Легкость создания и реструктуризации

2. Мобильность

Возможность подключения к сети другого типа

Высокая скорость доступа в Интернет

Недостатки беспроводных сетей

Низкая скорость передачи данных

Безопасность

Высокий уровень расхода энергии

Несовместимость оборудования

№11

№ 12

Туман, роса, дождь

№ 13

На рис. 4.17 показаны основные элементы компьютерной сети: конечные узлы — компьютеры и промежуточные узлы — коммутаторы и маршрутизаторы.

Из рисунка видно, что полный стек протоколов реализован только на конечных узлах, а промежуточные узлы поддерживают протоколы всего трех нижних уровней. Это объясняется тем, что коммуникационным устройствам для продвижения пакетов достаточно функциональности нижних трех уровней. Более того, коммуникационное устройство может поддерживать только протоколы двух нижних уровней или даже одного физического уровня — это зависит от типа устройства.

Именно к таким устройствам, работающим на физическом уровне, относятся, например, сетевые повторители, называемые также концентраторами, или хабами. Они повторяют электрические сигналы, поступающие на одни их интерфейсы, на других своих интерфейсах, улучшая их характеристики — мощность и форму сигналов, синхронность их следования.

Коммутаторы локальных сетей поддерживают протоколы двух нижних уровней, физического и канального, что дает им возможность работать в пределах стандартных топологий.

Маршрутизаторы должны поддерживать протоколы всех трех уровней, так как сетевой уровень нужен им для объединения сетей различных технологий, а протоколы нижних уровней — для взаимодействия с конкретными сетями, образующими составную сеть, например Ethernet или FrameRelay.

Коммутаторы глобальных сетей (например, ATM), работающие на основе технологии виртуальных каналов, могут поддерживать как два уровня протоколов, так и три. Протокол сетевого уровня нужен им в том случае, если они поддерживают процедуры автоматического установления виртуальных каналов. Так как топология глобальных сетей произвольная, без сетевого протокола обойтись нельзя. Если же виртуальные соединения устанавливаются администраторами сети вручную, то коммутатору глобальной сети достаточно поддерживать только протоколы физического и канального уровней, чтобы передавать данные по уже проложенным виртуальным каналам.

Компьютеры, на которых работают сетевые приложения, должны поддерживать протоколы всех уровней. Протоколы прикладного уровня, пользуясь сервисами протоколов уровня представления и сеансового уровня, предоставляют приложениям набор сетевых услуг в виде сетевого прикладного программного интерфейса (API). Протокол транспортного уровня также работает на всех конечных узлах. При передаче данных через сеть два модуля транспортного протокола, работающие на узле-отправителе и узле-получателе, взаимодействуют друг с другом для поддержания транспортного сервиса нужного качества.

Коммуникационные устройства сети переносят сообщения транспортного протокола прозрачным образом, не вникая в их содержание. В компьютерах коммуникационные протоколы всех уровней (кроме физического и части функций канального уровня) реализуются программно операционной системой или системными приложениями.

Конечные узлы сети (компьютеры и компьютеризованные устройства, например мобильные телефоны) всегда предоставляют как информационные, так и транспортные услуги, а промежуточные узлы сети — только транспортные. Когда мы говорим, что некоторая сеть предоставляет только транспортные услуги, то подразумеваем, что конечные узлы находятся за границей сети. Это обычно имеет место в обслуживающих клиентов коммерческих сетях.

Если же говорят, что сеть предоставляет также информационные услуги, то это значит, чтокомпьютеры, предоставляющие эти услуги, включаются в состав сети. Примером является типичная ситуация, когда поставщик услуг Интернета поддерживает еще и собственные веб-серверы.

№ 14

Концептуальную модель информационной сети можно представить в виде функциональной архитектуры содержащей три уровня описания ее функций (рис. 1.1):

- первый уровень (центральный) описывает функции и правила взаимосвязи при передаче различных видов информации между территориально удаленными абонентскими системами через физические каналы связи (первичную сеть связи) и реализуется транспортной сетью;

- второй уровень описывает функции и правила обмена информацией в интересах взаимосвязи прикладных процессов (пользователей) различных абонентских систем и реализуется телекоммуникационной сетью, представляющей собой единую инфраструктуру для обмена различными видами информации в интересах пользователей информационной сети;

- третий уровень образуется совокупностью прикладных процессов, размещенных в территориально удаленных абонентских системах, являющихся потребителями информации и выполняющих ее содержательную обработку.

Под прикладными процессами в модели ИС понимается тип информационных процессов, ориентированных на выполнение функций содержательной обработки информации в узлах сети в контексте решаемой задачи или другого конкретного применения.

