Helyi számítógépes hálózatok: alapfogalmak, topológia. A helyi hálózatok alapjai Összekapcsolt helyi hálózatok rendszere

1.3. témakör: Nyílt rendszerek és az OSI modell

1.4. témakör: A helyi hálózatok alapjai

1.5. témakör: A helyi hálózatok alaptechnológiái

1.6. témakör: A LAN alapvető szoftver- és hardverkomponensei

Helyi hálózatok

1.4. LAN alapok

1.4.1. A LAN alapfogalmai

LAN besorolás

Számítógép hálózat adatátviteli csatornákkal összekapcsolt számítógépek gyűjteménye. A számítógépek közötti távolságtól függően a következő számítógépes hálózatokat különböztetjük meg:

• helyi hálózatok - LAN;
• területi számítógépes hálózatok, amelyek magukban foglalják a regionális MAN és globális WAN hálózatokat;
• vállalati hálózatok.

A helyi hálózat olyan LAN, amelyen számítógépek és kommunikációs berendezések találhatók rövid távolságra egymástól. A LAN-t általában arra tervezték, hogy információkat gyűjtsön, tároljon, továbbítson, feldolgozzon és elosztott információkat biztosítson egy osztályon vagy vállalaton belül. Ezen túlmenően a LAN rendszerint rendelkezik internet-hozzáféréssel.

A helyi hálózatok a következők szerint osztályozhatók:

• vezetői szint;
• célja;
• homogenitás;
• adminisztratív kapcsolatok számítógépek között;
• topológia;
• építészet.

Nézzük meg közelebbről a LAN osztályozását

A következő LAN-okat különböztetik meg felügyeleti szint szerint:

• Munkacsoportos LAN-ok, amelyek több, ugyanazt az operációs rendszert futtató PC-ből állnak. Egy ilyen LAN-ban általában több dedikált szerver található: fájlszerver, nyomtatószerver;
• A szerkezeti egységek (részlegek) LAN-ja. A LAN adatok több tucat PC-t és szervert tartalmaznak, mint például: fájlszerver, nyomtatószerver, adatbázis-szerver;
• Vállalkozások (cégek) LAN-ja. Ezek a LAN-ok több mint 100 számítógépet és szervert tartalmazhatnak, mint például: fájlszerver, nyomtatószerver, adatbázisszerver, levelezőszerver és egyéb szerverek.

Céljuk szerint a hálózatokat a következőkre osztják:

• Számítógépes hálózatok számítási munkára;
• információs és számítógépes hálózatok, amelyek mind az elszámolási munka végzésére, mind pedig a biztosításra szolgálnak információs források;
• információs tanácsadók, akik az adatfeldolgozás alapján a döntéshozatalt segítő információkat generálnak;
• információ-vezérlő hálózatok, amelyek az objektumok információfeldolgozáson alapuló kezelésére szolgálnak.

A használt számítógépek típusai megkülönböztethetők:

• homogén hálózatok, amelyek azonos típusú számítógépeket és rendszerszoftvert tartalmaznak;
• heterogén hálózatok, amelyek különböző típusú számítógépeket és rendszerszoftvert tartalmaznak.

A számítógépek közötti adminisztratív kapcsolatok alapján megkülönböztethetünk:

• LAN központi kezeléssel (dedikált szerverekkel);
• LAN-ok központi vezérlés (decentralizált) vagy peer-to-peer (egyszintű) hálózatok nélkül.

A topológia (fő topológiák) szerint a LAN-ok a következőkre oszthatók:

• busz topológia;
• csillag topológia;
• gyűrű topológia.

Az architektúra (az architektúrák fő típusai) szerint a LAN-ok a következőkre oszthatók:

1. Ethernet.
2. Arcnet.
3. Jelzőgyűrű.
4. FDDI.

Háló számítógépek csoportja, amelyek kommunikációs csatornán keresztül kapcsolódnak egymáshoz. A csatorna biztosítja a hálózaton belüli adatcserét (vagyis egy adott csoportba tartozó számítógépek közötti adatcserét). A hálózat állhat két vagy három számítógépből, vagy több ezer PC-t egyesíthet. Fizikailag a számítógépek közötti adatcsere a segítségével valósítható meg speciális kábel, telefonvonal, optikai kábel vagy rádiókapcsolat.

A hálózaton lévő számítógépek csatlakoztathatók:

• közvetlenül egymással (az ún pontról pontraösszetett);
• · közbenső kommunikációs központok.

A hálózatra csatlakoztatott számítógépek két célt szolgálhatnak: lehetnek munkaállomások vagy szerverek.

