LOKALA DATORNÄTVERK (LKS)

GLOBALA DATORNÄT

INTRODUKTION

Idag finns det mer än 130 miljoner datorer i världen, och mer än 80 % av dem är förenade i olika informations- och datornätverk från små lokala nätverk på kontor till globala nätverk som Internet, FidoNet, FREEnet, etc. Den världsomspännande trenden mot sammankoppling av datorer i ett nätverk beror på ett antal viktiga skäl, såsom accelerationen av överföringen av informationsmeddelanden, möjligheten snabbt utbyte information mellan användare, ta emot och sända meddelanden (fax, e-postbrev, elektroniska konferenser, etc.) utan att lämna arbetsplatsen, möjligheten att omedelbart ta emot information från var som helst i världen, samt utbyte av information mellan datorer olika företag tillverkare som arbetar under olika programvaror.

Sådana enorma potentiella möjligheter som datornätverket bär och den nya potentialen som informationskomplexet upplever, såväl som betydande acceleration produktionsprocess ge oss inte rätten att ignorera och inte tillämpa dem i praktiken.

Ofta finns det ett behov av att utveckla en grundläggande lösning på frågan om att organisera ett informations- och datornätverk (ICS) på basis av en befintlig datorpark och mjukvarukomplex som uppfyller moderna vetenskapliga och tekniska krav, med hänsyn till ökande behov och möjligheten. av ytterligare gradvis utveckling av nätverket i samband med uppkomsten av nya tekniska och mjukvarulösningar.

PRINCIPEN FÖR KONSTRUKTION AV DATORNÄT

Ett datornätverk är en samling datorer och olika enheter som tillhandahåller informationsutbyte mellan datorer i ett nätverk utan att använda några mellanliggande lagringsmedia.

Alla olika datornätverk kan klassificeras enligt en grupp funktioner:

1) Territoriell prevalens;

2) Avdelningstillhörighet;

3) Hastighet för informationsöverföring;

4) Typ av överföringsmedium;

När det gäller territoriell distribution kan nätverk vara lokala, globala och regionala. Lokalt - dessa är nätverk som täcker ett område på högst 10 m 2, regionalt - beläget på territoriet för en stad eller region, globalt på territoriet för en stat eller en grupp av stater, till exempel, världsomspännande nätverk Internet.

Avdelnings- och statliga nätverk särskiljs genom anknytning. Avdelningar tillhör en organisation och är belägna på dess territorium. Statliga nätverk - nätverk som används i statliga strukturer.

Beroende på hastigheten på informationsöverföringen delas datornät in i låg-, medel- och höghastighetshastighet.

Efter typen av överföringsmedium är de uppdelade i koaxiala, tvinnade par, fiberoptiska nätverk, med överföring av information över radiokanaler, i det infraröda området.

Datorer kan anslutas med kablar och bilda en annan nätverkstopologi (stjärna, buss, ring, etc.).

Det bör göras åtskillnad mellan datornät och terminalnät (terminalnät). Datornätverk ansluter datorer, som var och en kan arbeta självständigt. Terminalnätverk ansluter vanligtvis kraftfulla datorer (stordatorer) och i vissa fall datorer med enheter (terminaler), vilket kan vara ganska komplicerat, men utanför nätverket är deras arbete antingen omöjligt eller till och med meningslöst. Till exempel ett nätverk av bankomater eller biljettkontor. De är byggda på helt andra principer än datornätverk och även på annan datorteknik.

I klassificeringen av nätverk finns det två huvudtermer: LAN och WAN.

LAN (Local Area Network) - lokala nätverk med en sluten infrastruktur innan de når tjänsteleverantörer. Termen "LAN" kan beskriva en liten kontorsnätverk, och ett nätverk av nivån på en stor anläggning som täcker flera hundra hektar. Utländska källor ger till och med en nära uppskattning - cirka sex miles (10 km) i radie; användning av höghastighetskanaler.

WAN (Wide Area Network) är ett globalt nätverk som täcker stora geografiska regioner, inklusive både lokala nätverk och andra telekommunikationsnätverk och enheter. Ett exempel på ett WAN är ett paketkopplat nätverk (Frame Relay) genom vilket olika datornätverk kan "prata" med varandra.

Termen "företagsnätverk" används också i litteraturen för att hänvisa till sammankopplingen av flera nätverk, som vart och ett kan byggas på olika tekniska, mjukvaru- och informationsprinciper.

De typer av nätverk som betraktas ovan är nätverk av sluten typ, åtkomst till dem är endast tillåten för ett begränsat antal användare, för vilka arbetet i ett sådant nätverk är direkt relaterat till deras yrkesverksamhet. Globala nätverk är fokuserade på att betjäna alla användare.

I figur 1, överväg metoderna för att byta datorer och typer av nätverk.

Figur 1 - Metoder för att byta dator och typer av nätverk .

LOKALA DATORNÄTVERK (LKS)

LCS-klassificering

Lokala nätverk är indelade i två radikalt olika klasser: peer-to-peer (enkelnivå eller Peer to Peer) nätverk och hierarkiska (flernivå) nätverk.

Peer-to-peer-nätverk.

Ett peer-to-peer-nätverk är ett nätverk av peer-to-peer-datorer, som var och en har ett unikt namn (datornamn) och vanligtvis ett lösenord för att logga in på det vid uppstart. Inloggningsnamnet och lösenordet tilldelas av PC-ägaren med hjälp av OS. Peer-to-peer-nätverk kan organiseras med hjälp av sådana operativsystem som LANtastic, Windows'3.11, Novell NetWare Lite. Dessa program fungerar med både DOS och Windows. Peer-to-peer-nätverk kan också organiseras på basis av alla moderna 32-bitars operativsystem - Windows'95 OSR2, Windows NT Workstation versioner, OS / 2) och några andra.

Hierarkiska nätverk.

I hierarkiska lokala nätverk finns en eller flera speciella datorer - servrar som lagrar information som delas av olika användare.

En server i hierarkiska nätverk är ett beständigt arkiv med delade resurser. Servern själv kan bara vara en klient till en server på en högre nivå i hierarkin. Därför kallas hierarkiska nätverk ibland för dedikerade servernätverk. Servrar är vanligtvis högpresterande datorer, eventuellt med flera parallella processorer, med hårddiskar stor kapacitet, med ett höghastighetsnätverkskort (100 Mbps eller mer). Datorerna från vilka informationen på servern nås kallas stationer eller klienter.

LKS klassificeras efter syfte:

· Terminalservicenätverk. De inkluderar en dator och kringutrustning som används i exklusivt läge av datorn som den är ansluten till, eller för att vara en delad nätverksresurs.

· Nätverk, utifrån vilka produktionsledningssystem och kontorsverksamhet byggs upp. De är förenade av IDA / TOP-gruppen av standarder. IDA beskriver de standarder som används av industrin. TOP beskriver standarderna för nätverk som används i kontorsnätverk.

· Nätverk som integrerar automation och designsystem. Arbetsstationer i sådana nätverk är vanligtvis baserade på tillräckligt kraftfulla personliga datorer, till exempel från Sun Microsystems.

· Nätverk som bygger på distribuerade datorsystem.

Enligt klassificeringskriteriet delas lokala datornät in i ring-, buss-, stjärnformade, trädliknande;

baserat på hastighet - till låg hastighet (upp till 10 Mbit / s), medelhastighet (upp till 100 Mbit / s), hög hastighet (över 100 Mbit / s);

efter åtkomstmetodtyp - slumpmässig, proportionell, hybrid;

efter typ av fysiskt överföringsmedium - partvinnad, koaxial eller fiberoptisk kabel, infraröd kanal, radiokanal.

LKS struktur

Sättet datorer är anslutna på kallas nätverkets struktur eller topologi. Ethernet-nätverk kan vara i både buss- och stjärntopologier. I det första fallet är alla datorer anslutna till en gemensam kabel (buss), i det andra finns en speciell central enhet (hub), från vilken "strålar" går till varje dator, d.v.s. varje dator är ansluten till sin egen kabel.

Bussstrukturen, figur 2 (a), är enklare och mer ekonomisk eftersom den inte kräver en extra anordning och använder mindre kabel. Men den är väldigt känslig för kabelfel. Om kabeln är skadad åtminstone på ett ställe, uppstår problem för hela nätverket. Platsen för felet är svår att lokalisera.

I denna mening är "stjärnan", figur 2 (b), mer stabil. En skadad kabel är ett problem för en specifik dator, det påverkar inte driften av nätverket som helhet. Ingen ansträngning krävs för att isolera felet.

I ett nätverk med en "ring"-typstruktur, figur 2 (c), sänds information mellan stationer längs en ring med ett relä i varje nätverksstyrenhet. Återmottagning utförs genom buffertenheter, gjorda på basis av slumpmässiga minnesenheter, därför, om de misslyckas, en nätverkskontrollant funktionen för hela ringen kan störas.

Fördelen med ringstrukturen är den enkla implementeringen av enheterna, och nackdelen är låg tillförlitlighet.

Alla betraktade strukturer är hierarkiska. Men tack vare användningen av broar, speciella enheter genom att kombinera lokala nätverk med olika strukturer kan nätverk med en komplex hierarkisk struktur byggas från ovanstående typer av strukturer.

a B C)

Figur 2 - konstruktionens struktur (a) buss, (b) ring, (c) stjärna
Fysiskt överföringsmedium i lokala nätverk

Mycket viktig poäng- beaktande av de faktorer som påverkar valet av det fysiska överföringsmediet (kabelsystem). Bland dem finns följande:

1) Erforderlig bandbredd, nätverksöverföringshastighet;

2) Storleken på nätverket;

3) Den erforderliga uppsättningen tjänster (dataöverföring, röst, multimedia, etc.), som måste organiseras.

4) Krav på nivån på buller och störningsimmunitet;

5) Den totala kostnaden för projektet, inklusive inköp av utrustning, installation och efterföljande drift.

LKS:s huvudsakliga dataöverföringsmedium är oskärmat tvinnat par, koaxialkabel, multimodfiber. Till ungefär samma kostnad för singelmodsfiber och multimodfiber är terminalutrustning för singelmodsfiber mycket dyrare, även om den ger stora avstånd... Därför använder LCS huvudsakligen multimodoptik.

Grundläggande LKS-teknologier: Ethernet, ATM. FDDI-teknik (2 ringar), som tidigare användes för kärnnät och har goda egenskaper vad gäller avstånd, hastighet och feltolerans, används nu lite, främst på grund av dess höga kostnad, liksom Token Ring-tekniken, även om båda är upp till stöds fortfarande på en hög nivå av alla ledande leverantörer, och i vissa fall (till exempel användningen av FDDI för en stadsövergripande ryggrad, där hög resiliens och garanterad paketleverans krävs), användningen av dessa tekniker kan fortfarande motiveras.

LCS-typer

Ethernet är ursprungligen en kollisionsteknik baserad på en gemensam buss, till vilken datorer ansluter och "kämpar" sinsemellan om rätten att överföra ett paket. Huvudprotokollet är CSMA/CD (Carrier Sensitivity Multiple Access and Collision Detection). Faktum är att om två stationer börjar sända samtidigt, uppstår en kollisionssituation, och nätverket "väntar" en tid tills de transienta processerna "lägger sig" och "tystnad" inträffar igen. Det finns en annan åtkomstmetod - CSMA / CA (Collision Avoidance) - samma, men med undantag för kollisioner. Denna metod används i den trådlösa tekniken Radio Ethernet eller Apple Local Talk - innan något paket skickas går ett meddelande genom nätverket att en överföring kommer att ske, och stationerna försöker inte längre initiera den.

