Локальні комп'ютерні мережі: основні поняття, топологія. Основи локальних мереж Система пов'язаних між локальними мережами

Тема 1.3: Відкриті системи та модель OSІ

Тема 1.4: Основи локальних мереж

Тема 1.5: Базові технології локальних мереж

Тема 1.6: Основні програмні та апаратні компоненти ЛОМ

Локальні мережі

1.4. Основи локальних мереж

1.4.1. Основні поняття ЛОМ

Класифікацію ЛОМ

Комп'ютерна мережа– це сукупність комп'ютерів, об'єднаних каналами передачі. Залежно від відстані між комп'ютерами розрізняють такі обчислювальні мережі:

• локальні обчислювальні мережі – LAN;
• територіальні обчислювальні мережі, до яких належать регіональні MAN та глобальні WAN мережі;
• корпоративні мережі.

Локальна мережа - це ЛОМ, в якій ПК та комунікаційне обладнання знаходиться на невеликій відстаніодин від одного. ЛВС зазвичай призначена для збору, зберігання, передачі, обробки та надання користувачам розподіленої інформації в межах підрозділу чи фірми. Крім того, ЛОМ, як правило, має вихід в Інтернет.

Локальні мережі можна класифікувати за:

• рівнем управління;
• призначенню;
• однорідності;
• адміністративним відносинам між комп'ютерами;
• топології;
• архітектури.

Розглянемо докладніше класифікацію ЛОМ

За рівнем управління виділяють такі ЛОМ:

• ЛОМ робочих груп, які складаються з декількох ПК, що працюють під однією операційною системою. У такій ЛОМ, зазвичай, є кілька виділених серверів: файл-сервер, сервер друку;
• ЛОМ структурних підрозділів (відділів). Дані ЛВС містять кілька десятків ПК та сервери типу: файл-сервер, сервер друку, сервер баз даних;
• ЛОМ підприємств (фірм). Ці ЛОМ можуть містити понад 100 комп'ютерів та сервери типу: файл-сервер, сервер друку, сервер баз даних, поштовий сервер та інші сервери.

За призначенням мережі поділяються на:

• обчислювальні мережі, призначені для розрахункових робіт;
• інформаційно-обчислювальні мережі, які призначені як для ведення розрахункових робіт, так і для надання інформаційних ресурсів;
• інформаційно-радячі, які на основі обробки даних виробляють інформацію для підтримки прийняття рішень;
• інформаційно-керуючі мережі, призначені для управління об'єктів на основі обробки інформації.

За типами використовуваних комп'ютерів можна виділити:

• однорідні мережі, які містять однотипні комп'ютери та системне програмне забезпечення;
• неоднорідні мережі, що містять різнотипні комп'ютери та системне програмне.

За адміністративними відносинами між комп'ютерами можна назвати:

• ЛОМ з централізованим управлінням (з виділеними серверами);
• ЛОМ без централізованого управління (децентралізовані) або однорангові (однорівневі) мережі.

По топології (основним топологіям) ЛОМ поділяються на:

• топологію "шина";
• топологію "зірка";
• топологію "кільце".

По архітектурі (основним типам архітектур) ЛОМ поділяються на:

1. Ethernet.
2. Arcnet.
3. Token ring.
4. FDDI.

Мережа- це група комп'ютерів, з'єднаних друг з одним каналом зв'язку. Канал забезпечує обмін даними всередині мережі (тобто обмін даними між комп'ютерами цієї групи). Мережа може складатися із двох-трьох комп'ютерів, а може об'єднувати кілька тисяч ПК. Фізично обмін даними між комп'ютерами може здійснюватися по спеціальному кабелю, телефонної лінії, волоконно-оптичного кабелю або радіоканалу.

Комп'ютери в мережі можна з'єднувати:

• · безпосередньо один з одним (так зване двоточковез'єднання);
• · Через проміжні вузли зв'язку.

Комп'ютери, підключені до мережі, можуть виконувати дві функції: можуть бути робочими станціями чи серверами.