Munkaállomás- ez a hálózat bármely működő számítógépe, amely nem szerver; általában a felhasználók dolgoznak rajtuk. A munkaállomásokkal szemben támasztott követelményeket az állomás feladatköre határozza meg. Általában a fő követelmények a sebességre és a RAM mennyiségére vonatkoznak.

Szerverek- ezek olyan számítógépek, amelyek a teljes hálózatot kezelik, és a munkaállomások összes adatát felhalmozzák. A szerverek automata üzemmódban is működhetnek - billentyűzet nélkül, néha monitor nélkül is megállják a helyüket, de mindenesetre a szerverek ellátják a hálózatkezelés és az adatkoncentráció funkcióit. Hálózati adminisztrátor- olyan személy, akinek feladatai közé tartozik a hálózat telepítésével és üzemeltetésével kapcsolatos minden kérdés, valamint a hálózathasználók jogaival és lehetőségeivel kapcsolatos minden probléma megoldása.

Általában a legnagyobb és a legtöbb erős számítógép online. Azonban a fejlődés számítógép tartozék egyértelműen a belső alkatrészek csökkenéséhez vezet - a számítógép gyorsabbá és gazdaságosabbá válik. Ezért rövid időn belül a szerver gyorsabban elavulhat, mint rendszeres számítógépek, amelyekre nem vonatkoznak ilyen magas követelmények.

Szokás különbséget tenni a helyi és a globális hálózatok között. Lényegében az elnevezésekből kitűnik a fő különbség köztük, de van néhány jelentős technológiai különbség is.

Helyi hálózatok(az angol local - local szóból) olyan hálózatok, amelyek egymáshoz közel elhelyezkedő számítógépekből állnak, amelyek leggyakrabban ugyanabban a helyiségben, ugyanabban az épületben vagy egymáshoz közeli épületekben találhatók. Helyi számítógépes hálózatokún. társasági(angolul company - company, general). Példák: bankhálózat, oktatási intézményhálózat.

A legfontosabb jellemző helyi hálózatok az adatátviteli sebesség, tehát a számítógépek legalább 10 Mbit/s adatátviteli sebességű nagysebességű adapterekkel csatlakoznak. A helyi hálózatok nagy sebességet használnak digitális vonalak kommunikáció. Emellett a helyi hálózatoknak könnyen adaptálhatónak és rugalmasnak kell lenniük: a felhasználóknak képesnek kell lenniük arra, hogy a hálózatra csatlakoztatott számítógépeket ott helyezzék el, ahol szükségük van rá, számítógépeket vagy egyéb eszközöket adhatnak hozzá vagy áthelyezhetnek, és szükség szerint ki is kapcsolhatják azokat a hálózat megszakítása nélkül.

A számítógépek egyetlen hálózatba kapcsolása olyan új lehetőségeket kínál a hálózati felhasználók számára, amelyek összehasonlíthatatlanok az egyes számítógépek képességeivel. A hálózat nem az egyes számítógépek képességeinek összeadása, hanem megsokszorozása. A helyi hálózat lehetővé teszi a fájlok egyik számítógépről a másikra vagy másokra történő átvitelének megszervezését, a számítási és hardver erőforrások megosztását, az elosztott adatfeldolgozás kombinálását több számítógépen az információ központi tárolásával és még sok mással. A számítógépes lokális hálózat segítségével a technikai erőforrások kollektív felhasználása valósul meg, amely nemcsak online, hanem a való életben is jótékony hatással van a felhasználó pszichológiájára, viselkedésére.

Helyi hálózati topológia

Topológia egy hálózati konfiguráció, egy módja annak, hogy a hálózati elemeket (vagyis számítógépeket) összekapcsolják egymással. Leggyakrabban háromféleképpen lehet számítógépeket helyi hálózathoz csatlakoztatni: "csillag", "közös busz"És "gyűrű".

Csillag kapcsolat(1. ábra). Minden számítógép egy speciális hálózati adapter külön kábellel csatlakozik az egyesítő eszközhöz. Ha szükséges, több csillag topológiájú hálózat kombinálható, ami elágazó hálózati konfigurációt eredményez.

Előnyök: Csillagcsatlakozással könnyen lehet hibát keresni a hálózatban.

Hátrányok: A kapcsolat nem mindig megbízható, mivel a központi csomópont meghibásodása hálózati leálláshoz vezethet.

Busz csatlakozás(2. ábra). A hálózaton lévő összes számítógép egy kábelhez csatlakozik; ezt a kábelt az összes munkaállomás megosztja egymás után. Ezzel a kapcsolattípussal az egyes számítógépek által küldött összes üzenetet a hálózat összes többi számítógépe fogadja.