Ethernet är halvduplex (Half Duplex), över alla överföringsmedia: källan och mottagaren "talar i tur och ordning" (klassisk kollisionsteknik) och fullduplex (Full Duplex), när två par mottagare och sändare på enheter talar kl. samtidigt. Denna mekanism fungerar endast på tvinnat par (ett par för sändning, ett par för mottagning) och optisk fiber (ett par för sändning, ett par för mottagning).

Ethernet skiljer sig i hastigheter och kodningsmetoder för olika fysiska medier, såväl som pakettyper (Ethernet II, 802.3, RAW, 802.2 (LLC), SNAP).

Ethernet varierar i hastighet: 10 Mbps, 100 Mbps, 1000 Mbps (Gigabit). Sedan den nyligen ratificerade Gigabit Ethernet-standarden för tvinnat par kategori 5, kan man säga att tvinnat par, singelmode (SMF) eller multimode (MMF) fiber kan användas för alla Ethernet-nätverk. Beroende på detta finns det olika specifikationer:

· 10 Mbps Ethernet: 10BaseT, 10BaseFL, (10Base2 och 10Base5 finns för koaxialkabel och används inte längre);

100 Mbps Ethernet: 100BaseTX, 100BaseFX, 100BaseT4, 100BaseT2;

Gigabit Ethernet: 1000BaseLX, 1000BaseSX (för fiber) och 1000BaseTX (för tvinnat par)

Det finns två alternativ för att implementera Ethernet över coax som kallas tunn och tjock Ethernet (Ethernet på 0,2 "tunn kabel och Ethernet på 0,4" tjock kabel).

Tunt Ethernet använder kabeltyp RG-58A / V (0,2 "diameter). För ett litet nätverk används en 50 ohm kabel. En koaxialkabel går från dator till dator. Varje dator har en liten mängd kabel om den kan flyttas. Segmentlängden är 185 m, antalet datorer anslutna till bussen är upp till 30.

Efter att ha anslutit alla kabellängder med BNC-kontakter (Bayonel-Neill-Concelnan) till T-kontakterna (namnet beror på kontaktens form, liknande bokstaven "T"), får du ett enda kabelsegment . Terminatorer ("pluggar") är installerade i båda ändar. Terminatorn är konstruktivt en BNC-kontakt (den sätts också på T-kontakten) med ett lödmotstånd. Värdet på detta motstånd måste motsvara värdet på kabelns karakteristiska impedans, dvs. för Ethernet krävs 50 ohm terminatorer.

Tjockt Ethernet- ett nätverk på en tjock koaxialkabel med en diameter på 0,4 tum och en karakteristisk impedans på 50 ohm. Den maximala längden på kabelsegmentet är 500 m.

Dragningen av själva kabeln är nästan densamma för alla typer av koaxialkabel.

För att ansluta datorn till en tjock kabel används en extra enhet som kallas transceiver. Transceivern ansluts direkt till nätverkskabeln. Från honom till går till datorn speciell transceiverkabel med en maximal längd på 50 m. Båda ändarna har 15-stifts DIX-kontakter (Digital, Intel och Xerox). En kontakt ansluts till transceivern, den andra ansluts till datorns nätverkskort.

Transceivers eliminerar behovet av att dra en kabel till varje dator. Avståndet från datorn till nätverkskabeln bestäms av längden på transceiverkabeln.

Nätverk med en transceiver är mycket bekvämt. Han kan bokstavligen "hoppa över" kabeln var som helst. Detta enkel procedur tar kort tid och den resulterande anslutningen är mycket tillförlitlig.

Kabeln skärs inte i bitar, den kan läggas utan att behöva oroa sig för datorernas exakta placering, och sedan kan transceivrarna installeras på rätt ställen. Transceivers är som regel monterade på väggarna, vilket tillhandahålls av deras design.

Om det är nödvändigt att täcka ett område med ett lokalt nätverk som är större än vad de övervägda kabelsystemen tillåter, används ytterligare enheter - repeaters (repeaters). Repeatern har en 2-ports design, d.v.s. den kan ansluta 2 segment på 185 m. Segmentet kopplas till en repeater via en T-kontakt. Ett segment är anslutet till ena änden av T-kontakten och en terminator placeras på den andra.

Det får inte finnas fler än fyra repeatrar i nätverket. Detta gör att du kan få ett nätverk med en maximal längd på 925 m.

Det finns 4-ports repeaters. 4 segment kan kopplas till en sådan repeater samtidigt.

Segmentlängden för Ethernet på en tjock kabel är 500 m, upp till 100 stationer kan kopplas till ett segment. Med transceiverkablar upp till 50 m långa kan tjockt Ethernet täcka en mycket större yta i ett segment än tunt Ethernet. Dessa repeatrar har DIX-kontakter och kan anslutas med transceivrar, antingen till slutet av ett segment eller någon annanstans.

Kombinerade repeatrar är mycket bekväma, d.v.s. lämplig för både tunna och tjocka kablar. Varje port har ett par kontakter: DIX och BNC, men de kan inte användas samtidigt. Om det är nödvändigt att kombinera segment på en annan kabel, ansluts det tunna segmentet till BNC-kontakten på en port på repeatern och den tjocka - till DIX-kontakten på den andra porten.

Repeaters är mycket användbara, men bör inte överanvändas eftersom de saktar ner ditt nätverks prestanda.

Twisted pair Ethernet.

Ett tvinnat par är två isolerade ledningar som tvinnas ihop. För Ethernet används en 8-kärnig kabel, bestående av fyra tvinnade par. För miljöskydd har kabeln en extern isolerande beläggning.

Huvudnoden på ett tvinnat par är ett nav (i översättning kallas det en enhet, ett nav eller helt enkelt ett nav). Varje dator måste anslutas till den med sitt eget kabelsegment. Längden på varje segment bör inte överstiga 100 m. RJ-45-kontakter är installerade i ändarna av kabelsegmenten. En kontakt ansluter kabeln till hubben, den andra till nätverkskortet. RJ-45-kontakter är mycket kompakta, med ett plasthölje och åtta miniatyrkuddar.

En hubb är en central enhet i ett partvinnat nätverk, dess prestanda beror på det. Den ska placeras på ett lättillgängligt ställe så att du enkelt kan ansluta kabeln och följa portindikeringen.

Hub är tillgängliga för ett annat antal portar - 8, 12, 16 eller 24. Följaktligen kan du ansluta samma antal datorer till den.

Huvudsyftet med att ansluta datorer till ett nätverk var separering av resurser: användare av datorer som är anslutna till nätverket, eller applikationer som körs på dessa datorer, kan komma åt resurserna för datorer i nätverket, som:

kringutrustning såsom diskar, skrivare, plottrar, skannrar, etc.;

data som lagras i random access minne eller på externa lagringsenheter;

beräkningskraft.

Nätverksgränssnitt

För kommunikation mellan enheter måste de först och främst förses med externa gränssnitt.

Ett gränssnitt är - brett definierat - en formellt definierad logisk och/eller fysisk gräns mellan interagerande oberoende objekt. Gränssnittet definierar parametrarna, procedurerna och egenskaperna för interaktionen mellan objekt.

Separata fysiska och logiska gränssnitt

Fysiskt gränssnitt (även kallat en port) - definieras av en uppsättning elektriska anslutningar och signalegenskaper. Vanligtvis är det en kontakt med en uppsättning stift, som var och en har ett specifikt syfte.

Ett logiskt gränssnitt (även kallat ett protokoll) är en uppsättning informationsmeddelanden av ett visst format som utbyts mellan två enheter eller två program, såväl som en uppsättning regler som definierar logiken för dessa meddelandeutbyte.

Ris. 2.2. Dela skrivaren i ett datornätverk

Ett dator-till-dator-gränssnitt tillåter två datorer att utbyta information. På varje sida implementeras det av ett par:

en hårdvarumodul som kallas nätverksadapter eller nätverkskort;

drivrutinen för nätverksgränssnittskortet - ett speciellt program som styr driften av nätverksgränssnittskortet.

Gränssnittet för dator-perifer enhet (i det här fallet dator-skrivare-gränssnittet) tillåter datorn att styra driften av den perifera enheten (CP). Detta gränssnitt är implementerat:

från datorsidan - av ett gränssnittskort och en CP (skrivare) drivrutin, liknande ett nätverkskort och dess drivrutin;

från PU-sidan - av PU-styrenheten (skrivare), vanligtvis en hårdvaruenhet som tar emot från datorn både data, till exempel bytes med information som behöver skrivas ut på papper, och kommandon som den utför genom att styra de elektromekaniska delarna av en kringutrustning, till exempel att trycka ut ett ark från skrivaren eller genom att flytta skivans magnethuvud.

1. Kommunikationsproblem mellan flera datorer

Fysisk länktopologi

När du ansluter flera (mer än två) datorer till ett nätverk är det nödvändigt att bestämma hur man ansluter dem till varandra, annars väljer du en konfiguration av fysiska anslutningar eller topologi.

Nätverkstopologin förstås som konfigurationen av grafen, vars hörn motsvarar nätverkets ändnoder (till exempel datorer) och kommunikationsutrustning (till exempel routrar), och kanterna motsvarar fysiska eller informativa anslutningar mellan hörnen.

Du kan ansluta varje dator till var och en, eller så kan du länka dem i serie, förutsatt att de kommer att kommunicera och skicka meddelanden till varandra "under transit". Både en universell dator och en specialiserad enhet kan fungera som en transitnod.

Nätverksegenskaperna beror avsevärt på valet av länktopologi:

Närvaron av flera vägar mellan noder ökar nätverkets tillförlitlighet och gör det möjligt att fördela belastningen mellan enskilda kanaler.

enkelheten att lägga till nya noder, som är inneboende i vissa topologier, gör nätverket lätt att expandera.

ekonomiska överväganden leder ofta till valet av topologier, som kännetecknas av den minsta totala längden på kommunikationslinjerna.

Bland de många möjliga konfigurationerna görs en skillnad mellan helt anslutna och inte helt anslutna.

En helt ansluten topologi motsvarar ett nätverk där varje dator är direkt ansluten till alla andra. Det här alternativet visar sig vara besvärligt och ineffektivt. I det här fallet måste varje dator i nätverket ha ett stort antal kommunikationsportar. Fullt anslutna topologier används sällan i stora nätverk. Oftare används denna typ av topologi i komplex med flera maskiner eller i nätverk som involverar ett litet antal datorer.

Ris. 2.10. Typiska nätverkstopologier

Alla andra alternativ är baserade på icke-helt anslutna topologier, när dataöverföring mellan två datorer kan kräva överföring av dataöverföring via andra nätverksnoder.

Ringtopologi. Data överförs i en slinga från en dator till en annan. Den största fördelen med ringen är att den till sin natur ger redundans för anslutningar. Datan i ringen, efter att ha gjort en hel sväng, återgår till källnoden. Därför kan källan styra processen för att leverera data till adressaten. Den här egenskapen används för att testa nätverksanslutning och hitta en felaktig nod. Samtidigt, i nätverk med en ringtopologi, är det nödvändigt att vidta särskilda åtgärder så att i händelse av ett fel eller frånkoppling av en dator, kommunikationskanalen mellan resten av ringnoderna inte avbryts.

En stjärntopologi bildas när varje dator är ansluten direkt till en gemensam central enhet som kallas en hubb. Hubbens funktion är att styra informationen som sänds av datorn till en eller alla andra datorer i nätverket. Navet kan vara antingen en universell dator eller en specialiserad enhet. Nackdelar med en stjärntopologi: högre kostnad för nätverksutrustning på grund av behovet av att köpa en specialiserad central enhet; möjligheterna att öka antalet noder i nätverket begränsas av antalet portar på hubben.

