При создании сети в зависимости от задач, которые она должна будет выполнять, может быть реализована одна из трех следующих топологий:
Шинная топология – рабочие станции с помощью сетевых адаптеров подключаются к общей магистрали (шине/ кабелю). В процессе работы сети информация от передающей станции поступает на адаптеры всех рабочих станций, но воспринимается только адаптером той рабочей станции, которой она адресована.
Звездообразная топология – характеризуется наличием центрального узла коммутации – сетевого сервера, которому или через который посылаются все сообщения.
Кольцевая топология – характеризуется наличием замкнутого канала передачи информации в виде кольца или петли. В этом случае информация последовательно передается между рабочими станциями до тех пор, пока не будет принята получателем. Недостатком сети является повышенная чувствительность к повреждению канала.
Процесс передачи данных в сети определяют шесть компонент:
· Компьютер-источник
· Блок протокола
· Передатчик
· Физическая кабельная сеть
· Приемник
· Компьютер адресат.
Компьютер-источник может быть рабочей станцией, файл-сервером или любым компьютером, подключены к сети. Блок протокола состоит из набора микросхем и программного драйвера для сетевого интерфейса. Он отвечает за логику передачи данных в сети. Передатчик посылает электрический сигнал через физическую топологическую схему. Приемник распознает, принимает сигнал и посылает его в бок протокола, а то туда сигнал направляется к компьютеру адресату
Базовые компоненты и технологии, связанные с архитектурой локальных и территориально-распределенных КС, могут включать в себя:
· Аппаратное обеспечение,
· Кабели,
· Серверы,
· Сетевые интерфейсные платы (сетевой адаптер. Самые известные Arcnet, Token Ring, Ethernet),
· Концентраторы,
· Коммутаторы,
· Маршрутизаторы,
· мосты,
· шлюзы,
· Серверы удаленного доступа(ТРЛС),
· Модемы (ТРЛС),
· Структурированные кабельные решения.
Кабели. Данные по кабелю передаются в виде пакетов, пересылающихся с одного сетевого устройства на другое.
· Витая пара – кабель данного типа бывает двух видов: экранированная витая пара и неэкранированная витая пара. Оба типа кабелей состоят из пары скрученных медных проводов. Кабель типа неэкранированная витая пара более доступен по стоимости, более простой в инсталляции. Единственным недостатком такого кабеля является чувствительность к помехам и шумам в линии. Кабели категории витая пара бывают разной категории(3,4, или 5). Чем выше номер категории, тем большую скорость передачи поддерживает кабель.
· Оптоволоконный кабель – поддерживает скорость передачи данных( в виде пакетов) 10,100 или 1000 Мбит/с. Данные передаются с помощью световых импульсов, проходящих по оптическому волокну. Данный тип кабеля применяется в центральных магистральных сетях, т.к. обеспечивает полную защиту от электрических помех.
Серверы – представляют собой ПК с жестким диском большой емкости, на котором хранятся приложения и файлы, доступные пользователям сети.
Сетевые интерфейсные платы (сетевые адаптеры) – устанавливаются на настольных и портативных ПК. Служат для взаимодействия с другими устройствами в локальной сети. Основная функция сетевого адаптера – передача и прием информации в сети.
Концентраторы (хаб) – устройства множественного доступа, выполняющее роль центральной точки соединения в топологии “звезда”. В основном функция концентратора состоит в объединении пользователей в один сетевой сегмент.
Коммутаторы (свитч)– устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного сегмента, обеспечивающее высокоскоростную коммутацию пакетов между портами. В отличие от концентраторов, осуществляющих широковещательную рассылку всех пакетов, принимаемых по любому из портов, коммутаторы передают пакеты только целевому устройству(адресату), т.к. знают адрес каждого подключенного устройства, в результате увеличивается скорость передачи данных в сети.
