Настройка сетей Microsoft дома и в офисе. Учебный курс

 

Рис. 2.6. Пример сети, сформированной на основе гибридной топологии

В следующем разделе рассматривается классификация локальных вычислительных сетей в соответствии с применяемой при их формировании архитектурой.

Архитектура локальных вычислительных сетей

В настоящее время используются локальные вычислительные сети, которые делятся на следующие разновидности (в соответствии с применяемой архитектурой):

– ARCnet;

– Token Ring

– Ethernet.

Предметом рассмотрения книги являются сети Ethernet, хотя остальные архитектурные решения также заслуживают краткого рассмотрения.

Сети ARCnet

Трудно предположить, что современному работнику придется столкнуться с этими сетями в реальной жизни, но иметь некоторое представление о них все же полезно.

Сети ARCnet появились в семидесятых годах прошлого века и изначально предназначались для связи между собой промышленного оборудования, а также кассовых терминалов в больших магазинах. Характеризуются высокой степенью надежности, а также устойчивостью к помехам, поэтому иногда применяются до сих пор.

В сетях этого типа управление доступом рабочих станций к сетевому кабелю осуществляется с помощью маркера (как в сетях с кольцевой топологией), хотя фактически используется звездообразная или шинная топология.

Скорость передачи данных в «классической» сети ARCnet составляет 2,5 Мбит/с, что на сегодняшний день не отвечает стандартным ожиданиям пользователей. Но все же существует ряд приложений, для которых скорость передачи данных совершенно не критична.

Каждому узлу в сети ARCnet назначается адрес в восьмеричном формате от 1 до 255. Следовательно, максимальное количество компьютеров в сети ограничивается значением 255. Обход сети маркером осуществляется в порядке возрастания этих адресов, которые назначаются с помощью установки перемычек на сетевых адаптерах ARCnet. Следует уделить особое внимание процессу настройки, поскольку при этом определяется путь прохождения маркера в сети, который может быть оптимальным, а может быть и далеким от оптимального.

Сети ARCnet допускают использование практически любых сетевых кабелей (коаксиальный кабель, витая пара, волоконно-оптический кабель), что является несомненным их преимуществом. К недостаткам можно отнести небольшую скорость передачи данных, а также «экзотичность» применяемого оборудования.

Сети Token Ring

Архитектура сетей Token Ring была разработана компанией IBM в качестве альтернативы сетям Ethernet. Основной отличительной особенностью сетей этого типа является использование маркерного метода доступа. Этот метод исключает конфликт между циркулирующими в сети данными. При этом используется кольцевая логическая топология. Физическая же топология сети является звездообразной. Структура сети показана на рис. 2.7.

Рис. 2.7. Пример сети Token Ring

Эта сеть характеризуется несколькими базовыми принципами:

– все компьютеры подключены к центральному концентратору, который в данном случае именуется модулем многостанционного доступа (MAU, Multistation Access Unit);

– порты концентратора образуют логическое кольцо, по которому циркулирует маркер;

– используются специальные кабели типа экранированной витой пары.

Передача данных в сетях этого типа осуществляется с помощью маркера, который «путешествует» по сети. Как только маркер достигает рабочей станции, готовой передавать данные, производится его перехват данной станцией. При этом в маркер добавляется адрес назначения пакета. Затем маркер и пакет передаются далее по сети. После достижения компьютера, который должен получить пакет, в маркер добавляется подтверждение о получении пакета, а затем передается еще один пакет данных либо сам маркер с отметкой о том, что он не занят. После этого процесс циклически повторяется.

К числу основных преимуществ сетей Token Ring является устойчивость к перегрузкам, при наличии которых наблюдается лишь плавное падение производительности. Поскольку применяемая в этом случае топология является активной, не требуется использование повторителей для усиления сигнала. Серьезным недостатком сетей этого типа является невысокая скорость передачи данных (не более 16 Мбит/с в новейших модификациях), а также достаточно высокие цены на оборудование.