Ibland är det vettigt att bygga ett nätverk med hjälp av flera nav, hierarkiskt sammankopplade med stjärnformade länkar. Den resulterande strukturen kallas en hierarkisk stjärna eller träd. För närvarande är trädet den vanligaste kommunikationstopologin, både i lokala och breda nätverk.

Den gemensamma bussen är ett speciellt specialfall av stjärnan. Här fungerar en passiv kabel som ett centralt element (många nätverk som använder trådlös kommunikation har samma topologi - den gemensamma radiomiljön spelar här rollen som en gemensam buss). Den överförda informationen distribueras över kabeln och är tillgänglig samtidigt för alla datorer som är anslutna till denna kabel. Fördelar: låg kostnad och enkelhet att ansluta nya noder till nätverket, och nackdelar - låg tillförlitlighet (alla kabeldefekter förlamar hela nätverket helt) och låg prestanda (i taget kan bara en dator överföra data över nätverket, så bandbredden delas här mellan alla nodnätverk).

Ris. 2.11. Blandad topologi

Små nätverk har en typisk topologi - en stjärna, en ring eller en gemensam buss; stora nätverk kännetecknas av närvaron av godtyckliga anslutningar mellan datorer. I sådana nätverk är det möjligt att särskilja individuella godtyckligt anslutna fragment (subnät) med en typisk topologi, därför kallas de nätverk med en blandad topologi.

Värdadressering

Ett av problemen som måste beaktas när man kombinerar tre eller flera datorer är problemet med adressering, nämligen adresseringen av deras nätverksgränssnitt. En dator kan ha flera nätverksgränssnitt. Till exempel, för att skapa en helt ansluten struktur av N datorer, måste var och en av dem ha N - 1 gränssnitt.

Efter antalet adresserbara gränssnitt kan adresser klassificeras enligt följande:

en unik adress (unicast) används för att identifiera individuella gränssnitt;

en multicast-adress identifierar flera gränssnitt samtidigt, så data markerade med en multicast-adress levereras till var och en av noderna i gruppen;

data som skickas till sändningsadressen måste levereras till alla noder i nätverket;

Anycast-adressen definierad i den nya versionen av IPv6, precis som en multicast-adress, definierar en grupp av adresser, men data som skickas till denna adress ska inte levereras till alla adresser i denna grupp, utan till någon av dem.

Adresser kan vara numeriska (till exempel 129.26.255.255 eller 81. la. ff. ff) och symbolisk (site.domen.ru).

Symboliska adresser (namn) är läsbara för människor och har därför vanligtvis semantisk betydelse.

Uppsättningen av alla adresser som är giltiga inom ett visst adresseringsschema kallas ett adressutrymme.

Adressutrymmet kan ha en platt (linjär) organisation eller en hierarkisk organisation.

I en platt organisation är många adresser inte strukturerade på något sätt. Ett exempel på en platt numerisk adress är en MAC-adress utformad för att unikt identifiera nätverksgränssnitt på lokala nätverk. Denna adress används vanligtvis bara av hårdvara och skrivs som ett binärt eller hexadecimalt tal, till exempel 0081005e24a8. MAC-adresser är inbyggda i hårdvaran av tillverkaren och kallas därför även för hårdvaruadresser.

I en hierarkisk organisation är adressutrymmet strukturerat i form av kapslade undergrupper, som, genom att successivt begränsa det adresserbara området, slutligen definierar ett separat nätverksgränssnitt.

Typiska representanter för hierarkiska numeriska adresser är nätverkets IP- och IPX-adresser. De stöder en hierarki på två nivåer, adressen är uppdelad i den övre delen - nätverksnumret och den nedre delen - nodnumret. Denna uppdelning gör det möjligt att överföra meddelanden mellan nätverk endast baserat på nätverksnumret, och nodnumret krävs efter att meddelandet levererats till det önskade nätverket. I praktiken används vanligtvis flera adresseringsscheman samtidigt, så att en dators nätverksgränssnitt samtidigt kan ha flera adressnamn. Varje adress används i den situation då motsvarande typ av adressering är mest lämplig. Och för att konvertera adresser från en typ till en annan används speciella hjälpprotokoll, som kallas adressupplösningsprotokoll.

Kommutering

Låt datorerna vara fysiskt anslutna till varandra i enlighet med någon topologi. Då måste du bestämma hur du ska överföra data mellan ändnoder?

Anslutningen av ändnoder genom ett nätverk av transitnoder kallas omkoppling. En sekvens av noder längs vägen från avsändare till mottagare bildar en rutt.

Till exempel, i nätverket som visas i fig. 2.14, noderna 2 och 4, som inte är direkt anslutna till varandra, tvingas sända data genom transitnoder, vilket till exempel kan vara nod 1 och 5. Nod 1 måste överföra data mellan sina gränssnitt A och B, och nod 5 - mellan gränssnitten F och B. I detta fall är rutten sekvensen: 2-1-5-4, där 2 är den sändande noden, 1 och 5 är transitnoder, 4 är den mottagande noden.

Ris. 2-14. Abonnentväxling genom ett nätverk av transitnoder

Generaliserat byteproblem

I allmänhet kan omkopplingsuppgiften representeras i form av följande inbördes relaterade särskilda uppgifter.

Fastställande av informationsflöden för vilka det krävs att rutter ska läggas.

Strömningsdirigering.

Strömvidarebefordran, det vill säga igenkänning av strömmar och deras lokala växling vid varje transitnod.

Streama multiplexing och demultiplexing.

Routing

Routinguppgiften inkluderar i sin tur två deluppgifter:

bestämning av rutten;

meddela nätverket om den valda rutten.

Definiera en rutt medel för att välja en sekvens av transitnoder och deras gränssnitt genom vilka data måste sändas för att leverera den till mottagaren. Att bestämma en rutt är svårt, särskilt när nätverkskonfigurationen är sådan att det finns många vägar mellan ett par interagerande nätverksgränssnitt. Oftast stoppas valet på en sträcka som är optimal enligt något kriterium. Kriterierna för optimalitet kan till exempel vara den nominella genomströmningen och belastningen av kommunikationskanaler; kanalfördröjningar; antal transitknutpunkter; tillförlitligheten hos kanaler och transitnoder.

Rutten kan bestämmas empiriskt ("manuellt") av nätverksadministratören, men denna metod för att bestämma rutter är inte särskilt lämplig för ett stort nätverk med komplex topologi. I det här fallet används automatiska routingmetoder. För detta ändamål är noder och andra nätverksenheter utrustade med speciell programvara som organiserar det ömsesidiga utbytet av tjänstemeddelanden, vilket gör att varje nod kan bilda sin egen "idé" om nätverket. Sedan, baserat på den insamlade informationen, bestäms rationella vägar programmatiskt.

När du väljer en rutt är de ofta begränsade till endast information om nätverkstopologin. Detta tillvägagångssätt illustreras i fig. 2.15. För att överföra trafik mellan ändnoder A och C finns det två alternativa vägar: A-1-2-3-C och A-1-3-C. Om vi ​​bara tar hänsyn till topologin, är valet uppenbart - rutten A-1-3-C, som har färre transitnoder.

Ris. 2.15. Val av rutt

Datafrämjande

Så låt rutterna definieras, poster om dem görs i tabellerna för alla transitnoder, allt är redo för dataöverföring mellan abonnenter (abonnentbyte).

Först och främst måste avsändaren ställa in data på gränssnittet från vilket den hittade rutten börjar, och alla transitnoder måste följaktligen "överföra" data från ett av sina gränssnitt till ett annat, med andra ord, utföra kommuteringgränssnitt. En enhet vars funktionella syfte är att byta kallas växla. I fig. 2.16 visar en switch som växlar trafik mellan sina fyra gränssnitt.

Ris. 2.16. Växla

En switch kan vara antingen en specialiserad enhet eller en universell dator med en inbyggd mjukvaruväxlingsmekanism, i det här fallet kallas omkopplaren en mjukvaruswitch.

Multiplexing och demultiplexing

För att bestämma vilket gränssnitt den inkommande datan ska skickas till måste switchen ta reda på vilken stream den tillhör. Detta problem bör lösas oavsett om endast en "ren" ström eller en "blandad" ström kommer till switchingången.

Demultiplexering är uppdelningen av den totala aggregerade strömmen i flera ingående strömmar.

Multiplexering är bildandet av en gemensam aggregerad ström från flera separata strömmar, som sänds över en fysisk kommunikationskanal,

Med andra ord är multiplexering en metod för att dela en tillgänglig fysisk kanal mellan flera samtidiga kommunikationssessioner mellan nätverksabonnenter.

Figur 2.18 . Funktioner för multiplexering och demultiplexering av strömmar under byte

Ett av de viktigaste sätten att multiplexa strömmar är tidsindelningvarken. Med denna metod får varje ström från tid till annan (med en fast eller slumpmässig period) en fysisk kanal till sitt fullständiga förfogande och sänder dess data genom den. Delas också ut frekvensuppdelning kanal, när varje ström sänder data inom det frekvensområde som tilldelats den.

Ris. 2.19. Multiplexer och demultiplexer

Byte av typer

Bland de många möjliga tillvägagångssätten för att lösa problemet med omkoppling, särskiljs abonnenter i nätverk två grundläggande, som inkluderar kretsomkoppling och paketomkoppling.

INTRODUKTION .. 5

1. ALLMÄNNA PRINCIPER FÖR KONSTRUKTION AV NÄTVERK .. 7

1.1. Nätverkens funktionalitet. 7

1.2. Strukturell organisation datornätverk. tio

1.2.1. Nätverk av olika skala. 10

1.2.2. Dataöverföringsmedia. tio

1.2.3. Dataöverföringslägen. elva

1.2.4. Byte av metoder. 12

1.2.5. Virtuella kanaler .. 13

2. ANALOGA DATAÖVERFÖRINGSKANALER .. 14

2.1. Analog modulering. fjorton

2.2. Modem .. 15

2.3. Protokoll som stöds av modem. 16

2.4. Överföringslägen. 17

2.5. Asynkron, synkron, isokron och plesiokron överföring. 17

3. DIGITALA DATAÖVERFÖRINGSKANALER .. 19

3.1. Frekvens och tidsindelning av kanaler. 19

3.2. Trådkommunikationslinjer och deras egenskaper. tjugo

3.2.1. Tvinnat par. tjugo

3.2.2. Koaxialkabel. 22

3.2.3. Fiberoptisk kabel. 24

3.3. Trådlösa överföringsmedia. 25

3.3.1. Infraröda vågor .. 25

3.3.2. Radiovågor, signaler med ett smalbandigt spektrum .. 25

3.3.3. Radiovågor, bredbandssignaler .. 26

3.3.4. Satellitanslutning. 27

3.3.5. Cellulär. 28

4. ÖVERFÖRING AV DATA OCH KODNING AV INFORMATION .. 30

4.1. Informationsmängd och entropi. trettio

4.2. Entropiegenskaper. 31

4.3. Enheter för mängden information. 32

4.4. Informationskodning. 32

4.5. Logisk kodning. 35

4.6. Självsynkroniserande koder 37

5. KONTROLL AV INFORMATIONSÖVERFÖRING OCH DATAKOMPRESSION .. 38

5.1. Självläkande koder .. 38

5.2. Systematiska koder .. 39

5.3. Datakomprimeringsalgoritmer. 39

5.3.1. RLE-algoritm. 40

5.3.2. Lempel-Ziv algoritm. 40

5.3.3. Shannon-Fano-kodning. 41

5.3.4. Huffmans algoritm. 41

6. NÄTVERKSPROGRAM .. 43

6.1. Arkitektur för programvara med öppen källkod .. 43

6.2. Grundläggande principer för sammankoppling av öppna system 44

7. MODELL FÖR INTERAKTION AV ÖPPNA SYSTEM ... 45

7.1. OSI modellstruktur. 45

7.2. Protokoll och gränssnitt .. 47

7.3. OSI modelllager. 48

7.3.1. Fysiskt lager. 48

7.3.2. Länklager. 50

7.3.3. Nätverkslager. 52

7.3.4. Transportlager. 54

7.3.5. Sessionsnivå. 54

7.3.6. Presentationslager. 55

7.3.7. Ansökningsnivå. 55

7.4. Skikttilldelning av OSI-modellen. 55

8. HUVUDSAKLIGA EGENSKAPER HOS LOKALA NÄTVERK .. 58

8.1. Nätverkstopologier. 58

8.1.1. Däck. 58

8.1.2. Trä. 59

8.1.3. En stjärna med en passiv mittpunkt 59

8.1.4. En stjärna med ett intellektuellt centrum .. 60

8.1.5. Ringa. 60

8.1.6. Kedja. 60

8.1.7. Fullt ansluten topologi. 61

8.1.8. Godtycklig (mesh) topologi. 61

8.2. Åtkomstmetoder och deras klassificering. 62

8.2.1. Bäraravkänningsmetod med kollisionsdetektion. 63

8.2.2. Markörtillbehörsmetoder. 63

9. GRUNDLÄGGANDE TYPER AV NÄTVERKSENHETER .. 65

9.1. Nätverkskort .. 65

9.2. Nav .. 66

9.3. Broar .. 68

9.4. Strömställare .. 71

9.5. Brandväggar .. 73

10. TOKEN RING OCH FDDI NÄTVERK. 76

10.1. Token-teknik Ring .. 76

10.1.1. Tokenaccessoarmetod. 76

10.1.2. Prioriterad åtkomstsystem. 80

10.1.3. Token Ring-hårdvara. 81

10.2. FDDI-teknik. 82

11. ETHERNET-TEKNIK .. 84

11.1. Uppkomsten och essensen av Ethernet-teknik. 84

11.2. Format Ethernet-ramar. 87

11.3. Höghastighetsteknik för lokala nätverk. 91

11.3.1. Fast Ethernet 100 Mbps-teknik. 91

11.3.2. Gigabit Ethernet 1000 Mbps-teknik. 93

11.3.3. 100VG-AnyLAN-teknik .. 94

12. NÄTVERKSKRAV ... 96

12.1. Prestanda. 96

12.2. Tillförlitlighet och säkerhet. 99

12.3. Utökningsbarhet och skalbarhet. 100

12.4. Genomskinlighet. 101

12.5. Stöd olika typer trafik. 102

12.6. Styrbarhet. 103

12.7. Kompatibilitet. 104

12.8. Service kvalitet. 104

REFERENSER ... 108

INTRODUKTION

Det sista decenniet av XX-talet kan med stor anledning kallas decenniet av datornätverk. I kommersiella företag och statliga myndigheter, utbildningsinstitutioner och till och med hemma är datorer som inte är anslutna på något sätt med andra mindre och mindre vanliga. Även om utbyggnaden av lokala nätverk är det viktigaste för företag och organisationer, lockas hemanvändare alltmer till globala nätverk- Internet, ibland FIDO.

För två eller tre decennier sedan hade bara en stor organisation råd att köpa minst en dator, eftersom den kostade hundratusentals dollar, krävde mycket utrymme och behövde kvalificerad, och därför högt betald, servicepersonal. Som regel fungerade då datorer i batch-läge, användaren (oftast en programmerare) kunde aldrig se datorn utföra sina uppgifter alls. Programmen spelades in på speciella blanketter, enligt vilka operatörerna förberedde hålkort, slutligen måste programmet i form av en kortlek med hålkort ges systemadministratör, som ställde uppgiften i kö och efter dess slutförande gav en utskrift med resultatet.

Ett sådant läge kan inte kallas bekvämt (även om det är i det här läget som datorns effektivitet är maximal), och tio år senare dök det upp terminaler - enheter som inkluderade en skärm och ett tangentbord. Terminalen kopplades till den centrala datorn med en kabel. De första terminalerna var av liten intelligens, de kallades till och med "dumma": allt de kunde göra var att tala om för centraldatorn vilken tangent som trycktes och, efter att ha fått ett kontrollkommando från den, visa symbolen på displayen. (Först använde vi telexkommunikationsenheter som terminaler - teletyper, därav den begränsade uppsättningen av deras kapacitet.) Lite senare insåg vi att om terminalen var utrustad med sin egen enkla processor och RAM, så skulle den centrala datorn själv behöva göra det. mindre improduktivt arbete.

Det visade sig också vara praktiskt om terminalen ligger på skrivbordet hos den som använder den, även om detta skrivbord inte är i samma byggnad som den centrala datorn. Så här såg modem ut, som gav terminaler möjlighet att kommunicera med sina centrala datorer via telefonnätverk.

Hittills har nyhets- och finansbyråer (till exempel Reiter och Bloomberg) tillgång till sin information exakt med hjälp av terminaler. Det var från att lösa problemen med att ansluta terminaler till centrala datorer som hela branschen för dataöverföringsnät växte.

Det bör förstås att i väst är problemet med "ärvda" system fortfarande mycket akut: många stora organisationer använder fortfarande stordatorer och terminaler i sitt arbete, och en kritisk massa av deras data finns där. Samtidigt började massdatoriseringen i Ryssland i slutet av 1980-talet och förlitade sig nästan helt på IBM PC-kompatibla persondatorer. Endast i sällsynta stora organisationer ledde behovet av voluminös datoranvändning och/eller ökade krav på tillförlitlighet till användningen av "stora" datorer, såsom IBM AS/400, olika Sun-servrar och arbetsstationer och liknande. Datorer av IBM System / 360-klassen (ES-datorer), så utbredda i väst att Microsoft inkluderade en kommunikationsserver med sådana datorer (SNA Server) i sitt BackOffice-serverapplikationspaket, har praktiskt taget upphört att existera i Ryssland.

Den vanliga vägen till nätverk för våra organisationer och företag såg ut så här: det finns flera IBM PC-kompatibla datorer. Texter skrivs in på dem, tabeller byggs, beräkningar utförs. Textfiler, kalkylbladsfiler, ritningar, data och beräkningsresultat ska ständigt överföras från dator till dator. För att göra detta, använd disketter. Även om mängden data är liten och du kan bearbeta dessa data en efter en, särskilda problem inte uppstår. Snart uppstår dock önskan att till exempel samla all försäljningsdata i en databas, och göra det så att flera säljare samtidigt kan utfärda fakturor och registrera betalningar för varorna så att andra direkt kan se dessa nya fakturor och betalningsprotokoll. Att köra med en diskett efter varje räkning är orealistiskt. Och sedan visar det sig att du kan köpa billiga nätverkskort för var och en av datorerna, ansluta dem med en kabel, installera speciell nätverksprogram, och problemet kan lösas. Detta är vägen "från bekvämlighet".

En annan väg till nätverk är "från sparande". Varför behöver du spendera pengar på flera fullfjädrade datorer för maskinskrivare, om du kan köpa en mer kraftfull dator med stor volym? diskminne, flera maskiner utan hårddiskar alls, och anslut dem till ett nätverk. Då kommer svagare datorer att kunna använda diskutrymmet på en kraftfullare dator. Det är besparingarna - kostnaden för flera hårddiskar är betydligt högre än kostnaden för den nödvändiga nätverksutrustningen. Slutligen, vägen "från mode". När alla vänner, grannar och konkurrenter redan har skapat lokala nätverk för sig själva, då är det förmodligen vettigt. Och även om det inte finns något akut behov ännu, är det värt att hålla sig i linje med tekniska framsteg. Som regel visar det sig också i detta fall att nätverket hjälper till att förenkla livet och är fördelaktigt.

ALLMÄNNA NÄTVERKPRINCIPER

© 2015-2019 webbplats
Alla rättigheter tillhör deras upphovsmän. Denna webbplats gör inte anspråk på författarskap, men erbjuder gratis användning.
Datum då sidan skapades: 2016-02-16

När du skapar dator nätverk deras utvecklare var tvungna att lösa mhoi-problem. I det här avsnittet kommer vi bara att överväga de viktigaste av dem, och i den sekvens i vilken de naturligt uppstod i utvecklingen och förbättringen av nätverksteknik.

Mekanismerna för interaktion mellan datorer i ett nätverk har lånat mycket från systemet för interaktion mellan en dator och kringutrustning, så vi kommer att börja vår övervägande av principerna för nätverksdrift från detta "för-nätverk"-fall.

Kommunikation av datorn med kringutrustning.

För datautbyte mellan en dator och en kringutrustning (CP), en extern gränssnitt(Fig. 1.6), det vill säga en uppsättning ledningar som ansluter en dator och en kringutrustning, samt en uppsättning regler för utbyte av information längs dessa ledningar (ibland istället för termen gränssnitt termen används protokoll - Vi kommer att prata om dessa viktiga termer mer i detalj.) Exempel på gränssnitt som används i datorer är Centronics parallella gränssnitt, vanligtvis avsett för att ansluta skrivare, och RS-232C seriellt gränssnitt, genom vilket en mus, modem och många andra enheter ansluts . Gränssnittet implementeras från datorsidan av en kombination av hårdvara och mjukvara: PU-styrenheten och ett specialprogram som styr denna styrenhet, som ofta kallas förare motsvarande kringutrustning.

På PU-sidan är gränssnittet oftast implementerat av en hårdvarustyrenhet, även om mjukvarustyrda kringutrustningar också påträffas.

Programmet som exekveras av processorn kan utbyta data med hjälp av I/O-kommandon med alla moduler anslutna till datorns interna buss, inklusive CP-styrenheterna.

Kringutrustning kan ta emot från datorn både data, såsom bytes med information som måste skrivas ut på papper, och kontrollkommandon, som svar på vilka PU:n kan utföra speciella åtgärder, såsom att flytta skivhuvudet till önskat spår eller trycka ett pappersark ut ur skrivaren. Den perifera enheten använder datorns externa gränssnitt inte bara för att ta emot information utan också för att överföra information till datorn, det vill säga utbytet av data via det externa gränssnittet är vanligtvis dubbelriktat. Till exempel, även en skrivare, som till sin natur är en utenhet, returnerar sin statusdata till datorn.

PU-styrenheter tar emot kommandon och data från processorn till sin interna buffert, som ofta kallas ett register eller port, och kör sedan! de nödvändiga omvandlingarna av dessa data och kommandon i enlighet med formaten som förstås av kontrollpanelen, och skicka dem till det externa gränssnittet.

Ansvarsfördelningen mellan styrenheten och CP-föraren kan vara annorlunda, men vanligtvis utför styrenheten en uppsättning enkla kommandon för att styra CP:n, och föraren använder dessa kommandon för att tvinga enheten att utföra mer komplexa handlingar enligt någon algoritm. Till exempel kan skrivarkontrollern stödja sådana elementära kommandon som "Skriv ut ett tecken", "Lad feed", "Carriage return" etc. Skrivardrivrutinen använder dessa kommandon för att organisera utskriften av teckensträngar, dela upp dokumentet i sidor och andra verksamheter på högre nivå. För samma kontroller kan du utveckla olika förare, som kommer att hantera den givna PU på olika sätt - vissa är bättre, medan andra är sämre - beroende på erfarenheten och förmågorna hos de programmerare som utvecklade dem.

Ris. 1.6. Kommunikation av en dator med en kringutrustning.

Överväg schemat att överföra en byte med information från ett applikationsprogram till en kringutrustning. Programmet som behövde utbyta data med kontrollpanelen får åtkomst till drivrutinen för denna enhet och berättar som en parameter adressen till minnesbyten som måste överföras. Drivrutinen laddar värdet av denna byte i CP-styrenhetens buffert, som börjar sekventiellt sända bitar till kommunikationslinjen, som representerar varje bit med en motsvarande elektrisk signal. För att styrenheten CP ska förstå att överföringen av en byte börjar, före överföringen av den första informationsbiten, bildar styrenheten en startsignal av en specifik form, och efter överföringen av den sista informationsbiten, en tabell signal. Dessa signaler synkroniseraöverföring av en byte. Förutom informationsbitar kan styrenheten sända en paritetsbit för att öka växelns tillförlitlighet. Styrenheten, efter att ha hittat en startbit på motsvarande linje, utför förberedande åtgärder och börjar ta emot informationsbitar och bildar en byte från dem i sin mottagningsbuffert. Om överföringen åtföljs av en paritetsbit kontrolleras överföringens korrekthet: när överföringen utförs korrekt sätts tecknet på slutförandet av informationsmottagningen i kontrollenhetens motsvarande register.

Vanligtvis är föraren ansvarig för de mest komplexa protokollfunktionerna (till exempel beräkna kontrollsumman för en sekvens av överförda bytes, analysera tillståndet för en perifer enhet, kontrollera korrektheten av kommandoexekveringen). Men även den mest primitiva styrenhetsdrivrutinen måste stödja minst två operationer: "Ta data från styrenheten till RAM" och "Överför data från RAM till styrenheten".

De finns som mycket specialiserade gränssnitt som är lämpliga för att ansluta en smal klass av enheter (till exempel grafiska monitorer hög upplösning Vista), och allmänna gränssnitt, som är standard och låter dig ansluta olika kringutrustning. Ett exempel på ett sådant gränssnitt är RS-232C-gränssnittet, som stöds av många terminaler, skrivare, plottrar, möss och många andra enheter.

Skicka ditt goda arbete i kunskapsbasen är enkelt. Använd formuläret nedan

Studenter, doktorander, unga forskare som använder kunskapsbasen i sina studier och arbete kommer att vara er mycket tacksamma.

Postat på http://www.allbest.ru/

Ministeriet för utbildning och vetenskap i Ryska federationen

Federal State Autonom läroanstalt högre yrkesutbildning "Russian State Vocational Pedagogical University"

Institutet för informatik

Institutionen för informationsteknologi

KONTROLLERAARBETE

pådisciplin

"VÄRLDINFORMATIONRESURSER"

abstraktpåämne:"Allmänprinciperkonstrueranätverk.Lokal,företags"

Slutförd av Student gr. Kp-514 IE

Karpov G.R.

Jekaterinburg 2012

1. Generella principer nätverk

1.1 Nätverksfunktioner

1.2 Kommunikationsmedier

1.3 Dataöverföringssätt

1.4 Sätt att kommutera

1.5 Organisation av virtuella kanaler

2. Lokala nätverk

2.1 Lokala nätverk i företaget

3. Företagsnätverk

3.1 Principer för att bygga företagsnätverk för dataöverföring med hjälp av Internet

3.2 Virtuella nätverk

3.3 X.25-nätverk

3.4 Frame Relay-nätverk

3.5 Företagsnätverksstruktur

Termer och grundläggande begrepp för telekommunikation

Lista över källor

1. Allmänna principer för nätverkande

1.1 Funktionellmöjligheternanätverk

Fördelarna med att använda nätverk kan delas in i olika kategorier.

Först direkt kommunikation mellan människor (kommunikation). I det här fallet används nätverket som ett medium som sänder från en person till en annan en text som skrivits på tangentbordet, en röst som matas in från en mikrofon, en bild som tas emot från en videokamera eller båda. Detta inkluderar e-post, olika system för konversationer (chattsystem), system som ICQ, Internettelefon, videokonferenser och mycket mer. Naturligtvis används programvara för detta, men den spelar en rent teknisk roll som en transceiver, som en telefon när man pratar i telefon.

För det andra, överföring av data mellan program och människor. I det här fallet finns det på ena sidan av informationsflödet en mjukvaruprocess, till exempel ett databashanteringssystem (DBMS), och på den andra - mänsklig användare... En person använder naturligtvis program för att komma åt DBMS, men dessa program spelar, som i det första fallet, en rent teknisk roll. Dock agerar DBMS redan som en fullvärdig deltagare i dataöverföring. Ett annat exempel är ett nätverksfilsystem som ger åtkomst till filer på en annan dator. Sådana program som utför vissa åtgärder på eget initiativ, och inte på ett direkt kommando från användaren, kommer att kallas aktiva program eller mjukvaruagenter.

För det tredje, överföring av data mellan aktiva program. I det här fallet är personen uppenbarligen inte involverad i dataöverföringsprocessen. Exempelvis kan systemet för att spegla innehållet på webbplatser utföras automatiskt med bestämda intervaller eller i enlighet med andra kriterier. Det måste förstås att i slutändan kommer resultaten av funktionen av sådana program fortfarande att användas av en person, och endast för detta skapades och lanserades de.

Relationen människa-program är funktionellt asymmetrisk: en person är antingen leverantören av data eller dess användare. Program, å andra sidan, antingen lagrar eller transformerar den lagrade informationen.

Relationen mellan nätverket och datorn är också asymmetrisk. Om en dator kan fungera utan nätverk, autonomt, så är ett nätverk utan datorer otänkbart.

Låt oss definiera vad ett datornätverk är. Det är vanligt att förstå ett datornätverk som en uppsättning datorer som förbinder dem med kommunikationskanaler och ytterligare utrustning utformad för datautbyte.

Därefter diagrammet i figur 1.1. konverterar något:

Låt oss överväga i ordning vilka egenskaper som ska ha datorsystem att kallas ett nätverk.

För det första kräver nätverket datorer - minst två. Vi kommer att kalla dessa datorer - nätverksnoder, eller helt enkelt knutar... Du kan också hitta termerna " stationdata", "terminalsystemet". Det finns inga grundläggande övre gränser för antalet datorer i nätverket (dock för någon specifik nätverksteknik det finns alltid sådana begränsningar - antingen är det totala antalet datorer begränsat eller antalet nätverkssegment och datorer i dem). Det är vanligt att klassificera nätverk inte så mycket efter storlek (antal noder), utan efter skala (täckt territorium) - lokalt, regionalt, etc.

För det andra måste datorer vara anslutna kanaleröverföringdata(Effektivitet). Dataöverföringskanalen består av linjernaöverföringdata(LPD) och anordningavslutningarkanaldata(AOKD). Den sista termen döljer enheter som ett modem eller Nätverkskort... För att beteckna AOKD kommer vi att använda den moderna termen " nätverkgränssnitt". Ofta, för att säkerställa att nätverket fungerar, är det nödvändigt att använda valfri utrustning- repeatrar, bryggor, switchar, routrar etc. Uppsättningen av dataöverföringskanaler och ytterligare nätverksutrustning kallas nätverköverföringdata(SPD).

För det tredje måste datorer vara utrustade med nätverksprogramvara (SSS) - som regel ett nätverksoperativsystem (SOS) eller ett nätverkstillägg över ett konventionellt operativsystem. Programvaran med öppen källkod som installeras på olika datorer kan vara olika, men nödvändigtvis kompatibla med varandra - det vill säga implementera en uppsättning dataöverföringsprotokoll.

För det fjärde måste minst en dator tillhandahålla en del av sina resurser för allmänt bruk - diskutrymme, skrivare, program, etc. En sådan dator kallas server... Dessutom måste alla andra nätverksnoder (klienter) kunna använda servrarnas resurser. De resurser som tillhandahålls för allmänt bruk av servern kommer att anropas deladResurser.

Den fjärde egenskapen är inte alltid uppenbar (till exempel i fallet med ett nätverk som endast används för e-postutbyte är det svårt att allokera delade resurser), men den är nödvändigtvis närvarande (till exempel med e-post, sådana resurser kan vara ett e-postserverprogram, diskutrymme tilldelat för lagring av meddelanden, processortid som spenderas på e-postbearbetning).

I de flesta fall anges namnet på den delade resursen i namnet på servern: filserver (resurs - diskfiler), skrivarserver (resurs - skrivare), applikationsserver (resurs - applikationsprogram), databasserver (resurs - databaser) etc.

Observera att de listade egenskaperna återspeglar olika aspekter av kärnan i ett datornätverk. De två första egenskaperna kan kallas strukturella - de bestämmer vilka element nätverket består av och hur dessa element är relaterade till varandra. Den tredje egenskapen är programvara, som indikerar behovet av speciella program, utan vilka elementen i nätverket kommer att förbli frånkopplade, även om de är fysiskt anslutna. Slutligen är den fjärde egenskapen pragmatisk, den innehåller en indikation på att syftet med att skapa ett nätverk inte ligger i sig självt, utan i de fördelar som nätverket kan medföra.

1.2 onsdagöverföringdata

Dataöverföring kan ske via kabel (i det här fallet talar de om begränsat eller kabelöverföringsmedium) och med hjälp av elektromagnetiska vågor av en eller annan natur - infraröd, mikrovågor, radiovågor - sprider sig i rymden (obegränsat överföringsmedium, trådlösa nätverk ).

I de flesta fall är kabelbaserade miljöer bekvämare, mer pålitliga och mer lönsamma än obegränsade. Vanligtvis är kabel och relaterad nätverksutrustning mycket billigare än trådlös utrustning, och kabelhastigheterna är snabbare. I vissa fall är kabeldragning dock antingen tekniskt svår (till exempel vattenbarriärer) eller ekonomiskt omotiverad (kostnaden för att lägga en kabel är hög och en hög överföringshastighet krävs inte), eller står inför organisatoriska eller andra problem ( till exempel är det nödvändigt att lägga ett dike genom en trafikerad motorväg i stadens centrum, vilket är mycket svårt att få medgivande från stadens myndigheter). Dessutom kan det bli nödvändigt att koppla upp sig till nätverket av användare som på grund av sitt yrke ofta byter plats (till exempel lagerhållare i ett stort lager). I alla dessa (och många andra) fall kan trådlösa nätverk användas.

Enligt materialet som används är kabelmedia indelade i "koppar" (i själva verket kan de ledande kärnorna i sådana kablar inte bara innehålla koppar, utan också andra metaller och deras legeringar) och optisk (fiberoptisk, den ledande kärnan är gjord av optiskt transparenta material - kvarts eller polymerer) ... Kopparkablar är symmetriska (alla ledare är likadana, till exempel ett tvinnat ledarepar) och asymmetriska (till exempel en koaxialkabel som består av en central kärna och fläta isolerade från varandra). Optiska kablar skiljer sig i förhållandet mellan ledartjockleken och dataöverföringens bärfrekvens. Tunna kärnor, vars tvärsnittsdiameter är jämförbar med våglängden för bärfrekvensen, bildar singelmodskablar (typisk tjocklek 8-10 mikron), och tjockare - multimodskablar (upp till 50-60 mikron).

När man bygger trådlösa nätverk används som regel en av tre tekniker: överföring i det infraröda området, dataöverföring med smalbandsradiosignaler och dataöverföring med spridningsspektrumradiosignaler.

