Локальные сети 2 3 (стр. 5 из 21)
Достоинства «кольца»:
- отсутствие дорогого ЦУ;
ОП - лёгкий поиск неисправных узлов;
ОП ОП - (отсутствуеткуда послать проблема); маршрутизации- пропускная способность сети
ОП ОП поэтомуразделяется все междупользователи всеми пользователямигарантированно, последовательно получают доступ к сети; - простота контроля ошибок.
Недостатки «кольца»:
- трудно включить в сеть новые РС (необходим повторитель, необходимо выключить и разомкнуть цепь)
- каждая РС должна активно участвовать в пересылке информации, для этого нужны ресурсы, чтобы не было задержек в основной работе этих РС.
- в случае выхода из строя хотя бы одной РС или отрезка кабеля вся сеть парализуется.
3. Шинная структура (Топология «общая шина»).
Общая шина наиболее широко распространена в ЛВС. Топология «ОШ «предполагает использование одного кабеля (шины), к которому непосредственно подключаются все компьютеры сети. В случае «ОШ» кабель используется всеми станциями по очереди, т.е. шину может захватить в один момент времени только одна станция. Доступ к сети (к кабелю) осуществляется путём состязаний между пользователями. В сети принимается специальные меры для того, чтобы при работе с общим кабелем
ОП компьютеры не мешали друг другу передавать данные. Возникающие конфликты разрешаются соответствующими протоколами. ОП ОП Информация передаётся на всестанции сразу.
РС подсоединяется к шине посредством устройства ТАР (англ. Tetminal Access Point-точка подключения терминала). ТАР-специальный тип подсоединения к коаксиальному кабелю. Зонд игольчатой формы внедряется через наружную оболочку внешнего проводника к внутреннему проводнику и присоединяется
Достоинства «ОШ»:
- простота построения сети;
- сеть легко расширяется;
- эффективно используется пропускная
ОП ОП способность- надёжность канала; здесь выше, т.к. выход из строя отдельных РС не нарушит работоспособности сети в целом; Недостатки «ОШ»:
- ограниченная длина шины;
- нет автоматического подтверждения приёма сообщения;
- возможность возникновения столкновений (коллизий) на шине (на кабеле), когда пытаются передать информацию сразу несколько станций;
- низкая защита данных;
- выход из строя какого-либо отрезка кабеля ведёт к нарушению работоспособности сети.
4. Древовидная структура
Эта структура позволяет объединить несколько сетей, в том числе с различными топологиями или разбить одну большую сеть на ряд подсетей.
Разбиение на сегменты позволит выделить подсети, в пределах которых идет интенсивный обмен между станциями, разделить потоки данных и увеличить, таким образом, производительность сети в целом. Объединение отдельных ветвей (сетей) осуществляется с помощью устройств, называемых мостами или шлюзами.
Шлюз применяется в случае соединения сетей, имеющих различную топологию и различные протоколы. Мосты объединяют сети с одинаковой топологией, но может преобразовывать протоколы (т.е. разные протоколы на двух объединяемых участках). Разбиение сети на подсети осуществляется с помощью коммутаторов и маршрутизаторов.
Физическая среда для передачи данных.
Для передачи данных используются различные виды кабеля (кабель на основе экранированной и неэкранированной витой пары, коаксиальный кабель, оптоволоконные линии), инфракрасные излучения, радиолинии СВЧ-диапазона (КВ, УКВ). При выборе типа физической среды для передачи данных учитывают следующие критерии.
1. Стоимость монтажа и обслуживания (т.е. прокладки кабеля);
2. Скорость передачи информации;
3. Ограничения на величину расстояния передачи информации (без
дополнительных усилителей-повторителей (репитеров));
4. Безопасность и надёжность передачи данных.
Главная проблема заключается в одновременном обеспечении этих показателей, например, наивысшая скорость передачи данных ограничена максимально возможным расстоянием передачи данных, при которой еще обеспечивается требуемый уровень защиты данных. Легкая наращиваемость и простота расширения кабельной системы влияют на ее стоимость и безопасность передачи данных. Чаще всего стараются обеспечить один или два показателя.
Витая пара.
Наиболее дешевым кабельным соединением является витое двухжильное проводное соединение называемое “витой парой” (англ. twisted pair) (ВП). Она позволяет передавать информацию со скоростью до 1000 Мбит/с, легко наращивается, является помехозащищенной. Преимуществами являются низкая цена и беспроблемная установка. Для повышения помехозащищенности информации и для защиты от вредного излучения часто используют экранированную витую пару, т.е. ВП, помещенную в специальную металлическую оболочку (подобно экрану коаксиального кабеля). Это увеличивает стоимость витой пары и приближает ее цену к цене коаксиального кабеля. Экранированная витая пара используется только для передачи данных (не для голоса) на большие расстояния и поддерживает подключение большего количества узлов (применяется в основном для сетей IBM - TokenRing).
Кабель на основе неэкранированной витой пары (UTP) бывает категории 1-7 и использует 4 пары: две для передачи данных, две – для голоса.