Сети Ethernet

Именно сети этого типа рассматриваются в данной книге. Как упоминалось ранее, таким сетям присуща звездообразная или шинная топология, а доступ рабочих станций к сетевому кабелю обеспечивается с помощью метода множественного доступа с контролем среды и обнаружением конфликтов (CSMA/CD, Carrier Sense Multiple Access Collision Detect). Ниже кратко описан алгоритм, на основе которого функционирует этот метод:

– Проверка сетевой среды. Перед тем как начать передачу данных в сетевой среде, следует узнать, не выполняется ли подобная операция другим компьютером.

– Выполнение множественного доступа. Это означает, что возможен одновременный доступ к сетевой среде для нескольких компьютеров.

– Обнаружение конфликтов. Если в ходе выполнения первого этапа обнаруживается сигнал, передаваемый «чужим» компьютером, передача отменяется. Но может случиться так, что передачу сигналов начнут одновременно два или большее количество компьютеров.

– Ожидание. Для преодоления возникших конфликтов компьютеры «выжидают» на протяжении определенного промежутка времени, заданного случайным образом, а затем повторяют передачу фреймов данных. Поскольку вероятность повторного конфликта не столь уж и велика, сохраняется приемлемая производительность при передаче данных в сети.

Существует разновидность метода CSMA/CD, которая называется CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance, множественный доступ с контролем среды и предотвращением конфликтов). Этот метод предусматривает не только «прослушивание» сетевой среды, но и передачу специального сигнала RTS (Request to Send, запрос на передачу). Тем самым объявляется о намерении начать передачу данных. И только после этого начинается фактическая передача данных. Большим преимуществом в этом случае является принципиальная невозможность конфликта между фреймами данных, хотя остается вероятность одновременной передачи сигналов RTS. Но это уже не ведет к столь трагическим последствиям.

Протоколы локальных вычислительных сетей

Локальные вычислительные сети делятся на типы в соответствии с применяемыми ими протоколами. Ниже перечислены основные виды протоколов, используемые в современных сетях.

– NetBEUI. Этот протокол применяется в простых локальных сетях Microsoft Windows, не требующих маршрутизации. В настоящее время практически не используется, хотя в некоторых ситуациях его применение может быть целесообразным.

– IPX/SPX. Этот набор протоколов применяется в сетях NetWare, но может использоваться в сетях Microsoft Windows. В последнем случае повышается степень безопасности локальной сети, поскольку обеспечивается естественная «изоляция» от Интернета.

– TCP/IP. Этот набор протоколов универсален и применяется для обеспечения функционирования как локальных, так и глобальных сетей. Именно ему будет уделяться повышенное внимание в этой книге.

На этом можно завершить краткое рассмотрение видов локальных вычислительных сетей. В следующей главе будут рассмотрены современные высокоскоростные локальные сети, включая их беспроводные варианты.

Глава 3
Физические принципы работы локальных вычислительных сетей

В предыдущей главе уже рассматривались основные топологии сетей Ethernet, теперь же следует рассмотреть законы, на основе которых функционируют сети, относящиеся к этой категории. В этой же главе повышенное внимание будет уделено высокоскоростным кабельным, а также беспроводным сетям. В частности, рассматриваются физические принципы работы беспроводных сетей, а также стандарты беспроводных и кабельных высокоскоростных сетей, применяемых в настоящее время. Подобные сети переживают период бурного развития, в связи с чем представляют большой интерес.

ПРИМЕЧАНИЕ

Разумеется, в настоящее время находится применение и устаревшим сетям. Вряд ли целесообразно модернизировать сеть 10BASE-2, если единственная исполняемая ей функция заключается в том, чтобы передавать текстовые файлы или управляющие сигналы. Свою «нишу» в современном мире занимает и «динозавр» под названием ARCnet – объединение кассовых терминалов в торговом зале супермаркета.

Прежде чем приступить к рассмотрению стандартов высокоскоростных и беспроводных сетей, стоит обратить внимание на организации, занимающиеся разработкой стандартов вообще, и стандартов, имеющих отношение к локальным сетям, в частности.