При этом прикладные процессы могут представлять собой ручные процессы (например, обслуживание оператором терминала) и автоматизированные, выполняемые на ЭВМ с возможным участием человека (например, программа, выполняемая на ЭВМ в интересах обеспечения ведения распределенной базы данных и предполагающая доступ к удаленной базе данных). Также и физические процессы (например, программа, выполняемая на специализированной ЭВМ и предназначенная для управления техническими устройствами из состава некоторого технологического промышленного оборудования).

С точки зрения структурной организации информационная сеть состоит из следующих элементов:

транспортной сети, представляющей собой распределенную коммуникационную систему, состоящую из коммутационных узлов, соединенных каналами первичной сети. Такая коммуникационная система обеспечивает передачу информации между территориально распределенными абонентскими системами и реализует в рамках ЭМВОС функции трех нижних уровней функциональной архитектуры;

абонентских систем (АС), представляющих собой комплекс программно-аппаратных средств, реализующих как функции содержательной обработки информации посредством прикладных процессов (ПП) пользователей, так и функции взаимосвязи потребителей информации (ПИ), обеспечивая доступ абонентов к транспортной сети в интересах этой взаимосвязи;

выделение во всей совокупности АС функций взаимосвязи позволяет в рамках ИС выделить еще один ее элемент -телекоммуникационную сеть (ТС), сеть обеспечивающую взаимодействие прикладных процессов в информационной сети, реализующую функции всех уровней функциональной архитектуры (например, ЭМВОС) и включающую физическую среду распространения, через которую происходит передача сигналов данных, несущих информацию.

ТС представляет собой комплекс программно-аппаратных средств, территориально распределенных АС, реализующих функции взаимосвязи потребителей информации, обеспечивая доступ абонентов к транспортной сети в интересах этой взаимосвязи, и технических средств транспортной сети (коммутационных узлов, соединенных каналами первичной сети), обеспечивающей передачу сигналов данных между территориально распределенными абонентскими системами. Функциональные возможности ТС, а соответственно и ее архитектура, полностью определяются потребностями пользователей (прикладных процессов) в передаче различных видов информации с заданными параметрами качества услуг. Основой же построения функциональной архитектуры современных телекоммуникационных сетей является профиль протоколов, обеспечивающий реализацию функций взаимосвязи и предоставляющий пользователям услуги по передаче любого вида информации с ориентацией на интеграцию всех видов услуг в рамках единой ТС.

№ 15

Коммуникационная подсеть представляет собой совокупность физической среды, программных и аппаратных средств, обеспечивающих передачу информации между группой абонентских систем. Рассматриваемая подсеть является важным компонентом информационно-вычислительной сети. В соответствии с этим к ней предъявляются требования, основные из которых сводятся к следующим:

- высокая надежность передачи блоков данных

- небольшая стоимость передачи

- высокая скорость передачи

- износоустойчивость и долговечность оборудования

- малые потери информации

- минимальный штат обслуживания

- передача данных, закодированных любым способом.

Коммуникационная подсеть предназначена для передачи информации между большим числом абонентских систем и является базой, на которой строится вся информационная сеть. Коммуникационная подсеть в свою очередь создается на основе стандартных компонентов

№ 16

Работая в сети, пользователь формулирует определенные требования к ее характеристикам.

Например, пользователь может потребовать, чтобы средняя скорость передачи его информации через сеть не опускалась ниже 2 Мбит/с. То есть в данном случае пользователь задает тот диапазон значений для средней скорости передачи информации через сеть, который для него означает хорошее качество сервиса.

Вс е множество характеристик качества транспортных услуг сети можно отнести к одной из следующих rpyпп:

• производительность;
• надежность;
• безопасность;
• характеристики, имеющие значение только для поставщика услуг.

Первые три группы соответствуют трем наиболее важным для пользователя характеристикам транспортных услуг — возможности без потерь и перерывов в обслуживании (надежность) передавать с заданной скоростью (производительность) защищенную от несанкционированного доступа и подмены информацию (безопасность1). Понятно, что поставщик сетевых услуг, стремясь удовлетворить требования пользователей, также уделяет внимание этим характеристикам. В то же время существует ряд важных для поставщика характеристик сети, которые не интересуют пользователей.

Дело в том, что сеть обслуживает большое количество пользователей, и поставщику услугнужно организовать работу своей сети таким образом, чтобы одновременно удовлетворить требования всех пользователей. Как правило, это сложная проблема, так как основные ресурсы сети — линии связи и коммутаторы (маршрутизаторы) — разделяются между информационными потоками пользователей. Поставщику необходимо найти такой баланс в распределении ресурсов между конкурирующими потоками, чтобы требования всех пользователей были соблюдены. Решение этой задачи включает планирование и контроль расходования ресурсов в процессе передачи пользовательского трафика. Поставщика интересуют те характеристики ресурсов, с помощью которых он обслуживает пользователей.

