Достоинства сети:
- возможность связи с движущимися абонентами;
- возможность подключения и отключения абонентов без остановки сети.
Недостатки:
- возможность прослушивания всех абонентов; воздействие промышленных и
атмосферных помех;
- наличие «мертвых зон», обусловленных конструкциями зданий и помещений.
Радиоканальные сети сейчас начинают все шире использоваться там, где
необходимы связи с движущимися абонентами.
2.4.2. Кольцевые сети
Структура сети показана на рис.2.4.2.1. Средства коммуникаций сети включают физическую среду передачи сигналов в форме кольца, соединяющего ПЭВМ, блоки доступа и повторители.
Методы доступа к сети.
В кольцевой структуре применяются централизованные методы доступа.
Разделение времени (временное сегментирование). ЦУС через определенные промежутки времени по очереди разрешает абонентам передачу сообщений. Время передачи также определено.
Передача полномочия (маркерный доступ). ЦУС формирует служебный пакет-полномочие (маркер), который циркулирует по кольцу. Приход полномочия к абоненту означает разрешение на передачу сообщения этим абонентом. Время передачи определено. Все остальные абоненты работают только на прием. После выдачи сообщения в сеть абонент-отправитель посылает полномочие следующему абоненту. Абонент-получатель принимает сообщение, проверяет его правильность и посылает дальше по кольцу с добавлением, что сообщение принято без искажения или с искажением. Отправитель принимает свое сообщение, которое прошло по всему кольцу, в качестве подтверждения о приеме сообщения получателем. Если сообщение получателем принято с искажением, то отправитель повторяет передачу сообщения.
В централизованных методах доступа может быть реализовано приоритетное обслуживание абонентов. Поскольку централизованные методы доступа организуются единственным в сети ЦУС, то их надежность меньше, чем у случайных методов.
Достоинства сети:
простота реализации двухточечной линии связи (в каждый момент соединены только две точки -два абонента), что снижает требования к физической среде;
- простота организации подтверждения о приеме сообщения;
- небольшая общая длина физической среды. Недостатки:
- низкая надежность, так как выход из строя участка физической среды или
повторителя приводит к остановке работы всей сети;
- невозможность подключения и отключения абонентов без остановки сети;
- максимальная задержка передачи сообщения зависит от количества
абонентов.
Для повышения надежности и пропускной способности сети применяется двойное кольцо. Сообщения в кольцах курсируют в разных направлениях. При нарушениях одного кольца уменьшается только пропускная способность сети. При нарушениях обоих колец ближайшие к нарушению автоматически восстанавливают циркуляцию информации в одном кольце.
Пример кольцевой сети: Token Ring Network (филиал фирмы IBM в Цюрихе). Сеть обладает статусом мирового стандарта, ее длина достигает 2 км и обслуживает до 256 абонентов. В сети реализован маркерный метод доступа.
2.4.3. Магистральные сети
1. Магистральные моноканалы
Достоинства сети:
- более высокая надежность, чем у кольцевых сетей, так как отказ абонента не
влияет на работу сети;
- возможность подключения и отключения абонентов без остановки работы сети
в случае неразрушающего физическую среду подключения абонентов;
- наименьшая длина физической среды.
Для повышения надежности и пропускной способности применяются двойные моноканалы.
Примером магистральной моноканальной структуры является сеть Ethernet, представляющая собой отраслевой стандарт фирм Intel, DEC и Xerox. Сеть положена в основу международного стандарта, обслуживает до 1000 абонентов при длине сети до 10 км, доступ к сети осуществляется по протоколам CSMA/CD.
2.4.4. Комбинированные сети
Каждая из приведенных структур сетей обладает определенными достоинствами и недостатками. Преодолеть некоторые недостатки и повысить эффективность сетей можно путем комбинирования (структурирования) различных топологий.
компьютер, УК - узел коммуникации
Достоинства сетей:
- возможность легкого наращивания абонентов и ресурсов сети;
- изменение конфигурации сетевой структуры;
- повышение надежности сети;
- продление жизненного цикла.
Глобальные компьютерные сети
3.1. Классификация сетей
Глобальные сети можно классифицировать по следующим признакам:
1. По типу средств коммуникаций:
наземные многоузловые сети;
спутниковые радиосети;
комбинированные сети.
2. По способу коммутации сообщений:
коммутация каналов;
коммутация сообщений;
коммутация пакетов;
адаптивная коммутация.
3. По выбору маршрута передачи сообщения:
фиксированные пути;
направленный выбор пути; случайные пути; лавинный способ.
