюда следует, что задача передачи данных в распознаваемой форме оказывается подобной задачам связанным с передачей периодических прямоугольных колебаний. Искажения информации, возникающие при передаче по каналам связи, могут быть настолько сильными, что невозможно различить нуль и единицу, если не принять специальных мер.

Для передачи данных в ЛВС применяются два основных способа:

- прямая передача закодированных цифровых сигналов;

- передача аналоговых модулированных сигналов в широкой полосе.

Первый способ наиболее широко, применяется в ЛВС. Преимущества первого способа:

---

- высокая скорость передачи;

- невысокие требования к аппаратуре модуляции/демодуляции;

- простота аппаратурной реализации.

Недостатком является малое расстояние передачи (десятки метров). Второй способ применяется для передачи информации в среде, имеющей очень широкую (300 - 600 МГц) полосу пропускания. Преимущества второго способа:

- возможность создания поликанальных сетей для передачи различных видов информации;

- перекрытие ЛС больших расстояний ( до нескольких десятков километров).

Недостатки второго способа являются:

- большая аппаратурная сложность и стоимость радиочастотных модемов ЛВС и других компонентов ЛВС;

- невозможность подключения новых абонентских систем в производимых местах сети;

- использование только качественного коаксиального кабеля или волоконно-оптических линий связи (ВОЛС).

2.5. Метод управления средой передачи данных

Одной из наиболее важных характеристик сети являющей используемый в ней метод доступа. Обычно он реализуется программно и аппаратно в специальном устройстве.

В рамках рассмотренных видов топологий ЛВС используются различные конкретные методы доступа.

Метод множественного доступа с контролем несущей и обнаружение конфликтов CSMA/CD широко используется в сетях с топологией "общая шина", например, Enternet. В литературе его часто так и называют - метод доступа Enternet.

Это метод доступа, разработанный фирмой Xerox в 1975 г., пользуется наибольшей популярностью. Он обеспечивает высокую скорость передачи данных и надежность. Сообщение, отправляемое одной рабочей станцией, принимается одновременно всеми остальными станциями, подключенными к общей шине. При этом сообщение, предназначено только для одной станции: оно включает в себя адрес станция назначения и адрес отправителя. Та станция, которой предназначено сообщение, принимает его, остальные - игнорируют.

Перед началом передачи рабочая станция определяет, свободен канал или занят. Если канал свободен, станция начинает передачу.

Метод Ethernet не исключает возможности одновременной передачи сообщений двумя или несколькими станциями. Аппаратура автоматически распознает такие конфликты, называемые коллизиями:

После обнаружения конфликта станции задерживают передачу на некоторое время. Это время небольшое и для каждой станции свое. После задержки передача возобновляется.

Реально конфликты приводят к уменьшению быстродействия сети только в том случае, если работает порядка 80-100 станций.

---

Метод доступа "маркерная шина" или метод Arcnet. Этот метод разработан фирмой Dalapoint Corp. Он тоже получил широкое распространение, в основном благодаря тому, что ее оборудование дешевле, чем оборудование Ethernet.

Arcnet используется в локальных сетях с топологией "звезда".

Если станция желает передать сообщение другой станции, она должна дождаться маркера и добавить, к нему сообщение, дополненное адресами отправителя и назначения. Когда пакет дойдет до станции назначения, сообщение будет "отцеплено" от маркера и передано станции.

Метод доступа "маркерное кольцо" - метод Token-Ring. Метод доступа Token-Ring был разработан фирмой IBM и рассчитана кольцевую топологию сети. Этот метод напоминает Arcnet. так как тоже использует маркер, передаваемый от одной станции к другой. В отличии от Arcnet при методе доступа Token-Ring имеется возможность начать разные приоритеты разным станциям.

Механизм передачи данных, допустимый в той или иной ЛВС, во многом определяется топологией сети.

2.6. Топология локальных вычислительных сетей

Топология, то есть конфигурация соединения элементов в ЛВС, привлекает к себе внимание в большей степени, чем другие характеристики сети. Это связано с тем, что именно топология во многом определяет многие важные свойства сети, например такие, как надежность (живучесть), производительность и др.

Существуют разные подходы к классификации топологий ЛВС. Согласно одному из них конфигурации локальных сетей делятся на два основных класса: широковещательные и последовательные. В широковещательных конфигурациях каждый ПК передает сигналы, которые могут быть восприняты остальными ПК. К таким конфигурациям относятся общая шина, дерево, звезда. В последовательных конфигурациях каждый физический подуровень передает информацию только одному ПК таким конфигурациям относится "кольцо". Отсюда ясно, что широковещательные конфигурации - это, как правило, ЛВС с селекцией информации, а последовательные - ЛВС с маршрутизацией информации.

В широковещательных конфигурациях должны применяться сравнительно мощные приемники и передатчики, которые могут работать с сигналами в большом диапазоне уровней. Это проблема частично решается введением ограничений на длину кабельного сегмента и на число подключении или использованием цифровых повторителей (аналоговых усилителей). Поскольку в широковещательной ЛВС в любой момент времени может работать только одна - станция (абонентская система), передаваемая служебная информация используется для установления контроля станции над сетью на время распространения сигнала по сети, его обработки в самой удаленной станции и получения ответа.

---

Основной тип широковещательной конфигурации - общая шина. Она позволяет значительно упростить логическую и программную структуру ЛВС.

Преимуществами шинной топологии являются:

- большая скорость передачи без повторной генерации сигнала в линию;

- меньшая (в сравнении с другими топологиями) расход соединительного кабеля;

- возможность распределенного управления сетью;

- возможность безразрывного наращивания и реконфигурации сети;

- обеспечение непосредственного межсетевого взаимодействия ЛВС;

- сохранение работоспособности сети при выхода из строя одного или нескольких узлов.

Реализации шинной топологии имеет и недостатки, такие как:

- высокая сложность аппаратурной и программной реализации;

- высокая удельная стоимость подключения одной рабочей станции;

- высокая сложность сетевых протоколов.

«Дерево». Древовидная топология по существу является вариантом шинной топологии с ее преимуществами и недостатками, частично компенсируемыми.

«Звезда». Преимущество звездообразной топологии особенно ярко проявляются в случае создания ЛС на базе учрежденческих АТС (УАТС) в случаях, когда затруднена или невозможна прокладка новых специальных соединительных линий локальной сети и для этих целей используется существующая сеть АТС, кроме того, упрощается локализация неисправности сегмента сети.

Недостатками данной топологии являются:

- пониженная надежность сети, вызванная наличием одного центрального управляющего узла;

- отсутствие прямого взаимодействия абонентов (взаимодействие только через центральный узел);

- большая длина кабелей и наличие только централизованного управления.

При решении практических задач построения ЛВС часто используется смешанные топологии, совмещающие в себе шинные, звездообразные и кольцевые элементы.

2.7. Общесистемные средства создания ЛВС

К общесистемным программным средствам относится специальное программное обеспечение, называемое сетевой операционной системой или сетевой оболочкой. Это обеспечение работает совместно с той операционной системой, которая используется для данной рабочей станции - MS-DOS, OS/2 и т.д.

Среди сетевых операционных систем, ориентированных на сети централизованным управлением, самая известная - Novell NetWare.

Операционные системы NetWare разработаны таким образом, чтобы оптимизировать ключевые параметры функционирования сети, включающие производительность, надежность, степень защиты информации и поддержку нескольких сетевых стандартов. Они наиболее полно удовлетворяют потребности органов внутренних дел на районом и городском уровнях. Продукты семейства NetWare могут быть классифицированы по предоставляемым им средствам и функциональным возможностям.

---