Előnyök: A „közös busz” topológiában az egyes számítógépek meghibásodása nem állítja le a teljes hálózatot.

szoftver fájl operációs illesztőprogram

Hibák: Valamivel nehezebb hibát találni a kábelben, és ha a kábel (ugyanaz az egész hálózaton) elszakad, az egész hálózat működése megszakad.

Gyűrűs csatlakozás(3. ábra). Az adatátvitel egyik számítógépről a másikra történik; Sőt, ha egy számítógép egy másik számítógépnek szánt adatokat fogad, akkor továbbítja (a gyűrű mentén).

Előnyök: terheléselosztás, kábelszerelés lehetősége és kényelme.

Hibák: fizikai korlátozások a hálózat teljes hosszára vonatkozóan.

A berendezés és a szoftver összetétele a sémától függ. A topológia kiválasztása a vállalat igényei alapján történik. Ha a vállalkozás többszintes épületet foglal el, akkor a rendszer alkalmazható rá "hópehely"(4. ábra), amelyben vannak fájlszerverek különböző munkacsoportokhoz és egy központi szerverhez az egész vállalat számára.

2. Soroljon fel 3 alapvető hálózati topológiát:

Írd le a választ: __________________________________________________

3. Válassza ki a közepes sebességű hálózat átviteli sebességét.

1) 100 Mbit/s-ig

2) legfeljebb 100 MB/s

3) 1000 Mbit/s-ig

4. Globális hálózat- Ezt.

1. összekapcsolt helyi hálózatok rendszere

2. összekapcsolt számítógépek rendszere

3. összekapcsolt helyi távközlési hálózatok rendszere

4. az egyes felhasználók egymáshoz kapcsolódó helyi hálózatainak és számítógépeinek rendszere

5. Két számítógép csatlakoztatása a következőn keresztül telefonvonalak szükséges kapcsolatok:

1. Modem

2. két modem

3. telefon, modem és speciális szoftver

4. modemen keresztül minden számítógépen és speciális szoftveren keresztül

6. Az alábbi számítógépes kapcsolási rajzok közül melyik zárt lánc?

1. Gumiabroncs

2. Gyűrű

3. Csillag

4. Nincs jó válasz

7. Melyik kábel biztosít akár 10 Mbit/s adatátviteli sebességet?

1. Koaxiális

2. csavart érpár

3. optikai szál

4. nincs jó válasz

8.A legtöbb nagy méretű hálózat (20 km-ig) topológiája:

Csillag

Gyűrű

Gumi

9. A legkisebb hálózatméret (legfeljebb 200 m) topológiával rendelkezik:

Csillag

Gyűrű

Gumi

10. Annak a számítógépes hálózatnak a topológiáját, amelyben a hálózat összes számítógépe egy központi csomóponthoz csatlakozik, ún.

1. Gumiabroncs

2. Gyűrű

3. Csillag

4. Nincs jó válasz

11. A protokoll az

1. a számítógép azon képessége, hogy fájlokat küldjön kommunikációs csatornákon keresztül

2. eszköz a helyi hálózati működéshez

3. szabvány a számítógépes hálózaton keresztüli adatátvitelhez

4. szabvány az üzenetek küldéséhez email

12. A legtöbb magas szint Biztonság

Csillag

Gyűrű

Gumi

13.Azért nyilvános hozzáférés hálózati felhasználók, használt:

1) munkaállomás

2) szerver

3) ügyfél

14. Többportos eszközök a számítógép csatlakoztatásához hálózati kábellel?

Írd le a választ: __________________________________________________

15. Nagy sebességű átvitelt biztosító kommunikációs csatorna?

Írd le a választ: __________________________________________________

16. A szerver erőforrásokat használó számítógépet...

Írd le a választ: __________________________________________________

17. A hálózaton lévő adatok továbbítása legfeljebb:

1,5 GB

1,5 KB

1,5 bájt

18. Számítógépes hálózatok típusai:

Személyes, helyi, vállalati, területi, globális

Személyes, helyi, vállalati, városi, globális

Személyes, műholdas, 4-G

19. A kommunikációs vonalak két típusból állnak:

Műhold és Glonass

Vezeték nélküli és WAN

Vezeték nélküli és vezetékes

20. Bluetooth sugáron belül működik

10 méter 2) 20-30 méter 3) 100 méter

21. A LAN a lehető legtöbbet tud csatlakozni

1000 számítógép

100 számítógép

20 számítógép

22. Nyolc tűs csatlakozó retesszel a számítógép hálózathoz csatlakoztatásához:

COM 2. R.J.-48 3. R.J.-45

23 Kapcsolók vagy kapcsolók használt:

útvonal kiválasztásához

számítógépek egyetlen hálózatba kapcsolása

jelerősítés

24. Sávszélesség az információs csatorna mérése:

1.Hertz 2.Másodperc 3.Mbps

25. A legalacsonyabb áteresztőképesség és zajtűrés:

Koaxiális kábel

Telefonkábel 3. Sodrott érpár

Válaszok

Helyi számítástechnikai hálózat

Csillag, gumi, gyűrű

Hub (kapcsoló) és kapcsoló (hub)

Optikai szál

Ügyfél

Fokozat

21-25 "5"

16-21 "4"

3.5. Helyi hálózatok

Helyi hálózat (LAN) több különálló számítógép egyetlen adatátviteli csatornához való közös kapcsolódásának nevezik. A LAN (angolul LAN - Local Area Network) fogalma földrajzilag korlátozott (területileg vagy termelési) hardver- és szoftverkomplexumokra vonatkozik, amelyekben több számítógépes rendszerek megfelelő kommunikációs eszközök segítségével kapcsolódnak egymáshoz.

A LAN lehetővé teszi, hogy egyidejűleg több felhasználó programjait és adatbázisait használhassa, valamint lehetőséget ad a hálózathoz kapcsolódó más munkaállomásokkal való interakcióra. A LAN segítségével a rendszer kombinálható személyi számítógépek számos távoli munkaterületen található, amelyek megosztják a berendezéseket, szoftverés információ. Az alkalmazottak munkahelyei többé nem elszigeteltek, és egyetlen rendszerré egyesülnek.

A LAN legfontosabb jellemzője az információátvitel sebessége. Ideális esetben az adatok hálózaton keresztüli küldésekor és fogadásakor a válaszidőnek majdnem ugyanannyinak kell lennie, mintha a felhasználó számítógépéről érkeznének, nem pedig a hálózat valahonnan.. Ehhez adatátviteli sebességre van szükség 10 Mbit/s és magasabb. Valójában a következő sebességek érhetők el:

· Koaxiális kábel - 10¸ 50 Mbaud;

· Sodrott érpár – 10 Mbaud-ig;

· Speciális 5-ös kategóriájú csavart érpárú kábel – 100 Mbaud-ig;

· Optikai szál - akár 1 Gbaud;

· Telefonvonal - 2400 baudtól 56 kbaud-ig;

· Egyszerre 10 000 számítógép műhold, és a sebesség körülbelül 1 Mbaud.

LAN összetevők: hálózati eszközökés kommunikációs eszközöket.

A LAN a moduláris szervezés elvét valósítja meg, amely lehetővé teszi, hogy különféle konfigurációjú hálózatokat építsen ki különböző funkcionalitás. A főbb összetevők, amelyekből a hálózat épül, a következők:

átviteli közeg – koaxiális kábel, telefonkábel, csavart érpár, optikai kábel, rádióadás stb.;

munkaállomások– maga a számítógép, munkaállomás vagy hálózati állomás. Ha a munkaállomás hálózathoz csatlakozik, előfordulhat, hogy nincs szüksége merevlemezre vagy hajlékonylemezekre. Ebben az esetben azonban szüksége van egy hálózati adapterre - egy speciális eszközre a távoli letöltéshez operációs rendszer a hálózatból;

interfész kártyák – hálózati kártyák a munkaállomások hálózattal való interakciójának megszervezésére;

szerverek– külön számítógépekkel szoftver, ellátja a megosztott hálózati erőforrások kezelésének funkcióit;

hálózati szoftver .

Nézzünk meg részletesebben néhány felsorolt ​​hálózati összetevőt.

Szerverek

Egy hálózatnak egy vagy több szervere lehet. Különféle szerverek használhatók a hálózat kezelésére ( hálózati szerverek), információk tárolása fájlok formájában ( fájlszerverek), információk keresése és lekérése adatbázisokból ( adatbázis szerverek), információ terjesztés ( levelezőszerverek ), hálózati nyomtatás ( nyomtatószerverek) stb. A szerverlemezek elérhetők a hálózat összes többi munkaállomásáról, ha a felhasználók rendelkeznek a megfelelő jogosultságokkal.

A szerver és a munkaállomások interakciója megközelítőleg a következő séma szerint történik. A munkaállomás szükség szerint kérést küld a szervernek, hogy hajtson végre bármilyen műveletet: adatolvasás, dokumentum nyomtatása, küldés email stb. A szerver végrehajtja a kért műveletet, és kiad egy megerősítést.