Например, его интересует производительность коммутатора, так как поставщик должен оценить, какое количество потоков пользователей он может обработать с помощью данного коммутатора. Для пользователя производительность коммутатора не представляет интерес, ему важен конечный результат — будет его поток обслужен качественно или нет.

№ 17

Современная тенденция конвергенции сетей различных типов, о чем рассказы­валось в главе 1, привела к необходимости переноса сетью всех видов трафика, а не только традиционного для компьютерных сетей трафика приложений досту­па к файлам и электронной почты.

В предыдущей главе мы перечислили различные характеристики QoS, с помо­щью которых оценивается качество передачи трафика через сеть. Характеристи­ки QoS особенно важны в том случае, когда сеть передает одновременно трафик разного типа, например трафик веб-приложений и голосовой трафик. Это связа­но с тем, что различные типы трафика предъявляют разные требования к харак­теристикам QoS. Добиться одновременного соблюдения всех характеристик QoS для всех видов трафика очень сложно. Поэтому обычно используют следующий подход: классифицируют все виды трафика, существующие в сети, относя каж­дый из них к одному из распространенных типовых видов трафика, а затем доби­ваются одновременного выполнения определенного подмножества из набора требований для этих типов трафика.

К настоящему времени проделана большая работа по классификации трафика приложений. В качестве основных критериев классификации были приняты три характеристики трафика:

□ относительная предсказуемость скорости передачи данных;

□ чувствительность трафика к задержкам пакетов;

□ чувствительность трафика к потерям и искажениям пакетов.

№ 18

В 80-е годы, произошёл бурный рост компьютерных технологий, связанный с появлением новой элементной базы, и новым витком развития сетевых решений.

Были приняты основные сетевые стандарты для локальных сетей: в 1980 году —Ethernet, в 1985 — TokenRing, в конце 80-х FDDI. Это позволило обеспечить совместимость сетевых операционных систем на нижних уровнях, а также стандартизировать интерфейс ОС с драйверами сетевых адаптеров.

В 1980 году в результате работы «комитета 802», организации InstituteofElectricalandElectronicsEngineers, IEEE, было принято семейство стандартов IEEE 802-х, которые содержат рекомендации по проектированию нижних уровней локальных сетей. Позже результаты работы этого комитета легли в основу комплекса международных стандартов ISO 8802-1...5.

Стандарты семейства IEEE 802.х охватывают два нижних уровня модели ISO/ OSI - физический и канальный, потому что именно эти уровни в наибольшей степени отражают специфику локальных сетей.

Функции канального уровня подразделяются на два подуровня:

§ управление доступом к среде передачи (MediaAccessControl, MAC);

§ управление логическим соединением (LogicalLinkControl, LLC).

 

Подуровень MAC определяет такие элементы канального уровня, как логическая топология сети, метод доступа к среде передачи информации и правила физической адресации между сетевыми объектами. Аббревиатура MAC используется также при определении физического адреса сетевого устройства: физический адрес устройства (который определяется внутри сетевого устройства или сетевой карты на этапе производства) часто называют МАС-адресом этого устройства.

Существует возможность программно изменить МАС-адрес большого количества сетевых устройств, особенно сетевых карт. При этом необходимо помнить, что канальный уровень модели ISO/OSI накладывает ограничения на использование МАС-адресов: в одной физической сети не может быть двух или более устройств, использующих одинаковый МАС-адрес.

Для определения физического адреса сетевого объекта может быть использовано понятие «адрес узла». Адрес узла чаще всего совпадает с МАС - адресом или определяется логически при программном переназначении адреса.

 

Подуровень LLC определяет правила синхронизации передачи и сервиса соединений. Этот подуровень канального уровня тесно взаимодействует с сетевым уровнем модели ISO/OSI и отвечает за надежность физических (с использованием МАС-адресов) соединений. Канальный уровень обеспечивает сервис соединений.

Существует три типа сервиса соединений:

§ сервис без подтверждения и без установления соединений (unacknowledgedconnectionless) -посылает и получает фреймы без управления потоком и без контроля ошибок или последовательности пакетов;

§ сервис, ориентированный на соединение (connection-oriented), -обеспечивает управление потоком, контроль ошибок и последовательности пакетов посредством выдачи квитанций (подтверждений);

§ сервис с подтверждением без установления соединения (acknowledgedconnectionless) -использует квитанции для управления потоком и контроля ошибок при передачах между двумя узлами сети.

Сервис соединений использует подтверждения, или квитанции, представляющие собой специальные сообщения, которые подтверждают факт приема фрейма или пакета данных. Подтверждения используются для управления потоком данных LLC-уровня и для контроля ошибок.

