Технические средства информатизации (стр. 51 из 57)

· мост МАС-подуровня позволяет объединять сегменты сети в пределах одной технологии;

· мост LLC-подуровня, он же транслирующий мост, позволяет объединять сегменты сетей и с разными технологиями.

Для узлов сети мост может быть «прозрачным», присутствие такого моста никак не отражается на действиях узлов. Мост сам определяет, требуется ли передача кадра из одного сегмента в другой и в какой именно. В противоположность прозрачным, существуют и мосты с маршрутизацией от источника. Для использования этих мостов источник кадра должен указать трассу его передачи. В пересылаемом кадре мост может модифицировать информацию только второго уровня, третьим уровнем он не интересуется. На основании информации второго уровня мост может выполнять фильтрацию по правилам, заданным административным способом.

Мост может быть локальным, удаленным или распределенным. Локальный мост – устройство с двумя или более интерфейсами, к которым подключаются соединяемые сегменты локальных сетей. Удаленные мосты соединяют сегменты сетей, значительно удаленные друг от друга, через линию связи. Для связи удаленных сегментов мосты устанавливают парами, по устройству на каждом конце линии. Распределенный мост представляет собой совокупность интерфейсов некоторого коммуникационного облака, к которым подключаются сегменты соединяемых сетей.

Коммутатор второго уровня (MAC и LLC) выполняет функции, аналогичные функциям мостов, но используется для сегментации – разбивки сетей на мелкие сегменты с целью повышения пропускной способности. Интеллектуальные коммутаторы используются для построения виртуальных локальных сетей (ВЛС). В случае микросегментации (к каждому порту подключается микросегмент, содержащий всего один узел) коммутатор должен передавать в другой порт (порты) каждый кадр, принятый каждым портом, что предъявляет высокие требования к его производительности.

Маршрутизатор (router) работает на 3-м уровне и используется для передачи пакетов между сетями. Маршрутизаторы ориентируются на конкретный протокольный стек (TCP/IP, IPX/SPX, AppleTalk); мультипротокольные маршрутизаторы могут обслуживать несколько протоколов. Согласно правилам используемого протокола, маршрутизатор в пересылаемых пакетах модифицирует некоторые поля заголовка 3-го уровня. Маршрутизатор выполняет фильтрацию на основе информации 3-го уровня (и выше). В отличие от повторителей и мостов или коммутаторов, присутствие маршрутизатора известно узлам сетей, подключенных к его интерфейсам. Каждый порт маршрутизатора имеет свой сетевой адрес, на этот адрес узлы посылают пакеты, предназначенные узлам других сетей.

Коммутатор третьего уровня решает задачи, близкие задачам маршрутизаторов, и ряд других (построение виртуальных локальных сетей) с более высокой производительностью.

2. Топология, методы доступа к среде.

Каждая сетевая технология имеет характерную для нее топологию соединения узлов сети и метод доступа к среде передачи. Эти категории связаны с двумя нижними уровнями модели OSI.

Различают физическую топологию, определяющую правила физических соединений узлов (прокладку реальных кабелей), и логическую топологию, определяющую направления потоков данных между узлами сети. Логическая и физическая топологии относительно независимы друг от друга.

Физические топологии – шина, звезда, кольцо, дерево, сетка – иллюстрирует рис. 8.4.

Рис. 8.4. Разновидности топологии сетей:а – шина, б – звезда, в – кольцо, г – дерево, д - сетка

В логической шине информация (кадр), передаваемая одним узлом, одновременно доступна для всех узлов, подключенных к одному сегменту. Передачу считанных данных на вышестоящий уровень (LLC-подуровень) производит только тот узел (узлы), которому адресуется данный кадр.

Логическая шина реализуется на физической топологии шины, звезды, дерева, сетки. Метод доступа к среде передачи, разделяемой между всеми узлами сегмента, – вероятностный, основанный на прослушивании сигнала в шине, или детерминированный, основанный на определенной дисциплине передачи права доступа.

В логическом кольце информация передается последовательно от узла к узлу. Каждый узел принимает кадры только от предыдущего и посылает только последующему узлу по кольцу. Узел транслирует дальше по сети все кадры, а обрабатывает только адресуемые ему. Реализуется на физической топологии кольца или звезды с внутренним кольцом в концентраторе. Метод доступа – детерминированный.

