26. Локальные сети: общие понятия, стандарты, методы доступа к среде передачи.

Локальная я сеть – это коммуникационная система, поддерживающая в пределах здания или группы зданий один или несколько высокоскоростных каналов передачи цифровой информации. Локальные сети используются для объединений компьютеров и рабочих станций в офисах и на предприятиях для предоставления совместного доступа к ресурсам и обмена информацией.

Высокоскоростной канал – это канал, скорость передачи информации в котором намного выше, чем у устройств, включенных в локальную сеть.

Существует понятие моноканала - канал используемый совместно всеми компьютерами сети в режиме разделения времени. В каждый момент времени моноканал принадлежит только одному компьютеру.

Сервер – это выделенный для обработки запросов от всех рабочих станций сети многопользовательский компьютер, предоставляющий этим станциям доступ к общим сетевым ресурсам и распределяющий эти ресурсы. Бывает файл-сервер ( для баз данных ), сервер резервного копирования, факс-сервер, почтовый сервер, сервер печати и т.д.

Рабочая станция – подключенный к сети компьютер, при помощи которого пользователь получает доступ к ее ресурсам

Классификация локальных сетей.

1. По назначению:

- управляющие.

- информационные.

- расчетные.

- информационно – расчетные.

- обработка документальной информации.

2. По физической среде передачи:

- витая пара.

- коаксиальный кабель.

- оптоволоконный кабель.

- радиоканал.

- инфракрасный канал.

3. По топологии сети: кольцевая, шинная, звезда,

При кольцевой топологии информация передается между станциями по кольцу только в одном направлении с переприемом ( ретрансляцией ) в каждом сетевом контроллере. При выходе из строя хотя бы одного сетевого контроллера нарушается работа кольца. Отсутствует центральная управляющая станция.

При шинной топологии все компьютеры подключаются к одному общему кабелю – шине. На концах шины устанавливаются ограничители – терминаторы. Данные передаются по сети в направлении обоих концов. Станции не выполняют ни каких ретрансляционных функций. Принимающий узел распознает данные, которые предназначены ему и считывает их из сети. Данная топология довольна проста и экономична, не чувствительна к неисправностям станций, но чувствительна к неисправностям кабеля. Имеет малую протяженность. Основной тип кабеля - коаксиальный.

При топологии звезда имеется специальное центральное устройство ( хаб ) от которого идут отдельные кабели к каждому ПК. Вся информация передается через хаб, который маршрутизирует или ретранслирует информацию получателю. На работу сети мало влияют повреждение отдельного кабеля или компьютера, но сильно зависит от исправности центрального устройства. Основной тип кабеля – витая пара.

4. По скорости:

- низкоскоростные до 10 Мбит/с.

- среднескоростные до 100 Мбит/с.

- высокоскоростные свыше 100 Мбит/с.

5. По организации управления:

- ЛВС с централизованным управлением ( наличие сервера ).

- ЛВС с децентрализованным управлением ( функции сервера распределены между рабочими станциями ).

6. По методу доступа к среде передачи.

Ключевым звеном, определяющим производительность, надежность и эффективность применения пропускной способности физической среды передачи, является используемый в сети метод доступа. Этот ресурс разделяется между множеством сетевых объектов, подключенных к нему. Для корректного разделения решается задача множественного доступа. Множественный доступ – это механизм разделения во времени общего канала между рабочими станциями и серверами, включенными в сеть. Основная проблема при этом – это возникновение одновременной передачи от нескольких станций ( возникает конфликт ). Для снижения или устранения возможности возникновения конфликтов в сети и разработаны специальные алгоритмы – методы доступа.

Существует несколько групп методов доступа:

1.Централизованные и децентрализованные;

2. Детерминированные и случайные.

- Централизованный доступ управляется из центра управления сетью ( сервера ).

- Децентрализованные методы доступа функционируют на основе протоколов, принятых к исполнению всеми рабочими станциями сети, без каких-либо управляющих воздействий со стороны центра.

- Детерминированные методы доступа обеспечивают наиболее полное использование моноканала и описываются протоколами, дающими гарантию каждой станции на определенное время доступа к моноканалу. Наиболее распространены:

а) Метод опроса – используется в сетях с явно выраженным центром управления ( звездообразная топология ). Любая станция может осуществить передачу только с разрешения центрального узла. Центральный узел последовательно опрашивает все периферийные станции на наличии у них данных для передачи. Если у станции есть такие данные, то она извещает об этом центральный узел. В ответ центральный узел предоставляет монопольное право этой станции для использования канала с целью передачи данных.

б)Метод передачи полномочий – используется в сетях с кольцевой и шинной топологией. Использует пакет называемый маркером, который циркулирует в сети и регламентирует право передачи в ней. Маркер – служебный пакет определенного формата, в который пользователи могут поместить свои информационные пакеты. Имеет два состояния – свободен и занят. Последовательность передачи маркера от одной станции к другой определяется сервером. Рабочая станция, имеющая данные для передачи, анализирует, свободен маркер или занят. Если маркер свободен, то станция помещает в него пакет данных, устанавливает признак занятости и передает маркер дальше по сети. Станция, которой адресованы данные принимает маркер, считывает данные, сбрасывает признак занятости и отправляет его дальше по сети.

в) Метод передачи маркера – используется в сетях с кольцевой топологией. Использует специальный пакет – маркер. Метод похож на метод передачи полномочий, но движением маркера по сети из центра сети ( сервера ) не управляют.

г) Метод включения маркера – используется в сетях с кольцевой топологией. Использует свободно циркулирующий по сети маркер. Рабочая станция, получившая маркер, может передать свои данные даже если маркер занят. Станция приостанавливает движение поступившего маркера, запоминает его в буферной памяти и формирует вместо него новый маркер со своими данными. Далее станция посылает сначала свой маркер, а затем чужой.

- Случайные методы доступа ( метод состязаний ) допускает возможность возникновения конфликтов. Применяется в шинной топологии. Каждая система захватывает канал для передачи данных в произвольный момент времени. Для сокращения конфликтов производится прослушивание канала передающей станцией. Если канал занят, то станция возобновляет свою попытку передачи данных через небольшой интервал времени. Если 2 и более системы одновременно передают данные в канал, то возникают коллизии, данные будут искажены, и обе станции должны будут начать передачу снова. Рекомендуется для использования в сетях с небольшим количеством абонентов.