Átviteli közeg

Az átviteli médiát az információátvitel sebessége és terjedelme, valamint a megbízhatóság jellemzi.

A LAN-ban leggyakrabban használt kommunikációs eszközök a sodrott érpárú kábelek, a koaxiális kábelek és az optikai szálak. Az átviteli közeg kiválasztásakor a következő mutatókat kell figyelembe venni:

· információátviteli sebesség;

· hatótávolság információ átadása;

· információtovábbítás biztonsága;

· az információtovábbítás megbízhatósága ;

· telepítési és üzemeltetési költség.

Az átviteli közeggel szemben támasztott követelmények egyidejű teljesítése nehéz feladat. Például a nagy adatátviteli sebességet gyakran korlátozza a megbízható adatátvitelhez megengedett legnagyobb távolság, miközben biztosítja a továbbított adatok szükséges védelmét. A kommunikációs eszközök költsége befolyásolja a hálózat kiépítésének és bővítésének képességét.

Nézzük meg részletesebben néhány átviteli közeg tulajdonságait.

csavart érpár

Csavart kétmagos vezetékes kapcsolat(csavart érpár), a legolcsóbb az átviteli adathordozók között. Lehetővé teszi az információ továbbítását akár 10 Mbit/s sebességgel, könnyen bővíthető, alacsony zajvédelemmel. A kábel hossza nem haladja meg az 1000 m-t 1 Mbit/s átviteli sebesség mellett. Az információk zajvédelmének növelése érdekében, árnyékolt csavart érpár, a koaxiális kábel képernyőjéhez hasonló héjba helyezve. Egy ilyen pár ára közel van egy koaxiális kábel árához.

Koaxiális kábel

A koaxiális kábelt több kilométeres távolságig történő kommunikációra használják, átlagos áron jó zajállósággal rendelkezik. Az információátviteli sebesség 1-10 Mbit/s, esetenként eléri az 50 Mbit/s-ot is. A koaxiális kábel szélessávú információátvitelre használható.

Szélessávú koaxiális kábel.

Az ilyen koaxiális kábel gyengén érzékeny az interferenciára, könnyen bővíthető, de magas az ára. Az információátviteli sebesség eléri az 500 Mbit/s-ot. Az információ 1,5 km-nél nagyobb távolságra történő továbbításához az alapfrekvencia sávban szükséges ismétlő(erősítő), miközben a stabil átviteli távolság 10 km-re nő. Busz vagy fa topológiájú LAN esetén a kábelnek rendelkeznie kell a Végrehajtó (lezáró ellenállás).

hálózati kábel

Vastag Ethernet

50 Ohm karakterisztikus impedanciájú koaxiális kábel (vastag Ethernet. vagy sárga kábel). 15 tűs szabványos csatlakozást használ. Maximális megengedett távolság Az átjátszó nélküli átvitel nem haladja meg az 500 m-t, az Ethernet hálózat teljes hossza pedig 3000 m. A vastag Ethernet a gerinchálózati topológiából adódóan csak egy terminátort használ a végén. Zajállóság szempontjából ez a hagyományos koaxiális kábel drága alternatívája.

Vékony Ethernet

Koaxiális kábel 50 ohm karakterisztikus impedanciával (vékony Ethernet) és 10 7 bps információátviteli sebességgel, olcsóbb, mint a vastag Ethernet.

A vékony Ethernet-kábellel ellátott LAN-okat alacsony költség jellemzi, minimális költségek kiterjesztésekor, és nem igényelnek további árnyékolást. A kábel a munkaállomások hálózati kártyáihoz csatlakozik tee csatlakozókkal ( T-csatlakozók ) kisméretű bajonett csatlakozókkal (CP-50). Vékony Ethernet szegmensek csatlakoztatásakor ismétlőkre van szükség. Az átjátszó nélküli munkaállomások közötti távolság nem haladhatja meg a 300 m-t, a hálózat teljes hossza pedig 1000 m.

Optikai kábel

A LAN legdrágább átviteli közege az optikai kábel, más néven üvegszálas kábel. Az információátvitel sebessége másodpercenként több gigabitet is elér, megengedett hossza meghaladja az 50 km-t. Az optikai kábel zajtűrése nagyon magas, ezért az arra épülő LAN-okat ott használják, ahol elektromágneses interferencia lép fel és információ továbbítása hosszútávátjátszók használata nélkül. A hálózatok ellenállnak a lehallgatásnak, mivel az optikai kábelek elágazási technikája nagyon összetett. Az optikai kábelen alapuló LAN-ok általában csillag topológiában épülnek fel.