Робоча станція- це будь-який робочий комп'ютер у мережі, який є сервером, зазвичай, по них працюють користувачі. Вимоги до робочих станцій визначаються колом завдань станції. Зазвичай головними вимогами є вимоги до швидкодії та обсягу оперативної пам'яті.

Сервери- це комп'ютери, які керують всією мережею та накопичують у себе всі дані робочих станцій. Сервери можуть працювати в автоматичному режимі - вони стоять без клавіатури та іноді навіть без монітора, але в будь-якому випадку сервери здійснюють функції керування мережею та концентрації даних. Адміністратор мережі- особа, в обов'язки якої входять усі питання, пов'язані із встановленням та експлуатацією мережі, а також вирішення всіх проблем, пов'язаних із правами та можливостями користувачів мережі.

Зазвичай як сервер вибирається найбільший і потужний комп'ютер у мережі. Проте розвиток комп'ютерної технікиявно веде до зменшення внутрішніх компонентів - комп'ютер стає швидшим і економічнішим. Тому за короткий термін сервер може застаріти швидше, ніж звичайні комп'ютери, яких не пред'являються такі високі вимоги.

Прийнято розрізняти локальні та глобальні мережі. По суті, головна різниця між ними зрозуміла вже за назвами, але є деякі істотні технологічні відмінності.

Локальні мережі(від англійського local - місцевий) - це мережі, що складаються з близько розташованих комп'ютерів, що найчастіше знаходяться в одній кімнаті, в одному будинку або близько розташованих будинках. Локальні комп'ютерні мережі, що охоплюють якесь підприємство або фірму та об'єднують різнорідні обчислювальні ресурси в єдиному середовищі, називають корпоративними(Від англійської corporate - корпоративний, загальний). Приклади: банківська мережа, мережа навчального закладу.

Найважливішою характеристикою локальних мережє швидкість передачі даних, тому комп'ютери з'єднуються за допомогою високошвидкісних адаптерів зі швидкістю передачі не менше 10 Мбіт/с. У локальних мережах застосовуються високошвидкісні цифрові лініїзв'язку. Крім того, локальні мережі повинні легко адаптуватися, мати гнучкість: користувачі повинні мати можливість розташовувати комп'ютери, підключені до мережі там, де знадобиться, додавати або переміщувати комп'ютери або інші пристрої, а також за необхідності відключати їх без переривань у роботі мережі.

Об'єднання комп'ютерів у єдину мережу надає користувачам мережі нові можливості, незрівнянні з можливостями окремих комп'ютерів. Мережа - це додавання, а множення можливостей окремих комп'ютерів. Локальна мережа дозволяє організувати передачу файлів з одного комп'ютера до іншого чи інші, спільно використовувати обчислювальні та апаратні ресурси, поєднувати розподілену обробку даних на кількох комп'ютерах з централізованим зберіганням інформації та багато іншого. За допомогою комп'ютерної локальної мережі здійснюється колективне використання технічних ресурсів, що благотворно впливає на психологію та поведінку користувача не тільки в мережі, а й у реальному житті.

Топологія локальних мереж

Топологія- це конфігурація мережі, спосіб з'єднання елементів мережі (тобто комп'ютерів) друг з одним. Найчастіше зустрічаються три способи об'єднання комп'ютерів у локальну мережу: «зірка», «загальна шина»і «кільце».

З'єднання типу «зірка»(Рис. 1). Кожен комп'ютер через спеціальний мережевий адаптерпідключається окремим кабелем до пристрою, що об'єднує. При необхідності можна об'єднати разом кілька мереж із топологією «зірка», при цьому конфігурація мережі виходить розгалуженою.

Переваги:При з'єднанні типу "зірка" легко шукати несправність у мережі.

Недоліки: З'єднання не завжди надійне, оскільки вихід із ладу центрального вузла може призвести до зупинки мережі.

З'єднання "загальна шина"(Рис. 2). Усі комп'ютери мережі підключаються до одного кабелю; цей кабель використовується разом усіма робочими станціями по черзі. При такому типі з'єднання всі повідомлення, надсилані кожним окремим комп'ютером, приймаються іншими комп'ютерами в мережі.

Переваги:у топології «загальна шина» вихід із ладу окремих комп'ютерів не призводить всю мережу до зупинки.

програмний файловий операційний драйвер

Недоліки:Дещо важче знайти несправність у кабелі і при обриві кабелю (єдиного для всієї мережі) порушується робота всієї мережі.

З'єднання типу «кільце»(Рис. 3). Дані передаються від одного комп'ютера до іншого; при цьому якщо один комп'ютер отримує дані, призначені для іншого комп'ютера, він передає їх далі (по кільцю).

Переваги:балансування навантаження, можливість та зручність прокладання кабелю.

Недоліки:фізичні обмеження загальну протяжність мережі.

Від схеми залежить склад обладнання та програмного забезпечення. Топологію обирають, виходячи із потреб підприємства. Якщо підприємство займає багатоповерхову будівлю, то в ній може бути застосована схема «сніжинка»(рис. 4), в якій є файлові серверидля різних робочих груп та один центральний сервер для всього підприємства.

2. Перерахуйте 3 базові топології мереж:

Запишіть відповідь: __________________________________________

3. Виберіть швидкість передачі середньої мережі.

1) до 100 Мбіт/с

2) до 100 Мбайт/с

3) до 1000 Мбіт/с

4. Глобальна мережа – це.

1. система, пов'язаних між собою локальних мереж

2. система, пов'язана між собою комп'ютерами

3. система, пов'язаних між собою локальних телекомунікаційних мереж

4. система, пов'язаних між собою локальних мереж та комп'ютерів окремих користувачів

5. Щоб з'єднати два комп'ютери по телефонним лініямзв'язку необхідно мати:

1. Модем

2. два модеми

3. телефон, модем та спеціальне програмне забезпечення

4. за модемом на кожному комп'ютері та спеціальне програмне забезпечення

6. Яка з наведених схем з'єднання комп'ютерів є замкнутим ланцюжком?

1. Шина

2. Кільце

3. Зірка

4. Немає правильної відповіді

7. Який кабель забезпечує швидкість передачі даних до 10 Мбіт/с?

1. Коаксіальний

2. кручена пара

3. оптоволокно

4. немає правильної відповіді

8.Найбільш великий розмірмережі (до 20 км) має топологію:

Зірка

Кільце

Шина

9.Найменший розмір мережі (до 200 м) має топологія:

Зірка

Кільце

Шина

10. Топологія комп'ютерної мережі, де всі комп'ютери мережі приєднані до центрального вузла називається

1. Шина

2. Кільце

3. Зірка

4. Немає правильної відповіді

11. Протокол – це

1. здатність комп'ютера посилати файли через канали передачі

2. пристрій для роботи локальної мережі

3. стандарт передачі даних через комп'ютерну мережу

4. стандарт відправки повідомлень через електронну пошту

12. Найбільш високий рівеньбезпеки

Зірка

Кільце

Шина

13.Для загального доступукористувачів мережі, використовується:

1) робоча станція

2) сервер

3) клієнт

14. Чи багатопортові пристрої для підключення ПК за допомогою мережевого кабелю?

Запишіть відповідь: __________________________________________

15.Канал зв'язку забезпечує високошвидкісну передачу?

Запишіть відповідь: __________________________________________

16. Комп'ютер, що використовує ресурси сервера, називається...