Маршрутизаторы(роутеры) – это сетевое устройство – описываются и выполняют свои функции на транспортном уровне модели OSI и обеспечивают соединение логически не связанных между собой сетей,подключение ЛС к ТРЛС(территориально-распределенные локальные сети), соединение нескольких ЛС. Маршрутизаторы зависят от используемого протокола (например, TCP/IP). Принимают решение о наилучшем маршруте доставки данных, руководствуясь такими факторами как стоимость и скорость доставки. Кроме того позволяют управлять трафиком широковещательной рассылки, обеспечивая рассылку данных только в нужные порты. Могут соединять сети с разными методами доступа, могут перераспределять нагрузки в линиях связи, отправляя сообщения в обход наиболее загруженных линий.
Мост (сетевой мост, бридж) – сетевое аппаратное обеспечение, предназначенное для объединения различных сегментов локальной сети, использующих одинаковые протоколы передачи данных на сетевом и выше уровнях, выполняя фильтрацию информации в соответствии с адресами получателей. Мост может соединять сети разных топологий, но работающих под управлением однотипных операционных систем.
Шлюзы(gareway) – устройства, позволяющие объединять вычислительные сети, использующие разные протоколы OSI на всех ее уровнях.
Серверы удаленного доступа – используется в случае необходимости обеспечения доступа к сети удаленных пользователей. Это устройство позволяет нескольким пользователям подключаться к сети по телефонной линии(набирая один телефонный номер) и обращаться к сетевым ресурсам, как и при работе в офисе.
Модемы – позволяют пользователям ПК обмениваться информацией и подключаться к Internet по обычным телефонным линиям. В отличие от маршрутизаторов, обеспечивающий общий внешний доступ пользователей, модем поддерживает в каждый момент только одно соединение.
Характеристиками процесса обмена данных являются показатели, которые прямо влияют на качественные и количественные показатели процесса передачи данных: режим передачи, тип синхронизации, кодирование данных.
Протокол –формализованные набор правил, используемых ПК для коммуникации. Из-за сложности коммуникаций между системами и необходимости соблюдения различных коммуникационных требований протоколы разделяются на модульные уровни. Каждый уровень выполняет конкретную функцию для расположенного выше уровня.
Существует эталонная модель взаимодействия открытых систем, состоящая из 7 уровней ( OSI, Open Systems Interconnection). Модель OSI напоминает разные уровни обычного почтового адреса – от страны и штата(округа), дома и фамилии получателя.
Уровни:
7. Прикладной уровень – основной. Обеспечивает выполнение прикладных процессов пользователя. Он определяет протоколы передачи файлов, электронной почты. Обеспечивает широкий набор услуг: управление файлами, диалогом, задачами, сетью в целом.
6. Представительный уровень( уровень представления данных). Определяет единый для всех систем синтаксис передаваемой информации.
5. Сеансовый уровень. Организация сеансов связи между прикладными процессами различных рабочих станций. На этом уровне создаются порты для приема и передачи сообщений и организуются соединения – логические каналы между процессами.
4. Транспортный уровень. Служит для передачи данных между двумя взаимодействующими открытыми системами. На этом уровне определяется взаимодействие рабочих станций – источника и адресата данных, организуется и одерживается логический канал(транспортное соединение) между абонентами. Обеспечивает установление и разъединение транспортных соединений, формирование блоков данных, управление последовательностью передач блоков данных, обеспечение целостности блоков данных во время передачи.
3. Сетевой уровень. Предназначен для маршрутизации информации и управления сетью передачи данных. Также осуществляет идентификацию конечных точек сетевых соединений, организацию сетевых соединений, управляет потоками блоков данных, обеспечивает последовательность доставки потоков данных, обнаружение ошибок и формирование сообщений о них.
2. Канальный уровень. Обеспечивает функциональные и процедурные средства для установки, поддержания и расторжения соединений на уровне каналов передачи данных. Также управляет потоками между смежными узлами. Процедуры данного уровня обеспечивают обнаружение ошибок, возникающих на физическом уровне.
1. Физический уровень. Обеспечивает такие виды услуг, как установление и идентификация физических соединений, организация последовательностей передачи бит информации, оповещение об окончании связи.