1.3 Lägenöverföringdata

Nätverk är indelade i två klasser, som skiljer sig åt i hur de använder dataöverföringskanalen: nätverk med dataurval och datadirigering.

I nätverk med föder uppdata det finns en gemensam överföringskanal till vilken alla noder är anslutna. I taget äger endast en nod kanalen, som skickar data till kanalen. Alla datablock som skickas till kanalen tas emot (i form av kopior) av alla nätverksnoder. Varje nod kontrollerar destinationsadressen som sänds med datablocket och jämför den med egen adress, i händelse av en matchning, bearbetar den mottagna datan, och i händelse av en missmatchning, kasserar den den (förstör dess kopia).

Nätverk med routingdata består av många separata kanaler som förbinder par av nätverksnoder. Ett par noder som har en gemensam kanal kan överföra data till varandra oberoende av resten av nätverksnoderna. För att överföra data mellan noder som inte har en gemensam kanal är det nödvändigt att använda en eller flera andra noder som skulle utföra dirigering av den överförda informationen.

1.4 sättenkommutering

Växling är en nödvändig del av kommunikationen mellan noder, vilket gör det möjligt att minska antalet nödvändiga kommunikationslinjer och öka belastningen av kommunikationskanaler. Det är praktiskt taget omöjligt att förse varje par av noder med en dedikerad kommunikationslinje, därför använder nätverk alltid en eller annan metod för att byta abonnent, genom att använda befintliga kommunikationslinjer för att överföra data från olika noder.

Bytnätverk kallas ett nätverk där kommunikation mellan noder upprättas endast på begäran.

Abonnenter är anslutna till switchar med dedikerade (individuella) kommunikationslinjer. Kommunikationslinjerna som förbinder växlarna delas av abonnenterna.

Omkoppling kan utföras i två lägen: dynamiskt och statiskt. I det första fallet utförs omkoppling under kommunikationssessionens varaktighet (vanligtvis från sekunder till timmar) på initiativ av en av noderna, och i slutet av sessionen bryts kommunikationen. I det andra fallet utförs växlingen av nättjänstpersonalen under en mycket längre tid (flera månader eller år) och kan inte ändras på användarens initiativ. Sådana kanaler kallas markerad(dedikerad) eller hyrt(uthyrning).

Två grupper av växlingsmetoder: kommuteringkanaler(kretskoppling) och kommuteringmedmellanliggandelagring(lagra och vidarebefordra). Den andra gruppen består av två sätt: kommuteringmeddelanden(meddelandebyte) och kommuteringpaket(paketväxling).

Vid växling av kanaler mellan noder som behöver upprätta kommunikation med varandra tillhandahålls organisationen av en kontinuerlig sammansatt kanal, bestående av sekventiellt kopplade individuella kanaler mellan noderna. Enskilda kanaler är sammankopplade med omkopplingsutrustning (switchar). Innan du överför data måste du slutföra proceduren för upprättande av anslutning, under vilken en sammanlänkade kanal skapas.

Meddelandeväxling förstås som överföring av ett enda datablock mellan nätverksnoder med temporär buffring av detta block av var och en av transitnoderna. Budskapet kan vara textfil, fil med grafisk bild, e-post- meddelandet har en godtycklig storlek som enbart bestäms av dess innehåll och inte av ett eller annat tekniskt övervägande.

När du byter paket delas all data som överförs av användaren av den sändande noden i små (upp till flera kilobyte) delar - paket(paket). Varje paket är försett med en rubrik som åtminstone anger destinationsnodens adress och paketnumret. Paket sänds över nätverket oberoende av varandra. Switcharna i ett sådant nätverk har en intern buffertminne för tillfällig lagring av paket, vilket gör det möjligt att jämna ut trafikripplar på kommunikationslinjer mellan switchar. Paket kallas ibland datagram( datagram ) och läget för individuell paketväxling - datagram läge.

Ett paketkopplat nätverk saktar ner interaktionen mellan varje särskilt par av noder, eftersom deras paket kan vänta i switcharna medan andra paket sänds. Emellertid kommer den totala effektiviteten (mängden data som överförs per tidsenhet) för paketomkoppling att vara högre än för kretsomkoppling. Detta beror på att trafiken för varje enskild abonnent pulserar, och pulseringarna olika abonnenter, i enlighet med lagen om stora tal, fördelas över tiden, vilket ökar likformigheten hos belastningen på nätverket.

1.4 Organisationvirtuellkanaler

I motsats till datagramöverföringsmoden, som förutsätter oberoende dirigering av varje paket, är moden virtuellkanal(virtuell krets eller virtuell kanal) upprättar en enda rutt för alla paket inom en anslutning. Innan överföringen påbörjas utfärdar den sändande noden ett speciellt paket till nätverket - en begäran om att upprätta en anslutning.

Detta paket, som passerar genom switcharna, "ställer upp" en virtuell kanal - switcharna kommer ihåg rutten för denna anslutning, och efterföljande paket kommer att skickas längs den.

Samtidigt kompenseras tiden som går åt för att etablera en virtuell kanal med mer än snabb överföring paketflöde på grund av det faktum att switchar inte helt dirigerar varje paket, utan bestämmer snabbt dess rutt med numret på den virtuella kanalen.

2. Lokalnätverket

byte av lokalt företagsnätverk

Idag tillåter lokala nätverk (LAN) datorer som finns i ett begränsat utrymme att kombineras till enhetligt system så att ni kan utbyta data med varandra.

För att bygga ett högpresterande LAN med hög tillförlitlighet, flexibilitet och mångsidighet måste du följa följande principer för att bygga lokala nätverk.

LAN måste vara ett öppet system, det vill säga det måste kombineras med modern teknik och utrustning för ytterligare expansion.

· Måste ha hög tillförlitlighet och motståndskraft mot fel i kommunikationskanaler och utrustning, mjukvarufel.

· LAN-nätverket bör vara utrustat med metoder för att skydda värdefull information.

· Konstruktionen och driften av ett LAN bör vara i enlighet med allmänt accepterade modeller och standarder.

· Vid förändringar i företagets struktur bör LAN enkelt ändra sin logiska struktur.

Det lokala nätverket måste kunna anslutas till breda nätverk för att integreras i enda nätverk(till exempel VLAN-teknik).

· Utrustning, både aktiv och passiv, måste vara från samma tillverkare för att undvika oförutsedda konflikter.

LokaldatoranvändningnätverketLANär kabelsystem, uppdelade i olika strukturella delsystem. LAN är antingen trådbundna eller trådlösa. För normal nätverksdrift används aktiv utrustning - routrar och switchar.

Idag är lokala nätverk (LAN) en nödvändig och oumbärlig del av ett modernt företag eller kontor.

Genom att bygga ett lokalt nätverk kan du använda en mängd olika utrustning - skannrar, faxar, skrivare. Ett LAN kan avsevärt spara tid och öka produktiviteten.

Lokala nätverk LAN är:

1. Dataskydd från obehörig åtkomst;

2. Höghastighetsåtkomst till all information på nätverket;

3. Pålitliga medel för att lagra information;

4. Möjlighet till gemensam användning av nätverksresurser.

För tillförlitligheten hos LAN måste det läggas och felsökas kompetent. Därför bör design, installation och justering av lokala nätverk utföras av kvalificerade hantverkare. I detta fall bör endast högkvalitativ utrustning från bra och välkända utländska tillverkare användas.

2.1 Lokalnätverketpåföretag

LAN företag - det är en transportinfrastruktur för överföring av dataströmmar. Nuförtiden är det inte längre möjligt att föreställa sig ett modernt företag utan ett lokalt nätverk. Det lokala nätverket ökar arbetsproduktiviteten avsevärt och sparar tid. Enterprise LAN räddar anställda från att springa runt på sina kontor. Med hjälp av ett lokalt nätverk kan du enkelt kontakta vilken anställd som helst, överföra eller ta emot viktig information. Ett modernt LAN har följande väsentliga egenskaper:

· Hanterbarhet;

· Feltolerans;

· Skalbarhet;

· Kompatibilitet med utrustning i andra delsystem;

· Bra framträdande;

· Upprätthålla nödvändiga kommunikationsstandarder.

LANföretag vanligtvis ganska omfattande. Följaktligen måste det vara mycket tillförlitligt och dessutom säkert, eftersom företaget kommer att lida förluster i händelse av en onormal situation. Därför bör endast kvalificerade hantverkare vara engagerade i utveckling och installation av ett lokalt nätverk. I detta fall bör endast högkvalitativ högprecisionsutrustning användas.

Ett företags LAN är en transportinfrastruktur utformad för att överföra information. Nu har nästan alla företag redan moderna lokala nätverk, som på allvar sparar tid och ökar produktiviteten. Faktum är att med hjälp av ett modernt LAN behöver du inte ständigt springa runt på kontoren, du kan direkt kontakta en anställd och överföra (ta emot) information.

Den senaste generationens företags-LAN har många väsentliga egenskaper som utmärkt hanterbarhet, framtida skalbarhet, kraftfull feltolerans, hög prestanda och full kompatibilitet med annan utrustning.

Vanligtvis är ett företags LAN mycket omfattande. Det är känt att när omfattningen av det lokala nätverket ökar, blir det mycket svårare att säkerställa dess utmärkta tillförlitlighet och fullständig säkerhet... Faktum är att om ett LAN går sönder i ett stort företag kommer det att drabbas av kolossala förluster i samband med driftstopp. Därför avråder experter starkt från att installera stora LAN på egen hand, utan att anförtro installationen till kvalificerade hantverkare.

3. Företagsnätverket

TILLföretags-nätverk- betyder ett system som tillhandahåller överföring av information mellan de olika applikationerna som används i företagets system.

Samtidigt anser man att nätverket ska vara så universellt som möjligt, det vill säga tillåta integration av befintliga och framtida applikationer med lägsta möjliga kostnader och begränsningar.

Ett företagsnätverk är som regel geografiskt fördelat, d.v.s. som förenar kontor, divisioner och andra strukturer belägna på avsevärt avstånd från varandra. Ofta finns företagsnätverksnoder i olika städer och ibland länder. Principerna för att bygga ett sådant nätverk skiljer sig helt från de som används för att skapa ett lokalt nätverk, som till och med täcker flera byggnader. Den största skillnaden är att geografiskt distribuerade nätverk använder ganska långsamma (idag tiotals och hundratals kilobits per sekund, ibland upp till 2 Mbit/s) hyrda kommunikationslinjer. Om de huvudsakliga kostnaderna vid skapandet av ett lokalt nätverk är för inköp av utrustning och förläggning av kablar, är den viktigaste kostnadsdelen i bredare nätverk hyran för användning av kanaler, som växer snabbt med en ökning av dataöverföringskvalitet och hastighet. Denna begränsning är grundläggande, och när man utformar ett företagsnätverk bör alla åtgärder vidtas för att minimera mängden data som överförs. I övrigt bör företagsnätverket inte införa begränsningar för vilka applikationer och hur de behandlar informationen som förs över den.

Tillämpningar här är systemprogramvara - databaser, postsystem, datorresurser, filtjänster och så vidare - samt de verktyg som slutanvändaren arbetar med. Huvuduppgifterna för ett företagsnätverk är interaktionen mellan systemapplikationer som finns i olika noder och åtkomst till dem av fjärranvändare.

3.1 Principerkonstrueraföretags-nätverköverföringdata

Det första problemet som måste lösas när man skapar ett företagsnätverk är organisationen av kommunikationskanaler. Om du inom samma stad kan räkna med att hyra dedikerade linjer, inklusive höghastighetslinjer, då när du flyttar till geografiskt avlägsna noder blir kostnaden för att hyra kanaler helt enkelt astronomisk, och deras kvalitet och tillförlitlighet är ofta mycket låg.

