Компьютерная сеть представляет собой совокупность компьютеров и различных других устройств, обеспечивающих между собой интерактивный информационный обмен и совместное использование ресурсов сети.
Компьютеры, входящие в сеть, называются узлами (клиентами, или рабочими станциями) сети. Ресурсы сети представляют собой компьютеры, данные, программы, сетевое оборудование, различные устройства внешней памяти, принтеры, сканеры и другие устройства, называемые компоненами сети.
Под архитектурой сети понимается вариант сети с конкретными компонентами сети, методом доступа, топологией, и технологией построения сети.
Методы доступа регламентируют процедуры получения компьютерами сети доступа к среде передачи данных. Необходимость такой регламентации вызвана тем, что при одновременной передаче данных несколькими компьютерами сети возникает конфликтная ситуация (коллизия), при которой происходит наложение и взаимное искажение информации в канале передачи.
Методы доступа к среде передачи данных могут быть случайными и детерменированными.
Основным методом случайного доступа является метод множественного доступа с контролем несущей и обнаружением конфликтов CSMA/CS (CarrierSense Multiple Access with Collision Detection).
Метод CSMA/CS присущ сетям с логической общей шиной. К таким сетям относятся сети Ethernet. Все данные, передаваемые по сети Ethernet, помещаются вкадры определенной структуры, которые, помимо собственно передаваемых данных, содержат адреса компьютера-получателя, компьютера-отправителя кадра и некоторую другую служебную информацию. Компьютер-отправитель кадра опрашивает канал передачи и если канал свободен, то осуществляется передача данных. В это время все другие узлы находятся в состоянии ожидания окончания передачи. Если две станции пытаются передать информацию по общей шине, то возникает коллизия. Узел сети, обнаруживший коллизию делает паузу в передаче и через случайный короткий промежуток времени предпринимает новую попытку передачи данных по общей шине.
«Контроль несущей» - это процесс проверки коммуникационного кабеля на наличие определенного напряжения, указывающего на наличие сигнала, передающего данные. Термин «множественный доступ» означает, что все узлы имеют одинаковые права на доступ к сети.
Метод CSMA/CS эффективен в условиях низкой загрузки сети (не более 30%). В условиях высокой загрузки сети используются детерминированные методы доступа с использованием маркерной шины и маркерного кольца.
Маркерные методы основаны на предоставлении полномочий на передачу данных одному из узлов сети с помощью специального управляющего маркера, представляющего собой кадр определенного содержания. При этом под маркером понимается управляющая последовательность бит, передаваемая компьютером по сети.
В сетях с маркерной шиной логическое соединение рабочих станций сети организовано в виде кольца, в котором каждая станция имеет адреса «соседей» слева и справа. Маркер перемещается по логическому кольцу, при этом право передачи имеет только станция-держатель маркера, которая получив маркер, заменяет его в сети кадром данных. Эффективным методом доступа, использующим маркерную шину, является метод ARCnet ( Attached Resourse Computing network) – вычислительная сеть с подключенными ресурсами.
В сетях на основе маркерного кольца (Token Ring - маркерное кольцо) узел, собирающийся передавать данные, получает маркер и изменяет его состояние на «занято». После этого маркер дополняется данными для передачи, адресом принимающего узла и возвращается в сеть. Принимающий узел обрабатывает полученные данные и возвращает маркер исходному узлу, который удаляет маркер из сети. В сети генерируется новый маркер.
Недостатком маркерных сетей является передача данных по одному кольцу в одном направлении, поэтому разрыв кабеля в какой-либо точке сети приводит к полному прерыванию ее работы. Развитие сети Token Ring привело к появлению метода доступа FDDI (Fiber Distributed Data Interface, распределенный интерфейс передачи данных по волоконно-оптическим кабелям), в котором для передачи данных используется два кольца, а непосредственно передача данных может производиться в двух направлениях.