A tipikus átviteli közegek jellemzőit a táblázat tartalmazza.

IVS topológia

Topológia, azaz elemek csatlakoztatásának konfigurálása a LAN-ban , nagyobb mértékben vonzza magára a figyelmet, mint más hálózati jellemzők. Ez annak köszönhető, hogy a topológia az, amely nagymértékben meghatározza a hálózat legfontosabb tulajdonságait, például a megbízhatóságot és a teljesítményt.

Különféle megközelítések léteznek a LAN topológiák osztályozására. Az egyik szerint a helyi hálózati konfigurációk két fő osztályba sorolhatók: adás És egymás utáni .

BAN BEN adás konfigurációk esetén minden PC olyan jeleket továbbít, amelyeket más PC-k is érzékelhetnek. Az ilyen konfigurációk közé tartozik egy közös busz, egy fa (több közös busz összekötése átjátszókkal) és egy passzív középpontú csillag. Az ebbe az osztályba tartozó konfigurációk előnye a hálózatszervezés egyszerűsége.

BAN BEN egymást követő konfigurációk esetén minden fizikai alréteg csak egy PC-nek továbbít információt. Az ilyen konfigurációk közé tartozik egy intellektuális központtal rendelkező csillag, egy gyűrű, egy hierarchikus kapcsolat és egy hópehely. A fő előnye az egyszerűség szoftver megvalósítás kapcsolatokat.

Az információtovábbítás során előforduló ütközések elkerülése érdekében leggyakrabban ezt használják időosztásos módszer , amely szerint minden csatlakoztatott munkaállomás be bizonyos pillanatokat időre az információátviteli csatorna kizárólagos használati joga biztosított. Ezért a hálózati áteresztőképesség követelményei megnövekedett terhelés mellett, pl. új munkaállomások bevezetésekor csökkennek.

A különböző topológiák különbözőképpen valósulnak meg információátadás alapelvei . Az adásban ez van információk kiválasztása, egymás után - információ-útválasztás.

A szélessávú LAN-ban a munkaállomásokhoz hozzá van rendelve egy frekvencia, amelyen információkat küldhetnek és fogadhatnak. A továbbított adatokat a megfelelő vivőfrekvenciákon modulálják. A szélessávú üzenetek technológiája lehetővé teszi meglehetősen nagy mennyiségű információ egyidejű továbbítását kommunikációs környezetben.

Csillag topológia .

Hálózati topológia a formában aktív középponttal rendelkező csillagok a területről örökölt nagyszámítógépek , ahol a fejgép fogadja és dolgozza fel az összes adatot a termináleszközökről, mint aktív adatfeldolgozó csomópont. A perifériás munkaállomások közötti minden információ a számítógépes hálózat központi csomópontján halad át.

A hálózati átviteli sebességet a központi csomópont számítási teljesítménye határozza meg, és minden munkaállomásra garantált. Ütközések, pl. Az adatátvitel során nincsenek ütközések.

A topológia kábelezése viszonylag egyszerű, mivel minden munkaállomás egy központi csomóponthoz csatlakozik, de a kommunikációs vonalak lefektetésének költsége magas, különösen akkor, ha a központi csomópont földrajzilag nem a topológia közepén helyezkedik el.

A LAN bővítésekor nem lehet korábban kialakított kábelkapcsolatokat használni: a központi hálózati csomóponttól külön kábelt kell vezetni az új munkaállomásig.

Csillag topológia jó központi csomóponti teljesítménnyel az egyik leggyorsabb topológia LAN, mivel a munkaállomások közötti információátvitel dedikált vonalakon keresztül történik, amelyeket csak ezek a munkaállomások használnak. Az információk egyik állomásról a másikra való átvitelére irányuló kérések gyakorisága más topológiákhoz képest alacsony.

1. ábra Csillag topológia

A csillag topológiájú LAN teljesítményét elsősorban a központi csomópont paraméterei határozzák meg, amely úgy működik, mint hálózati szerver. Kiderülhet, hogy ez egy hálózati szűk keresztmetszet. Ha a központi csomópont meghibásodik, a hálózat egészének működése megszakad.

A központi vezérlő csomóponttal rendelkező LAN-ban lehetőség van egy optimális mechanizmus megvalósítására az információkhoz való jogosulatlan hozzáférés ellen.

Gyűrű topológia.