Den naturliga lösningen på detta problem är att använda befintliga globala nätverk. I detta fall är det tillräckligt att tillhandahålla kanaler från kontor till närmaste nätverksnoder. Det globala nätverket kommer att ta över uppgiften att leverera information mellan noder. Även när man skapar ett litet nätverk inom samma stad bör man tänka på möjligheten till ytterligare expansion och använda teknologier som är kompatibla med befintliga globala nätverk. Ofta är det första, om inte det enda, sådana nätverket som kommer att tänka på Internet.

3.2 OCHanvända sig avjaginternet

På använda internet som grund för ett företags datanätverk visar det sig vara mycket intressant sak... Det visar sig att nätverket inte är ett nätverk. Detta är just Internet - sammankopplingen. Om vi ​​tittar in på Internet kommer vi att se att information strömmar genom många helt oberoende och mestadels ideella noder, sammankopplade via de mest skilda kanaler och datanätverk. Den snabba tillväxten av tjänster som tillhandahålls på Internet leder till överbelastning av noder och kommunikationskanaler, vilket kraftigt minskar hastigheten och tillförlitligheten för informationsöverföring. Samtidigt har internetleverantörerna inget ansvar för att nätet fungerar som helhet och kommunikationskanalerna utvecklas extremt ojämnt och främst där staten anser det nödvändigt att investera i detta. Dessutom binder Internet användare till ett enda protokoll - IP. Detta är bra när vi använder standardapplikationer som fungerar med detta protokoll. Användningen av andra system med Internet är inte lätt och dyrt. Om vi ​​behöver ge tillgång mobilanvändare till vårt privata nätverk - Internet är inte heller det bästa den bästa lösningen... Det verkar som, stora problem Det borde inte finnas här – Internetleverantörer finns nästan överallt, skaffa en bärbar dator med modem, ring och gå. En leverantör, t.ex. i Jekaterinburg, har dock ingen skyldighet mot dig om du är ansluten till Internet i Moskva. Han får inga pengar för tjänster från dig och kommer naturligtvis inte att ge tillgång till nätverket. En annan internetfråga som diskuteras flitigt i senare tid, - säkerhet. Om vi ​​pratar om ett privat nätverk verkar det ganska naturligt att skydda överförd information från någon annans blick. Oförutsägbarheten av informationsvägar mellan många oberoende webbplatser ökar inte bara risken för att någon alltför nyfiken nätoperatör kan lägga dina data på disk (tekniskt sett är det inte så svårt), utan gör det också omöjligt att fastställa platsen för informationsläckan . En annan aspekt av säkerhetsproblemet är återigen relaterad till decentraliseringen av Internet - det finns ingen som kan begränsa åtkomsten till resurserna i ditt privata nätverk. Eftersom detta är ett öppet system där alla kan se alla kan vem som helst försöka komma in i ditt kontorsnätverk och få tillgång till data eller program.

3.3 Virtuellnätverket

Det ideala alternativet för ett privat nätverk skulle vara att skapa kommunikationskanaler endast i de områden där det är nödvändigt, och överföra över dem alla nätverksprotokoll som krävs för att köra applikationer. Vid första anblicken är detta en återgång till hyrda kommunikationslinjer, men det finns tekniker för att bygga dataöverföringsnätverk som tillåter att organisera kanaler inom dem som bara uppstår vid rätt tidpunkt och på rätt plats. Sådana kanaler kallas virtuella. Ett system som kombinerar fjärrresurser med hjälp av virtuella kanaler kan naturligtvis kallas ett virtuellt nätverk. Idag finns det två huvudteknologier för virtuella nätverk – kretskopplade nätverk och paketförmedlade nätverk. De förstnämnda inkluderar det konventionella telefonnätet, ISDN och ett antal andra, mer exotiska teknologier. Paketkopplade nätverk representeras av X.25-teknologier, Frame Relay och, på senare tid, ATM. Andra typer av virtuella (in olika kombinationer) nätverk används i stor utsträckning vid konstruktionen av företagsinformationssystem.

Kretskopplade nät ger en abonnent flera kommunikationskanaler med en fast bandbredd per anslutning. Det välkända telefonnätet tillhandahåller en kommunikationskanal mellan abonnenter. Om du behöver öka antalet samtidigt tillgängliga resurser måste du installera ytterligare telefonnummer, vilket är mycket dyrt. Även om vi glömmer den låga kvaliteten på kommunikationen, då begränsningen av antalet kanaler och stort Anslutning tillåter inte att telefoni används som stommen i ett företagsnätverk. För att ansluta enskilda fjärranvändare är detta ganska bekvämt och ofta den enda. tillgänglig metod... Man bör bara komma ihåg att tillgång till ISDN i vårt land är undantaget snarare än regeln.

Ett alternativ till kretskopplade nät är paketkopplade nät. När man använder paketväxling används en kommunikationskanal i ett tidsdelningsläge av många användare - på ungefär samma sätt som på Internet. Men till skillnad från nätverk som Internet, där varje paket dirigeras separat, kräver paketkopplade nätverk upprättande av en anslutning mellan slutresurser innan information överförs. Efter att ha upprättat en anslutning "minns" nätverket vägen (virtuell kanal) genom vilken information ska överföras mellan abonnenter och kommer ihåg den tills det får en signal om att anslutningen är bruten. För applikationer som arbetar i ett paketförmedlingsnätverk ser virtuella kretsar ut som vanliga kommunikationslinjer - med den enda skillnaden att deras genomströmning och införda fördröjningar varierar beroende på nätverksstockningen.

3.4 NätverkX.25

Den klassiska paketväxlingstekniken är X.25-protokollet. X.25-protokollet inkluderar kraftfulla medel felkorrigering, säkerställer tillförlitlig leverans av information även på dåliga linjer och används ofta där det inte finns kommunikationskanaler av hög kvalitet. I vårt land finns de inte nästan överallt. Naturligtvis har tillförlitlighet ett pris – i detta fall hastigheten på nätverksutrustningen och de relativt stora – men förutsägbara – förseningarna i informationsspridningen. Samtidigt är X.25 ett universellt protokoll som låter dig överföra nästan alla typer av data.

Övrig standardfunktion X.25-nätverk - kommunikation via vanliga asynkrona COM-portar. Bildligt talat förlänger ett X.25-nätverk kabeln som är ansluten till en seriell port, vilket för sin kontakt till fjärrresurser. Således kan praktiskt taget alla program som kan nås via en COM-port enkelt integreras i ett X.25-nätverk. Exempel på sådana applikationer inkluderar inte bara terminalåtkomst till fjärrvärddatorer, utan även cc: Mail, MS Mail, etc.

Idag finns det dussintals offentliga X.25 globala nätverk i världen, deras noder finns i nästan alla större affärs-, industri- och administrativa centra. I Ryssland erbjuds X.25-tjänster av Sprint Network, Infotel, Rospak, Rosnet, Sovam Teleport och ett antal andra leverantörer. Förutom att ansluta fjärrplatser tillhandahåller X.25-nätverk alltid tillgång till slutanvändare. För att kunna ansluta till valfri resurs på X.25-nätverket behöver användaren bara ha en dator med en asynkron seriell port och ett modem. Samtidigt finns det inga problem med åtkomstbehörighet på geografiskt avlägsna platser. Om din resurs är ansluten till ett X.25-nätverk kan du alltså komma åt den både från din leverantörs noder och genom noder på andra nätverk – det vill säga från praktiskt taget var som helst i världen.

Ur ett säkerhetsperspektiv erbjuder X.25-nätverk några mycket attraktiva funktioner. För det första, på grund av själva strukturen i nätverket, är kostnaden för att fånga information i ett X.25-nätverk tillräckligt hög för att redan fungera som ett bra försvar. Problemet med obehörig åtkomst kan också lösas ganska effektivt med hjälp av själva nätverket.

Nackdelen med X.25-tekniken är att den har ett antal grundläggande hastighetsbegränsningar. Den första av dem är associerad exakt med de utvecklade funktionerna för korrigering och återhämtning. Dessa verktyg orsakar förseningar i överföringen av information och kräver mycket processorkraft och prestanda från X.25-utrustningen, vilket gör att den helt enkelt "inte kan hänga med" med snabba kommunikationslinjer. Även om det finns utrustning som har två megabit-portar, överstiger den faktiska hastigheten inte 250 - 300 Kbps per port. Å andra sidan, för moderna höghastighetskommunikationslinjer, är X.25-korrigeringsorgan redundanta och när de används är utrustningens ström ofta inaktiv.

Den andra funktionen som får X.25-nätverk att se långsamma ut är inkapslingen av LAN-protokollen (främst IP och IPX). Allt annat lika är anslutningen av lokala nätverk över X.25, beroende på nätverkets parametrar, 15-40 procent långsammare än när man använder HDLC över en dedikerad linje. Dessutom, ju sämre kommunikationslinje, desto högre produktivitetsförlust. Återigen har vi att göra med en uppenbar redundans: LAN-protokoll har egna medel korrigering och återställning (TCP, SPX), men när du använder X.25-nätverk måste du göra det igen och tappa fart. Det är på dessa grunder som X.25-nätverk förklaras långsamma och föråldrade. Men innan vi pratar om det faktum att någon teknik är föråldrad, bör det anges för vilka applikationer och under vilka förhållanden. På länkar av låg kvalitet är X.25-nätverk ganska effektiva och erbjuder betydande kostnads- och prestandavinster jämfört med hyrda förbindelser. Å andra sidan även om man räknar med snabb förbättring kommunikationens kvalitet - en förutsättning för att X.25 ska bli föråldrad - inte ens då kommer investeringen i X.25-utrustning att gå förlorad, eftersom modern utrustning inkluderar möjligheten att migrera till Frame Relay-teknik.

3.5 NätverkRamRelä

Frame Relay-teknik dök upp som ett sätt att inse fördelarna med paketväxling på höghastighetskommunikationslinjer. Den största skillnaden mellan Frame Relay och X.25-nätverk är att de eliminerar felkorrigering mellan nätverksnoder. Uppgifterna att återställa informationsflödet tilldelas terminalutrustningen och användarprogramvaran. Naturligtvis kräver detta användning av tillräckligt högkvalitativa kommunikationskanaler.

Den andra skillnaden mellan Frame Relay-nätverk är att i dag implementerar nästan alla enbart en mekanism (PVC). Detta innebär att när du ansluter till en Frame Relay-port måste du i förväg bestämma vilka fjärrresurser du kommer att ha tillgång till. Principen för paketväxling - många oberoende virtuella anslutningar i en kommunikationskanal - finns kvar här, men du kan inte välja adressen till någon nätverksabonnent. Alla tillgängliga resurser bestäms när du konfigurerar porten. På basis av Frame Relay-teknologi är det således bekvämt att bygga slutna virtuella nätverk som används för att överföra andra protokoll med hjälp av vilka routing utförs. "Stängning" virtuellt nätverk betyder att den är helt otillgänglig för andra användare som arbetar i samma Ramnätverk Relä. Till exempel i USA används Frame Relay-nätverk i stor utsträckning som ryggraden för Internet. Ditt privata nätverk kan dock använda Frame Relay VCs på samma linjer som Internettrafik - och vara helt isolerat från den.

Bristen på felkorrigering och komplexa paketväxlingsmekanismer som är typiska för X.25 tillåter att information överförs över Frame Relay med minimala fördröjningar. Dessutom är det möjligt att aktivera en prioriteringsmekanism som tillåter användaren att ha en garanterad lägsta informationsöverföringshastighet för en virtuell kanal. Denna funktion gör att Frame Relay kan användas för att överföra fördröjningskritisk information såsom röst och video i realtid. Denna relativt nya funktion blir allt populärare och är ofta den primära faktorn när man väljer Frame Relay som ryggraden i företagsnätverket.