Category 1 – поддерживает скорость до 20 Кбит/с и используется для цифровой и аналоговой передачи голоса, а также низкоскоростной передачи данных. До 1983 г. – основной тип телефонных линий.
Category 2 – пропускная способность – 1МГц, используется для кабельных систем фирмы IBM.
Category 3 – наиболее широкое распространение, до 10 Мбит/с (частота сигнала -16МГц), применяется для передачи данных и голоса.
Category 4 – применяется редко, в основном для сетей Token Ring, до 16Мбит/с (20 МГц), до 135 м.
Category 5 – до 100Мбит/с (100МГц) - применяется для сетей FDDI, FastEthernet, 100VG-AnyLAN;
155Мбит/с – сети АТМ; 1000Мбит/с – GigabitEthernet.
Category 5е, + -
Category 6 – до 200МГц.
Category 7 – до 600МГц, экранируются все пары и весь кабель, высокая скорость, большие расстояния, по цене равны оптоволокну, но по качеству хуже. Рис.
Кабель на основе экранированной витой пары (STP) бывает типов 1-9.
Type 1 – основной тип, соответствуют UTP Category 5, применяется в сетях Token Ring, 100VGAnyLAN, используемый для передачи данных. Каждый кабель состоит из двух пар проводов.
Type 2 – соответствует Type 1 плюс две неэкранированные витые пары для передачи голоса.
Сочетание четырех неэкранированных и двух экранированных одножильных проводов в единой оболочке. Неэкранированные провода (UTP) предназначены для передачи речевых сообщений (voice transmission), а экранированные (STP) - для передачи данных.
Тип 3. Состоит из четырех пар одножильных проводов, используемых для передачи речевых сообщений и данных.
Тип 6. Состоит из двух пар многожильных кабелей. Во многом подобен типу 1, однако вместо одножильного используется многожильный провод.
Тип 8. Специальный плоский кабель STP, что позволяет прокладывать его под коврами.
Тип 9. Состоит из двух экранированных пар STP, покрытых специальной оболочкой (plenum), а не поливинилхлоридом (PVC), поэтому его можно прокладывать в перекрытиях между этажами здания. При горении PVC выделяет токсичные газы, поэтому в соответствии с правилами пожарной безопасности используют иную оболочку
Для коммутации витых пар применяются розетки RJ-45.
Коаксиальный кабель - устаревшая технология для ЛВС.
Коаксиальный кабель имеет среднюю цену, хорошо помехозащищен и применяется для связи на большие расстояния (несколько километров). Скорость передачи информации от 1 до 10 Мбит/с, а в некоторых случаях может достигать 50 Мбит/с. Применяются кабель RG-8, RG-11, называемый “толстым” Ethernet (10Base-5, волновое сопротивление 50 Ом, диаметр 0,5 дюйма); RG-58 (сплошной), RG-58U, RG-58A/U (многожильный), RG-58C/U (военный) – «тонкий» Ethernet (10Base-2, 50 Ом; 0,25 дюйма)- хуже, чем «толстый», но удобнее при монтаже. Разъём – BNC. RG-59 – применяется для кабельного телевидения (75 Ом); RG-62 – для сетей ArcNet (93 Ома). Рис.
Оптоволоконные линии
Наиболее дорогими являются оптопроводники, называемые также стекловолоконным кабелем. Скорость распространения информации достигает нескольких гигабит в секунду, за счёт того, что в качестве сигнала передаётся свет. Допустимое удаление- более 50 км. Внешнее воздействие помех практически отсутствует. Эти соединения применяются там, где возникают электромагнитные поля помех и/или требуется передача информации на очень большие расстояния без использования повторителей и/или требуется высокая скорость передачи. Они обладают противоподслушивающими свойствами, так как техника ответвлений в оптоволоконном кабеле очень сложна. Оптопроводники объединяются в сеть по топологии звезда или кольцо (с помощью разъёмов MIC, ST, SC). В качестве источников света используются светодиоды и лазер.
Различают многомодовое (∅62.5/125, 50/125 мкм - cо ступенчатым или с плавным изменением показателя преломления) (полоса пропускания 500-800МГц/км) и одномодовое волокно (∅= λ=5-10 мкм - центральный проводник соизмерим длине волны) (сотни гигагерц). Мода – угол отражения луча.
Свет проходит по тончайшей стеклянной или пластиковой нити, покрытой тонким изоляционным слоем, называемым оболочкой (cladding). Оболочка окружена покрытием, которое защищает непрочную нить. Покрытие Изоляция Оболочка Сердцевина волокна
Как вы понимаете, оптоволокно - критический элемент среды передачи , конце волокна находится устройство, которое называется кодек или код отвечает за преобразование данных в световые импульсы и обратное их электрические импульсы, с которыми работает компьютер. ИК- диод (LED) или лазер, находящийся на одном конце оптоволокна, посылает по кабелю световые сигналы. Когда эти сигналы достигают другого конца кабеля, они преобразуются в исходную (электрическую) форму.