A gyűrűs hálózati topológiában a LAN munkaállomások körben kapcsolódnak egymáshoz. Az utolsó munkaállomás az elsőhöz kapcsolódik, azaz. a kommunikációs kapcsolat gyűrűben van zárva.

A munkaállomások közötti kommunikációs vonalak lefektetése meglehetősen költséges lehet, különösen, ha a munkaállomások távol helyezkednek el a főgyűrűtől.

A LAN-gyűrűben lévő üzenetek körben keringenek. A munkaállomás küld konkrét címet információkat, miután korábban kapott egy kérést a ringtől. Az információtovábbítás meglehetősen hatékonynak bizonyul, mivel az üzenetek egymás után küldhetők. Például csengetési kérést küldhet az összes állomásnak. Az információátvitel időtartama a LAN-ban található munkaállomások számával arányosan növekszik.

Rizs. 2. Gyűrű topológia

A gyűrűs topológia fő problémája, hogy minden munkaállomásnak részt kell vennie az információtovábbításban, és ha legalább az egyik meghibásodik, az egész hálózat megbénul. Meghibásodások kábelrendszer könnyen lokalizálhatók.

Gyűrűs topológiával rendelkező hálózat bővítéséhez a hálózat leállítása szükséges, mert a gyűrűnek meg kell szakadnia. A LAN méretére vonatkozóan nincsenek különösebb korlátozások.

A gyűrűtopológia speciális formája az logikai gyűrű .

Fizikailag csillag topológiák összeköttetéseként van felszerelve. Az egyes csillagokat speciális kapcsolókkal (angolul: Hub) kapcsolják be, amelyeket oroszul néha „hubnak” is neveznek. A munkaállomások számától és a munkaállomások közötti kábel hosszától függően aktív vagy passzív hubokat használnak. Az aktív hubok emellett egy erősítőt is tartalmaznak 4-16 munkaállomás csatlakoztatásához. A passzív hub tisztán elosztó eszköz (maximum három munkaállomáshoz). Az egyedi munkaállomások kezelése logikai gyűrűs hálózatban ugyanaz, mint egy normál gyűrűs hálózatban. Minden munkaállomáshoz hozzá kell rendelni a hozzá tartozó címet, amelyen keresztül a vezérlés átadódik (seniorról juniorra és juniorról seniorra). A kapcsolat csak a számítógépes hálózat alsó (legközelebbi) csomópontjánál szakad meg, így csak ritka esetekben fordulhat elő a teljes hálózat működése.

Busz topológia

A busz topológiájú LAN-ban a fő átviteli közeg ( gumi) – minden munkaállomásra közös. A LAN működése nem függ az egyes munkaállomások állapotától, pl. a munkaállomások bármikor csatlakoztathatók vagy leválaszthatók a buszról anélkül, hogy a hálózat egészének működését megzavarnák.

Rizs. 3. Busz topológia

Azonban in a legegyszerűbb hálózat A busz topológiájú Ethernet vékony Ethernet-kábelt használ té-csatlakozóval átviteli közegként ( T -csatlakozó), ezért egy ilyen hálózat bővítése megköveteli a busz megszakítását, ami a hálózat működésének zavarához vezet. A drágább megoldások inkább telepítést jelentenek T - passzív csatlakozódobozok csatlakozói.

Mivel a busz topológiájú LAN bővítése a hálózati folyamatok megszakítása és a kommunikációs közeg megszakítása nélkül is végrehajtható, az információ eltávolítása a LAN-ból, és ennek megfelelően az információ lehallgatása meglehetősen egyszerű, aminek eredményeként a egy ilyen LAN alacsony.

A számítógépes hálózati topológiák jellemzőit a táblázat tartalmazza.

Fa topológia.

A fent tárgyalt LAN-topológiák különféle kombinációi alkotják. A fa alapja (gyökere) azon a ponton található, ahol a kommunikációs vonalak (faágak) összegyűlnek.

A fa szerkezetű hálózatokat ott használják, ahol az alapvető hálózati struktúrák közvetlen alkalmazása nem lehetséges. Munkaállomások csatlakoztatásához ún csomópontok .

Kétféle ilyen eszköz létezik. Olyan eszközöket hívnak, amelyekhez legfeljebb három állomás csatlakoztatható passzív koncentrátorok. Kapcsolódni több szükséges eszközök aktív hubok jelerősítési lehetőséggel.

A LAN-építés típusai információátviteli módszerek alapján.