Det finns också privata Frame Relay-nätverk som verkar inom samma stad eller som använder långdistans - vanligtvis satellit - hyrda linjer. Genom att bygga privata nätverk baserade på Frame Relay kan du minska antalet förhyrda linjer och integrera röst- och dataöverföring.

3.6 Struktureraföretags-nätverket

När man bygger ett geografiskt distribuerat nätverk kan alla ovan beskrivna tekniker användas. För att ansluta fjärranvändare det enklaste och prisvärt alternativär användningen av telefonkommunikation. ISDN-nät kan användas där så är möjligt. För att ansluta nätverkets noder används i de flesta fall globala dataöverföringsnätverk. Även där det är möjligt att lägga dedikerade linjer (till exempel inom samma stad), tillåter användningen av paketförmedlingstekniker dig att minska antalet nödvändiga kommunikationskanaler och - vilket är viktigt - att säkerställa systemets kompatibilitet med befintliga globala nätverk.

Att ansluta ett företagsnätverk till Internet är motiverat om du behöver tillgång till lämpliga tjänster. Det är värt att använda Internet som ett dataöverföringsmedium endast när andra metoder inte är tillgängliga och ekonomiska överväganden överväger kraven på tillförlitlighet och säkerhet. Om du bara vill använda Internet som en informationskälla är dial-on-demand ett bättre val. Detta minskar dramatiskt risken för obehörigt intrång i nätverket utifrån. Det enklaste sättet för att tillhandahålla en sådan anslutning - använd uppringning till webbplatsen via en telefonlinje eller, om möjligt, via ISDN. En annan, mer pålitligt sätt tillhandahålla en anslutning på begäran - använd en hyrd linje och X.25-protokollet, eller - vilket är mycket att föredra - Frame Relay. I det här fallet måste routern konfigureras för att koppla bort den virtuella anslutningen om det inte finns någon data under en viss tid och återupprätta den först när data dyker upp. Om du behöver tillhandahålla din information på Internet - till exempel för att sätta upp en WWW- eller FTP-server, visar sig on-demand-anslutningen vara otillämplig. I det här fallet bör du inte bara använda åtkomstbegränsning med brandvägg, utan också isolera internetservern från andra resurser så mycket som möjligt. En bra lösning är att använda en enda Internetanslutningspunkt för hela det breda nätverket, vars noder är anslutna till varandra med hjälp av virtuella X.25- eller Frame Relay-kretsar. I det här fallet är åtkomst från Internet möjlig till en enda plats, medan användare på andra platser kan få åtkomst till Internet med en anslutning på begäran.

För att överföra data inom företagets nätverk är det också värt att använda virtuella kretsar av paketkopplade nätverk. De viktigaste fördelarna med detta tillvägagångssätt - mångsidighet, flexibilitet, säkerhet - diskuterades i detalj ovan. Kostar idag vid användning av Frame Relay för långdistanskommunikation visa sig vara flera gånger högre än för X.25-nätverk. Å andra sidan kan högre datahastigheter och möjligheten att samtidigt överföra data och röst vara avgörande argument till förmån för Frame Relay. För att ansluta fjärranvändare till företagsnätverket kan åtkomstnoder för X.25-nätverk användas, såväl som deras egna kommunikationsnoder. I det senare fallet krävs tilldelning av erforderligt belopp. telefonnummer(eller ISDN-linjer), vilket kan vara för dyrt. Om du behöver tillhandahålla en anslutning ett stort antal användare samtidigt kan det vara billigare att använda X.25 nätverksaccessnoder, även inom samma stad.

Villkorochden huvudsakligabegrepptelekommunikation

ISDN

Integrerade digitala tjänstnät, ursprungligen avsedda för röstöverföring, men som nu aktivt används för både röst- och dataöverföring. Ge abonnenten flera (minst två) transparenta digitala kanaler med en hastighet av 64 kbps. Kanaler kan användas oberoende av varandra (till exempel för två samtidigt telefonsamtal eller en för konversation, den andra för dataöverföring) eller kombinera för att öka bandbredden. Både kanalväxling mellan ISDN-nätabonnenter och deras "fixering" mellan två punkter är möjliga. En funktion hos ISDN är närvaron av en separat signaleringskanal som gör att du kan överföra kontrollinformation för nätverket, inte bara när du upprättar en anslutning, utan också när som helst under en konversation eller dataöverföring.

B-kanal

"Transparent" informationsöverföringskanal med en hastighet av 64 kbps, tillhandahållen av ISDN-nätverket mellan abonnenter. Abonnenten är försedd med flera (minst två) B-kanaler, som var och en kan kopplas oberoende. B-kanalen kan bära både röst och data.

D-kanal

En extra kanal som används för att överföra signaler mellan abonnenten och ISDN-nätet. Ansluter ständigt abonnenten till telefonväxeln. Signaler sänds i form av informationspaket som innehåller kommandon och svar på dem. D-kanalen kan också överföra information i ett X.25-nätverk. Denna funktion måste stödjas inte bara av din utrustning utan också av din ISDN-nätoperatör. Det är viktigt att vara medveten om att det finns flera inkompatibla kommandoformat ("D-kanalprotokoll") som används i olika länder. För närvarande använder Europa en enda Euro-ISDN (ETSI)-standard, som även antas i Ryssland. När du köper ISDN-utrustning bör du vara uppmärksam på kompatibiliteten hos D-kanalprotokollet med din ISDN-operatör.

BRI

Basic Rate Interface är den grundläggande typen av ISDN-abonnentanslutning. Tillhandahåller två 64 kbps B-kanaler och en 16 kbps D-kanal. Om fler B-kanaler krävs kan flera ISDN BRI eller ISDN PRI användas (se nedan).

bankomat

Asynchronous Transfer Mode är en avancerad paketväxlingsteknik som tillåter höghastighetsöverföring av paket med fast längd (53 byte) över bredband och smalbandiga LAN eller företagsnätverk. ATM kan leverera: tal, data, fax, realtidsvideo, CD-kvalitetsljud, multimegabit dataströmmar med mycket hög hastighet(66 Mbps till 622 Mbps och ännu högre)

För närvarande tillverkas ATM-komponenter av ett smalt urval av leverantörer. All utrustning i ATM-nätverket måste vara ATM-kompatibel. Därför kräver implementeringen av ATM under befintliga förhållanden ett massivt utbyte av utrustning, vilket är orsaken till den långsamma spridningen av ATM.

LAN

Lokalt nätverk - datorer som är anslutna till ett nätverk i ett begränsat område (till exempel i ett rum, en byggnad, en grupp av närliggande byggnader).

TCP/IP

Transmission Control Protocol / Internet Protocol - Industriell standarduppsättning protokoll som säkerställer kommunikation i en heterogen miljö, det vill säga säkerställer kompatibilitet mellan datorer av olika typer. Interoperabilitet är en av fördelarna med TCP/IP, vilket är anledningen till att de flesta nätverk stöder det. Det ger också tillgång till Internet och ett routbart protokoll för företagsomfattande nätverk, men har två stora nackdelar: storlek och prestanda.

IPX / SPX

Internetwork Packet Exchange / Sequenced Packet Exchange är en protokollstack som används i Novell-nätverk. Ett relativt litet och snabbt protokoll som stöder routing.

HDLC

Data Link Control på hög nivå är ett allmänt använt internationellt kontrollprotokoll för dataöverföring. Utvecklad av International Standards Organization (ISO). HDLC är ett bitorienterat synkront protokoll som körs på datalänknivå OSI-modell (Open Systems Interconnection Reference Model. Detta protokoll överför data i block av godtycklig längd, men i ett standardformat.

PVC

Den permanenta virtuella kretsen liknar en hyrd linje, det vill säga det är en permanent och faktiskt existerande kanal. Till skillnad från linjearrende betalas dock avgiften endast för den tid den används. Betydelse av denna typ kommunikationstjänsterna ökar eftersom PVC används av ramrelä i ATM.

www

World Wide Web är en hypertext multimediatjänst på Internet. Innehåller information i form av adresserbara sidor skrivna i HTML.

FTP

File Transfer Protocol är en process för att överföra filer mellan en lokal och en fjärrdator. Stöder flera kommandon som implementerar dubbelriktad överföring av binära och ASCII-filer mellan datorer.

Listakällor

http://compseti.ru

Postat på Allbest.ru

...

Liknande dokument

Datanätverkens arkitektur, deras klassificering, topologi och konstruktionsprinciper. Överföring av data på nätverket, kollisioner och metoder för deras upplösning. TCP-IP-protokoll. OSI, DNS, NetBios. Hårdvara för dataöverföring. Domännamnssystem DNS.

sammandrag, tillagt 2010-03-11


Karakteristisk toppmodern digitala bredbandsnät för dataöverföring, särdrag för deras tillämpning för överföring av telemetrisk information från speciella objekt. Principer för att bygga och beräkna nätverk med hjälp av Wi-Fi- och WiMax-teknologier.

avhandling, tillagd 2010-01-06


Övervägande av switchade (SVC) och permanenta (PVC) kanaler för virtuella anslutningar. Egenskaper för strukturen och storleken på paket, överföringsprotokoll och routingalgoritmer för X.25-nätverk, Ram RELÄ, ATM och fastställande av deras fördelar.

abstrakt, tillagt 2010-03-17


De huvudsakliga fördelarna som uppnås genom att nätverka persondatorer i form av ett intraindustriellt datornätverk. Metoder för att utvärdera effektiviteten hos lokala nätverk. Typer av att bygga nätverk genom metoder för att överföra information.

sammandrag tillagt 2014-10-19


Strukturen för telegraf- och telefaxkommunikationsnätverk, dataöverföring. Komponenter i diskreta meddelandeöverföringsnätverk, metoder för att växla i dem. Bygga en korrigeringskod. SDH-nätverksdesign. Beräkning av belastningen på spårsegmenten, valet av multiplexorer.

terminsuppsats, tillagd 2013-06-01


Klassificering av nätverk och metoder för växling. Typer av kommunikation och driftsätt för meddelandeöverföringsnätverk. Enhet och standardisering av protokoll. Referensmodell för sammankoppling av öppna system. Funktion av databeredning. Interaktion mellan informationssystem.

abstrakt, tillagt 2014-09-15


Rollen och allmänna principer för att bygga datornätverk. Topologier: samlingsskena, mesh, kombinerad. Huvudsystemen för att bygga "Token Ring"-nätverk på personliga datorer... Protokoll för informationsöverföring. Programvara, nätverksinstallationsteknik.

terminsuppsats, tillagd 2013-11-10


Typer av dataöverföringsnät. Typer av geografisk distribution, funktionell interaktion och nätverkstopologi. Principer för användning av nätverksutrustning. Byta kanal, paket, meddelanden och celler. Switchade och icke-kopplade nätverk.

terminsuppsats, tillagd 2015-07-30


Datanätverkens roll, konstruktionsprinciper. Protokollen för överföring av information i ArcNet-nätverket, använda topologier och kommunikationsmedel. Programvara, skanningsteknik. OS dator nätverk. Säkerhets instruktioner.

terminsuppsats, tillagd 2013-11-10


Processen att bygga multitjänstkommunikationsnätverk, dess stadier. Analys av teknik för dataöverföringsnät, deras fördelar och nackdelar. Designa ett multitjänstkommunikationsnätverk med hjälp av telekommunikationsutrustning från olika tillverkare.