Современный подход к построению высокопроизводительных сетей переносит большую часть функций МАС-уровня (управление доступом к среде) на центральные сетевые устройства – коммутаторы. При этом можно говорить о логической звезде, хотя это название широко не используется.

Методы доступа к среде передачи делятся на вероятностные и детерминированные.

При вероятностном методе доступа узел, желающий послать кадр в сеть, прослушивает линию. Если линия занята или обнаружена коллизия (столкновение сигналов от двух передатчиков), попытка откладывается на некоторое время.

Общий недостаток вероятностных методов доступа – неопределенное время прохождения кадра, резко возрастающее при увеличении нагрузки на сеть, что ограничивает его применение в системах реального времени.

При детерминированном методе узлы получают доступ к среде в предопределенном порядке. Последовательность определяется контроллером сети, который может быть централизованным (его функции может выполнять, например, сервер) или (и) распределенным (функции выполняются оборудованием всех узлов). Основное преимущество метода – ограниченное время прохождения 1 кадра, мало зависящее от нагрузки.

Сети с большой нагрузкой требуют более эффективных методов доступа. Один из способов повышения эффективности – перенос управления доступом от узлов в кабельные центры. При этом узел посылает кадр в коммуникационное устройство. Задача этого устройства – обеспечить прохождение кадра к адресату с оптимизацией общей производительности сети и обеспечением уровня качества обслуживания, требуемого конкретным приложением.

Контрольные вопросы.

5. Определение локальных сетей, области их применения.

6. Что подразумевает аппаратная реализация локальных сетей?

7. Привести классификацию физических элементов сетей.

8. Какие топологии ЛВС вам известны?

9. Охарактеризовать физическую топологию ЛВС. В чём выражается логическая топология?

10. Описать вероятностные и детерминированные методы доступа к среде передачи.

Тема 8.3. Системы пейджинговой, сотовой и спутниковой связи.

План

1. Системы пейджинговой радиотелефонной связи.

2. Системы сотовой подвижной связи

3. Спутниковые системы связи

1. Системы пейджинговой радиотелефонной связи.

Пейджер (от англ. to page — вызывать, выкликать) — приемно-передающее устройство персонального радиовызова.

Пейджинговая связь появилась в середине 1950-х гг. и воспринималась неоднозначно, поскольку наряду с высокой оперативностью и низкой стоимостью она до сих пор еще является в основном односторонним видом связи. В 1990-х гг. на фоне стремительного развития сотовой связи ожидалось снижение популярности пейджинговой связи. Однако этого не произошло, поскольку были разработаны высокоскоростные протоколы обмена и появились системы двухсторонней связи. По данным на 2001 г. в развитых странах пейджинговой связью пользовалось до 20 % населения; во всем мире насчитывалось 110 млн абонентов, причем за ближайшие три года ожидается увеличение этого числа до 200 млн.

Пейджинговые сети связи организованы по радиальному и сотовому принципам, могут быть односторонними и двухсторонними.

Односторонние пейджинговые сети имеют широкое применение, поскольку предполагают сплошное перекрытие всей зоны обслуживания. На рис. 8.5 приведена структурная схема односторонней пейджинговой сети.

Рис. 8.5. Структурная схема односторонней пейджинговой сети.

Основой пейджинговой сети является пейджинговый терминал: приемно-передающее устройство с контроллером, ретранслятором, пультом управления и антенной. На пейджинговый контроллер сети информация поступает через интерфейс доступа, который является системой сбора и обработки поступающей информации и в общем случае включает в себя локальные рабочие места операторов, соединенные с коммутационным сервером сети. Для передачи информации могут использоваться телефон, радиотелефон, телефакс, модем. Некоторые пейджинговые компании предоставляют возможность передавать сообщения на пейджер непосредственно с персонального компьютера по электронной почте (е-mail) или через Internet. Для приема информации используется миниатюрный УКВ-приемник — пейджер, работающий в диапазоне частот 146— 174 МГц.

Современный уровень телекоммутационной техники позволяет построить пейджинговую сеть любого размера: от офисной до общегосударственной. Наиболее характерны три вида этих систем: корпоративные, локальные и региональные.

Ведомственные, или локальные, пейджинговые сети используются в рамках какого-либо предприятия (вокзалы, аэропорты), имеют радиус действия до пяти километров, ограниченное количество абонентов и построены по радиальному принципу.

Городские пейджинговые сети отличаются радиусом действия в десятки километров и охватывают несколько тысяч абонентов.