Token Ring hálózat

Ezt a szabványt az IBM fejlesztette ki. Átviteli közegként árnyékolatlan vagy árnyékolt csavart érpárt vagy optikai szálat használnak. Adatátviteli sebesség 4 Mbit/s-tól 16 Mbit/s-ig. Mint hozzáférés-szabályozási módszer munkaállomásokat használnak az átviteli közeghez jelölőgyűrű (Token Ring). A módszer alapelvei:

¨ gyűrűs LAN topológia;

¨ a munkaállomás csak a token fogadása után tud adatot továbbítani, pl. engedély információ továbbítására;

¨ Egy adott időpontban a hálózatban csak egy állomás rendelkezik ezzel a joggal.

In LAN To k e n A Ring három fő csomagtípust használ:

¨ vezérlő/adatcsomag (Data/Command Frame);

¨ token;

¨ csomag visszaállítása (Megszakítás).

Kezelés/Adatcsomag . Egy ilyen csomag használatával adat- vagy hálózati vezérlőparancsok kerülnek továbbításra.

Jelző.Az állomás csak egy ilyen csomag fogadása után kezdheti meg az adatátvitelt. A gyűrűben csak egy marker lehet, és ennek megfelelően csak egy adatátviteli joggal rendelkező állomás.

Reset Pack.Egy ilyen csomag elküldése az információtovábbítás leállását okozza.

Hálózat A k e n A Ring lehetővé teszi a számítógépek csillag topológiában történő csatlakoztatását.

Arknet helyi hálózat.

Az Arknet (Attached Resource Computer NETWORK) egy egyszerű, olcsó, megbízható és rugalmas LAN architektúra. A Datapoint Corporation fejlesztette ki 1977-ben. Ezt követően az Arcnet licencét az SMC Corporation (Standard Microsistem Corporation) szerezte meg, amely az Arcnet hálózatok berendezéseinek fő fejlesztője és gyártója lett. Átviteli közegként sodrott érpárt, 93 ohmos karakterisztikus impedanciájú koaxiális kábelt és száloptikai kábelt használnak. Az adatátviteli sebesség 2,5 Mbit/s. Amikor eszközöket csatlakoztat a busz és csillag topológiákat használnak. Hozzáférés-szabályozási módszerállomások az átviteli közeghez – marker gumiabroncs (Token Bus). A módszer a következő szabályokat tartalmazza:

¨ a hálózathoz csatlakoztatott eszközök csak az átviteli engedély (token) megszerzése után tudnak adatokat továbbítani;

¨ adott időpontban a hálózatban csak egy állomás rendelkezik ezzel a joggal;

Munka elvei

Minden bájt egy ISU (Information Symbol Unit) elküldésével kerül továbbításra az Arcnet felé, amely három szolgáltatásindítási/leállítási bitből és nyolc adatbitből áll. Minden csomag elején elküldésre kerül az AB kezdeti elválasztó (Alegt Burst), amely hat szolgáltatási bitből áll. A kezdő határoló egy csomag preambulumként működik.

Az Arcnet 5 típusú csomagot határoz meg:

1. ITT csomag(Information To Transmit) – továbbítási felhívás. Ez az üzenet átadja a vezérlést egyik hálózati csomópontról a másikra. Állomás, amelyik megkapta a csomagot ITT , megkapja az adattovábbítás jogát.

2. FBE csomag(Ingyenes svédasztalos megkeresések) – adatfelvételi készenléti kérés. Ez a csomag ellenőrzi a csomópont készenlétét az adatok fogadására.

3. Adatcsomag.Az adatátvitel ezen csomag segítségével történik.

4. ASK csomag (KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS) – az átvétel visszaigazolása. Adatvételi készenlét igazolása vagy adatcsomag hibamentes átvételének megerősítése, pl. válasz az FBE-re és az adatcsomagra.

5. NAK csomag(Negatív Köszönet) felkészületlenség a fogadásra. A csomópont nem áll készen az adatok fogadására FBE-re válaszolva, vagy hibás csomagot kapott.

Helyi Ethernet hálózat

Az Ethernet specifikációt a Xerox javasolta a hetvenes évek végén. Később a Digital Equipment Corporation (DEC) és az Intel csatlakozott ehhez a projekthez. 1982-ben megjelent az Ethernet specifikáció 2.0-s verziója. Az IEEE 802.3 szabványt Ethernet-re fejlesztették ki.

Alapvető működési elvek

¨ busz topológia logikai szinten;

¨ minden hálózatra csatlakoztatott eszköz egyenlő jogokkal rendelkezik, pl. bármely állomás bármikor megkezdheti az adást (ha az átviteli közeg szabad);

¨ Az egy állomás által továbbított adatok a hálózat összes állomása számára elérhetők.