Запишіть відповідь: __________________________________________

17. Дані в мережі передаються пакетами розміром не більше:

1,5 Гб

1,5 Кб

1,5 Байт

18. Види комп'ютерних мереж:

Особисті, локальні, корпоративні, територіальні, глобальні

Персональні, локальні, корпоративні, міські, глобальні

Персональні, супутникові, 4-G

19. Лінії зв'язку бувають двох типів:

Супутникові та Глонасс

Бездротові та глобальні

Бездротові та дротові

20. Bluetooth діє у радіусі

10 метрів 2) 20-30 метрів 3) 100 метрів

21. ЛОМ максимально може з'єднувати

1000 комп'ютерів

100 комп'ютерів

20 комп'ютерів

22. Восьмиконтактний роз'єм із засувкою для підключення ПК до мережі:

COM 2. RJ-48 3. RJ-45

23 Комутатори або свитчі використовуються для:

для вибору маршруту

об'єднання комп'ютерів у єдину мережу

посилення сигналу

24. Пропускна спроможністьканалу інформації вимірюється:

1.Герцах 2.Секундах 3. Мбіт/с

25. Найнижчу пропускну здатність і перешкодостійкість має:

Коаксіальний кабель

Телефонний кабель 3.Вита пара

Відповіді

Локальна обчислювальна мережа

Зірка, Шина, кільце

Концентратор (світч) та комутатор (хаб)

Оптоволокно

Клієнт

Оцінка

21-25 «5»

16-21 «4»

3.5. Локальні обчислювальні мережі

Локальною обчислювальною мережею (ЛОМ) називають спільне підключення кількох окремих комп'ютерів до єдиного каналу передачі. Поняття ЛОМ (англ. LAN – Lokal Area Network) відноситься до географічно обмежених (територіально або виробничо) апаратно-програмних комплексів, в яких кілька комп'ютерних системпов'язані між собою за допомогою відповідних засобів комунікацій.

ЛОМ надає можливість одночасного використання програм і баз даних кількома користувачами, а також можливість взаємодії з іншими робочими станціями, підключеними до мережі. За допомогою ЛОМ у систему об'єднуються персональні комп'ютери, розташовані на багатьох віддалених робочих місцях, які використовують спільно обладнання, програмні засобита інформацію. Робочі місця співробітників перестають бути ізольованими та об'єднуються в єдину систему.

Найважливішою характеристикою ЛОМ є швидкість передачі. В ідеалі, при надсиланні та отриманні даних через мережу час відгуку має бути майже таким самим, як якщо б вони були отримані від ПК користувача, а не з іншого місця мережі. Це вимагає передачі даних зі швидкістю 10 Мбіт/с і вище. Реально досягаються такі швидкості:

· Коаксіальний кабель – 10¸ 50 Мбод;

· Віта пара – до 10 Мбод;

· Спеціальна кручена пара 5 категорії – до 100 Мбод;

· Оптичне волокно – до 1Гбод;

· Телефонна лінія – від 2400 бод до 56 кбод;

· Супутник 10000 комп'ютерів одночасно і швидкість близько 1 Мбод.

Компоненти ЛОМ: мережеві пристроїта засоби комунікацій.

У ЛОМ реалізується принцип модульної організації, який дозволяє будувати мережі різної конфігурації з різними функціональними можливостями. Основними компонентами, з яких будується мережа, є:

передавальне середовище – коаксіальний кабель, телефонний кабель, кручена пара, оптоволоконний кабель, радіоефір та ін;

робочі станції- ПК, АРМ або власне мережева станція. Якщо робоча станція підключена до мережі, для неї можуть не знадобитися ні вінчестер, ні флоппі-диски. Однак, у цьому випадку необхідний мережний адаптер – спеціальний пристрій для дистанційного завантаження операційної системиіз мережі;

плати інтерфейсу - мережеві плати для організації взаємодії робочих станцій з мережею;

сервери- Окремі комп'ютери з програмним забезпеченням, що виконують функції керування мережевими ресурсами загального доступу;

мережеве програмне забезпечення .

Розглянемо деякі з перелічених компонентів мережі докладніше.

Сервери

Мережа може мати один або кілька серверів. Різні сервери можуть використовуватися для керування роботою мережі ( сервери мережі), зберігання інформації у вигляді файлів ( файл-сервери), пошуку та вилучення інформації з баз даних ( сервери баз даних), розсилки інформації ( поштові сервери ), мережевого друку ( сервери друку) та ін. Диски серверів доступні з решти робочих станцій мережі, якщо у користувачів є відповідні повноваження.

Взаємодія сервера з робочими станціями відбувається приблизно за наступною схемою. У міру потреби робоча станція надсилає серверу запит на виконання будь-яких дій: прочитати дані, надрукувати документ, передати електронного листаі т.п. Сервер виконує потрібну дію і видає підтвердження.

Передавальне середовище

Передавальні середовища характеризуються швидкістю та дальністю передачі інформації та надійністю.

Як засоби комунікації в ЛОМ найчастіше використовуються кручена пара, коаксіальний кабель, оптоволоконні лінії. При виборі середовища передання необхідно враховувати такі показники:

· швидкість передачі;

· дальність передачі інформації;

· захищеність передачі;

· надійність передачі інформації ;

· вартість монтажу та експлуатації.

Одночасне виконання вимог, що пред'являються до середовища, що передається, є важко вирішуваним завданням. Так, наприклад, велика швидкість передачі даних часто обмежена гранично допустимою відстанню надійної передачі даних, при забезпеченні необхідного рівня захисту даних, що передаються. Вартість засобів комунікації позначається на можливості нарощування та розширення мережі.

Розглянемо докладніше властивості деяких середовищ, що передають.

Кручена пара

Вите двожильне провідне з'єднання(twisted pair), найдешевше серед передавальних середовищ. Дозволяє передавати інформацію зі швидкістю до 10 Мбіт/с, легко нарощується, схибленість перешкода низька. Довжина кабелю вбирається у 1000 м за швидкості передачі 1 Мбіт/с. Для підвищення перешкодозахищеності інформації використовують екрановану кручена пара, поміщену в оболонку, аналогічну екрану коаксіального кабелю Ціна такої пари близька до ціни коаксіального кабелю.

Коаксіальний кабель

Коаксіальний кабель застосовується для зв'язку на відстані до кількох кілометрів, має хорошу перешкоду при середній ціні. Швидкість передачі від 1 до 10 Мбіт/с, у деяких випадках досягає 50 Мбіт/с. Коаксіальний кабель можна використовувати для широкосмугової передачі.

Широкополосний коаксіальний кабель.

Такий коаксіальний кабель слабо сприйнятливий до перешкод, легко нарощується, проте має високу ціну. Швидкість передачі досягає 500 Мбіт/с. Для передачі на відстань понад 1,5 км у базисної смузі частот необхідний репітер(Підсилювач), при цьому відстань стійкої передачі збільшується до 10 км. Для ЛОМ з топологією шина або дерево кабель повинен мати на кінці термінатор (узгоджуючий резистор).

Еthernet – кабель

Товстий Ethernet

Коаксіальний кабель із хвильовим опором 50 Ом (thick Ethernet. або жовтий кабель (yellow cable)). Використовує стандартне 15-контактне включення. Максимально допустима відстаньпередачі без репітера вбирається у 500 м, а загальна довжина мережі Ethernet – 3000 м. Товстий Ethernet, внаслідок магістральної топології використовує лише один термінатор. За параметрами перешкодозахищеності є дорогою альтернативою звичайному коаксіальному кабелю.

Тонкий Ethernet

Коаксіальний кабель з хвильовим опором 50 ом (thin Ethernet) і швидкістю передачі інформації 10 7 біт/с, дешевше, ніж товстий Ethernet.

ЛОМ з кабелем thin Ethernet характеризуються низькою вартістю, мінімальними витратамипри нарощуванні та не вимагають додаткового екранування. Кабель приєднується до мережних плат робочих станцій за допомогою трійникових з'єднувачів ( T-connectors ) з малогабаритними байонетними роз'ємами (СР-50). При з'єднанні сегментів thin Ethernet потрібні репітери. Відстань між робочими станціями без репітерів неспроможна перевищувати 300 м, а загальна довжина мережі – 1000 м.

Оптоволоконний кабель

Найбільш дорогим середовищем для ЛОМ є оптоволоконний кабель, званий також скловолоконним кабелем. Швидкість передачі з нього досягає кількох гігабіт на секунду при допустимої довжині понад 50 км. Перешкодозахищеність оптоволоконного кабелю дуже висока, тому ЛОМ на його основі застосовуються там, де виникають електромагнітні перешкоди і потрібна передача інформації на великі відстанібез використання репітерів. Мережі стійкі проти підслуховування, оскільки техніка відгалужень в оптоволоконних кабелях дуже складна. Зазвичай ЛОМ на основі оптоволоконного кабелю будуються за зіркоподібною топологією.

Характеристики типових передавальних середовищ наведено у таблиці.

Топологія ІТТ

Топологія, тобто. конфігурація з'єднання елементів ЛВС , привертає до себе увагу більшою мірою, ніж інші характеристики мережі. Це зв'язано з тим що саме топологія багато в чому визначає найважливіші властивості мережі, такі, наприклад, як надійність та продуктивність.

Існують різні підходи до класифікації топологій ЛОМ. Згідно з одним з них конфігурації локальних мереж ділять на два основні класи: широкомовні і послідовні .

У широкомовнихконфігураціях кожен ПК передає сигнали, які можна сприйняти інші ПК. До таких конфігурацій належать загальна шина, дерево (з'єднання кількох загальних шин за допомогою репітерів), зірка з пасивним центром. Переваги змін цього – простота організації мережі.

У послідовнихконфігураціях кожен фізичний рівень передає інформацію лише одному ПК. До таких конфігурацій відносяться зірка з інтелектуальним центром, кільце, ієрархічна сполука, сніжинка. Основна перевага – простота програмної реалізаціїз'єднання.

Для запобігання колізіям у передачі інформації найчастіше застосовується тимчасовий метод поділу , згідно з яким кожною підключеною робочою станцією в певні моментичасу надається виключне право використання каналу передачі. Тому вимоги до пропускну здатність мережі при підвищеному навантаженні, тобто. при введенні нових робочих станцій знижуються.

У різних топологіях реалізуються різні принципи передачі інформації . У широкомовних це селекція інформації, у послідовних – маршрутизація інформації.

У ЛОМ з широкосмугової передачі інформації робочі станції отримують частоту, де вони можуть відправляти і отримувати інформацію. Дані, що пересилаються, модулюються на відповідних несучих частотах. Техніка широкосмугових повідомлень дозволяє одночасно транспортувати у комунікаційному середовищі досить великий обсяг інформації.

Зіркоподібна топологія .

Топологія мережі у вигляді зірки з активним центром успадкована з області мейнфреймів , де головна машина отримує та обробляє всі дані з термінальних пристроїв як активний вузол обробки даних. Вся інформація між робочими периферійними станціями проходить через центральний вузол обчислювальної мережі.

Пропускна здатність мережі визначається обчислювальною потужністю центрального вузла та гарантується для кожної робочої станції. Колізій, тобто. зіткнень передачі даних немає.

Кабельне з'єднання топології відносно просте, оскільки кожна робоча станція пов'язана з центральним вузлом, проте витрати на прокладку ліній зв'язку високі, особливо коли центральний вузол географічно розташований не в центрі топології.

При розширенні ЛОМ неможливо використовувати раніше виконані кабельні зв'язки: до нової робочої станції необхідно прокладати окремий кабель від центрального вузла мережі.

Зіркоподібна топологія при хорошій продуктивності центрального вузла є однією з найбільш швидкодіючих топологійЛОМ, оскільки передача інформації між робочими станціями відбувається за виділеними лініями, які використовуються тільки цими робочими станціями. Частота запитів на передачу інформації від однієї станції на іншу невисока в порівнянні з іншими топологіями.

Рис 1. Топологія як зірки

Продуктивність ЛОМ зіркоподібної топології в першу чергу визначається параметрами центрального вузла, який виступає як сервера мережі. Він може бути вузьким місцем мережі. У разі виходу з ладу центрального вузла порушується робота мережі загалом.

У ЛОМ з центральним вузлом управління можна реалізувати оптимальний механізм захисту від несанкціонованого доступу до інформації.

Кільцева топологія.

У кільцевій топології мережі робочі станції ЛОМ пов'язані між собою по колу. Остання робоча станція пов'язані з першої, тобто. комунікаційний зв'язок замикається у кільце.

Прокладання ліній зв'язку між робочими станціями може виявитися досить дорогим, особливо якщо територіально робочі станції розташовані далеко від основного кільця.

Повідомлення в кільці ЛОМ циркулюють по колу. Робоча станція посилає по певною адресоюінформацію, попередньо отримавши з кільця запит. Передача інформації виявляється досить ефективною, оскільки повідомлення можна надсилати одне одним. Так, наприклад, можна зробити кільцевий запит на всі станції. Тривалість передачі збільшується пропорційно кількості робочих станцій, які входять у ЛВС.

Рис. 2. Кільцева топологія

Головна проблема кільцевої топології полягає в тому, що кожна робоча станція повинна брати участь у передачі інформації, і у разі виходу з ладу хоча б одній із них вся мережа паралізується. Несправності в кабельної системилокалізуються легко.

Розширення мережі з кільцевою топологією вимагає зупинення роботи мережі, оскільки кільце має бути розірвано. Спеціальних обмежень на розмір ЛОМ не існує.

Особливою формою кільцевої топології є логічне кільце .

Фізично вона монтується як поєднання зоряних топологій. Окремі зірки включаються за допомогою спеціальних комутаторів (англ. Hub-концентратор), які російською мовою також іноді називають "хаб". Залежно від кількості робочих станцій та довжини кабелю між робочими станціями застосовують активні чи пасивні концентратори. Активні концентратори додатково містять підсилювач для підключення від 4 до 16 робочих станцій. Пасивний концентратор є виключно розгалужуючим пристроєм (максимум на три робочі станції). Управління окремою робочою станцією в логічній кільцевій мережі відбувається так само, як і в звичайній кільцевій мережі. Кожній робочої станції присвоюється відповідний їй адресу, яким передається управління (від старшого до молодшого і від наймолодшого до найстаршого). Розрив з'єднання відбувається тільки для нижчерозташованого (найближчого) вузла обчислювальної мережі, так що лише в окремих випадках може порушуватися робота всієї мережі.

Шинна топологія

У ЛОМ з шинною топологією основне передавальне середовище ( шина) - загальна для всіх робочих станцій. Функціонування ЛОМ залежить від стану окремої робочої станції, тобто. робочі станції у час можуть бути підключені до шини чи відключені від неї без порушення роботи мережі загалом.

Рис. 3. Шинна топологія

Однак у найпростішої мережі Ethernet з шинною топологією як передаюче середовище використовується тонкий Ethernet-кабель з трійниковим з'єднувачем ( T -коннектором), тому розширення такої мережі вимагає розриву шини, що призводить до порушення функціонування мережі. Більш дорогі рішення передбачають встановлення замість T -конекторів пасивних штепсельних коробок

Оскільки розширення ЛОМ з шинною топологією можна проводити без переривання мережевих процесів та розриву комунікаційного середовища, відведення інформації з ЛОМ і, відповідно, прослуховування інформації здійснюються досить легко, внаслідок чого захищеність такої ЛОМ низька.

Характеристики топологій обчислювальних мереж наведено у таблиці.

Деревоподібна топологія.

Утворюється шляхом різних комбінацій розглянутих вище топологій ЛОМ. Основа дерева (корінь) розташовується в точці, де збираються комунікаційні лінії (гілки дерева).

Мережі з деревоподібною структурою застосовуються там, де неможливе безпосереднє застосування базових мережевих структур. Для підключення робочих станцій застосовують пристрої, які називаються концентраторами .

Існує два різновиди таких пристроїв. Пристрої, до яких можна підключити максимум три станції, називають пасивними концентраторами. Для підключення більшої кількостіпристроїв необхідні активні концентраториіз можливістю посилення сигналу.

Типи побудови ЛОМ за методами передачі інформації.

Мережа Token Ring

Цей стандарт розроблено фірмою IBM. Як передавальне середовище застосовуються неекранована або екранована кручена пара або оптоволокно. Швидкість передачі від 4 Мбіт/с до 16Мбіт/с. В якості методу керування доступомробочих станцій до передавального середовища використовується маркерне кільце (Тоken Ring). Основні положення методу:

¨ кільцева топологія ЛОМ;

¨ робоча станція може передавати дані лише отримавши маркер, тобто. дозвіл на передачу інформації;

¨ у будь-який момент часу тільки одна станція в мережі має таке право.

У ЛОМ То k е n Ring використовуються три основних типи пакетів:

¨ пакет управління/дані (Data/Соmmand Frame);

¨ маркер (Token);

¨ пакет скидання (Аbort).

Пакет Управління/Дані . За допомогою такого пакета виконується передача даних або команд керування роботою мережі.

Маркер.Станція може розпочати передачу даних лише після отримання такого пакета. У кільці може бути лише один маркер і відповідно лише одна станція з правом передачі даних.

Пакет скидання.Надсилання такого пакета викликає припинення передачі інформації.

Мережа То k е n Ring допускає підключення комп'ютерів із зіркоподібної топології.

Локальна мережа Arknet.

Arknet (Attached Resource Computer NETWork) – проста, недорога, надійна та гнучка архітектура ЛОМ. Розроблена корпорацією Datapoint у 1977 році. Згодом ліцензію на Аrcnet придбала корпорація SМС (Standard Microsistem Corporation), яка стала основним розробником та виробником обладнання для мереж Аrcnet. В якості передавального середовища використовуються кручена пара, коаксіальний кабель з хвильовим опором 93 Ом і оптоволоконний кабель. Швидкість передачі становить 2,5 Мбіт/с. При підключенні пристроїв застосовують топології шина та зірка. Метод керування доступомстанцій до передавального середовища маркерна шина (Тоken Bus). Метод передбачає такі правила:

¨ пристрої, підключені до мережі, можуть передавати дані лише отримавши дозвіл на передачу (маркер);

¨ у будь-який момент часу тільки одна станція в мережі має таке право;

Принципи роботи

Передача кожного байта в Аrcnet виконується посилкою ISU (Information Symbol Unit – одиниця передачі), що складається з трьох службових старт/стопових бітів і восьми бітів даних. На початку кожного пакета передається початковий роздільник АВ (Аlегt Вurst), який складається із шести службових бітів. Початковий роздільник виконує функції преамбули пакета.

В Arcnet визначено 5 типів пакетів:

1. Пакет ІТТ(Information To Transmit) – запрошення до передачі. Ця посилка передає керування від одного вузла мережі іншому. Станція, що прийняла пакет ITT отримує право на передачу даних.

2. Пакет FBE(Free Buffeg Еnquiries) – запит про готовність до прийому даних. Цим пакетом перевіряється готовність вузла прийому даних.

3. Пакет даних.За допомогою цієї посилки здійснюється передача даних.

4. Пакет АСК (ACKnowledgments) – підтвердження прийому. Підтвердження готовності прийому даних чи підтвердження прийому пакета даних без помилок, тобто. відповідь на FBE та пакет даних.

5. Пакет NAK(Negative AcKnowledgments) неготовність до прийому. Неготовність вузла до прийому даних у відповідь FBE або прийняття пакета з помилкою.

Локальна мережа Ethernet

Специфікацію Ethernet наприкінці сімдесятих років запропонувала компанія Xerox. Пізніше до цього проекту приєдналися компанії Digital Equipment Corporation (DEC) та Intel. У 1982 році було опубліковано специфікацію на Ethernet версії 2.0. На базі Ethernet розроблено стандарт IEEE 802.3.

Основні засади роботи

¨ шинна топологія на логічному рівні;

¨ всі устрою, підключені до мережі, рівноправні, тобто. будь-яка станція може почати передачу в будь-який момент часу (якщо передавальне середовище вільне);

¨ дані, що передаються однією станцією, доступні всім станціям мережі.