 

 

№ 19

Таблица 5.2 Характеристики различных стандартов Ethernet

Реализация	Топология	Среда передачи	Максимальная длина кабеля, м
Ethernet
10Base-5	«шина»	Толстый коаксиальный кабель
10Base-2	«шина»	Тонкий коаксиальный кабель	185; реально до 300
10Base-T	«звезда»	витая пара
10Base-FL	«звезда»	оптоволокно	500 (станция- концентратор); 2000 (между концентраторами)
FastEthernet
100Base-TX	«звезда»	витая пара категории 5 (используется две пары)
100Base-T4	«звезда»	витая пара категории 3, 4 или 5 (используется четыре пары)
100Base-FX	«звезда»	многомодовое или одномодовое оптоволокно	2000 (многомодовый); 15000 (одномодовый); реально до 40 км
GigabitEthernet
1000Base-T	«звезда»	витая пара категории 5 или выше
1000Base-CX	«звезда»	специальный кабель типа STP
1000Base-SX	«звезда»	оптоволокно	220-550 (многомодовый), в зависимости от типа
1000Base-LX	«звезда»	оптоволокно	550 (многомодовый); 5000 (одномодовый); реально до 80 км
10 GigabitEthernet
10GBase-x (x набор стандартов)	«звезда»	оптоволокно	300-40000 (в зависимости от типа кабеля и длины волны лазера)

 

№ 20

Все сети строятся на основе трех базовых топологий:

• шина (bus);
• звезда (star);
• кольцо (ring).

Шина

Топологию «шина» часто называют «линейной шиной» (linearbus). Данная топология относится к наиболее простым и широко распространенным топологиям. В ней используется один кабель, именуемый магистралью или сегментом, вдоль которого подключены все компьютеры сети.

Преимущества сетей шинной топологии:

· расход кабеля существенно уменьшен

· отказ одного из узлов не влияет на работу сети в целом;

· сеть легко настраивать и конфигурировать;

· сеть устойчива к неисправностям отдельных узлов.

Недостатки сетей шинной топологии:

· разрыв кабеля может повлиять на работу всей сети;

· ограниченная длина кабеля и количество рабочих станций;

· недостаточная надежность сети из-за проблем с разъемами кабеля.

· низкая производительность, обусловлена разделением канала между всеми абонентами.

 

Звезда

В сети построенной по топологии типа «звезда» каждая рабочая станция подсоединяется кабелем (витой парой) к концентратору или хабу (англ. hub). Концентратор обеспечивает параллельное соединение ПК и, таким образом, все компьютеры, подключенные к сети, могут общаться друг с другом.

Данные от передающей станции сети передаются через хаб по всем линиям связи всем ПК. Информация поступает на все рабочие станции, но принимается только теми станциями, которым она предназначается. Так как передача сигналов в топологии физическая звезда является широковещательной, то есть сигналы от ПК распространяются одновременно во все направления, то логическая топология данной локальной сети является логической шиной.

Данная топология применяется в локальных сетях с архитектурой 10Base-T Ethernet.

Преимущества сетей топологии звезда:

· легко подключить новый ПК;

· имеется возможность централизованного управления;

· сеть устойчива к неисправностям отдельных ПК и к разрывам соединения отдельных ПК.

Недостатки сетей топологии звезда:

· отказ хаба влияет на работу всей сети;

· большой расход кабеля.

 

 

Кольцо

В сети с топологией кольцо все узлы соединены каналами связи в неразрывное кольцо (необязательно окружность), по которому передаются данные. Выход одного ПК соединяется со входом другого ПК. Начав движение из одной точки, данные, в конечном счете, попадают на его начало. Данные в кольце всегда движутся в одном и том же направлении.

Принимающая рабочая станция распознает и получает только адресованное ей сообщение. В сети с топологией типа физическое кольцо используется маркерный доступ, который предоставляет станции право на использование кольца в определенном порядке. Логическая топология данной сети — логическое кольцо. Данную сеть очень легко создавать и настраивать.

К основному недостатку сетей топологии кольцо является то, что повреждение линии связи в одном месте или отказ ПК приводит к неработоспособности всей сети.

Как правило, в чистом виде топология «кольцо» не применяется из-за своей ненадёжности, поэтому на практике применяются различные модификации кольцевой топологии.

Смешанная топология

Смешанная топология — сетевая топология, преобладающая в крупных сетях с произвольными связями между компьютерами. В таких сетях можно выделить отдельные произвольно связанные фрагменты (подсети), имеющие типовую топологию, поэтому их называют сетями со смешанной топологией.

№ 21

---

Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 211; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!