3.2. Наземные многоузловые сети
Рабочими ЭВМ сети могут быть все классы ЭВМ от персональных до суперЭВМ. Используются также отдельные терминалы (Т). Абоненты подключаются к сети посредством телефонных и телеграфных каналов связи в точках подключения (ТП). Доступ пользователей к ресурсам сети осуществляется через узлы коммутации. Каждый узел коммутации (УК) обслуживает определенное число пользователей, обычно наиболее близко расположенных к узлу. Архитектуру УК составляют ЭВМ со специальным сетевым программным обеспечением и коммуникационное оборудование. УК могут быть обслуживаемыми и необслуживаемыми, т. е. работающими в автоматическом режиме. УК выполняют важные сетевые функции: анализ и формирование сетевых адресов абонентов, кодирование сообщений, контроль и коррекцию ошибок, появившихся в процессе передачи информации, управление потоками
сообщений, выбор оптимального для данной ситуации маршрута передачи сообщения и др. Один из УК выполняет роль шлюза или моста.
С одним из УК совмещается центр управления сетью (ЦУС), на котором работает администратор сети. В ЦУС, как правило, входит наиболее мощная ЭВМ сети со специальным программным обеспечением.
Между УК прокладываются, как правило, магистральные скоростные каналы передачи данных (МСКПД) на основе Коаксиальных, многожильных и оптоволоконных кабелей. В крайнем случае используются телефонные линии связи, обладающие средней скоростью передачи данных.
Достоинства многоузловой сети:
- возможно использование ранее проложенных каналов связи;
- допустимо применение в разных частях сети различных физических сред
и скоростей передачи данных;
- возможность применения различных способов коммутации и выбора
путей передачи сообщений.
Недостатки:
-сложность прокладки в труднодоступных местах
(горах, болотах, пустынях, в воде);
- невозможность связи с движущимися абонентами.
3.2.2. Принцип модемной связи
Чтобы передать дискретный двоичный сигнал с выхода одной ПЭВМ на вход другой по аналоговой телефонной линии связи, этот сигнал должен быть преобразован в стандартную форму передачи сигнала по телефонной линии. Такое преобразование называется модуляцией, а устройство, осуществляющее преобразование модулятором. На входе ПЭВМ - получателя сообщения должно быть сделано обратное преобразование, которое называется демодуляцией, а устройство — демодулятором. Так как ПЭВМ передает и принимает сообщение, то модулятор и демодулятор объединяют в одном устройстве под названием модем. Модемы выпускаются как в виде отдельных блоков, так и встроенными в ПЭВМ В зависимости от качества модемов и линий связи скорость передачи данных через модемы составляет 2400,4800,9600 бит/с.
Обычный тип модема позволяет передавать только текстовую информацию, в связи с чем его иногда называют телефонным. Кроме телефонного модема выпускаются факс—модемы, которые могут передавать графическую информацию: деловые письма с подписями и печатями, чертежи, эскизы, рисунки, фотографии. Для разносторонней работы пользователя в сети к ПЭВМ должен быть подключен сканер.
3.3. Спутниковые и комбинированные сети.
Применение космических спутников связи привело к возможности создания глобальных радиосетей. Средства коммуникаций включают спутники связи (СС), наземные радиостанции (PC) и проводные каналы связи между ними.
Достоинства сети:
- используя разные частоты, можно организовать несколько сетей, работающих
параллельно и не мешающих друг другу;
- достаточно просто реализовать связь с движущимися абонентами;
сравнительно недорого проложить каналы связи в труднодоступных местах.
Недостаток: высокая стоимость реализации спутниковой связи.
В настоящее время среди глобальных сетей все большее распространение получают комбинированные сети, в которых передача данных через наземные УК дополняется радиосвязью абонентов с УК, а при необходимости - и спутниковой связью.
3.4. Примеры глобальных сетей
В СНГ в последние годы интенсивно внедряется сетевая компьютерная инфраструктура. Независимые государства развивают свои компьютерные сети и активно включаются в мировое информационное сообщество на базе глобальных международных сетей.
В сетях СНГ основными каналами связи являются; коммутируемая телефонная сеть общего пользования, выделенные телефонные линии связи, специальные сети передачи данных (ПД-200, «Искра») и сеть абонентского телеграфа. В последнее время используются также линии связи на оптоволоконных кабелях, сотовая связь и радиосвязь. Основные национальные сети, а также международные сети, услугами которых могут пользоваться граждане СНГ: