Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Информатика arrow Архитектура ЭВМ

Классификация вычислительных сетей

Сети классифицируют по протяженности линий связи, топологии и способу управления.

По протяженности линий связи различают сети: локальные, региональные, глобальные.

По топологии (способу соединения элементов) сети различаются следующим образом (рис. 4.2): шинная, кольцевая, звездообразная, древовидная, полносвязная и гибридная (смешанная).

ПК ПК ПК ПК ПК ПК

б

в

ПК ПК ПК ПК ПК

I I I ^

а

ПК ПК

д

ПК-ПК

ПК-ПК

г

ПК

ПК ПК ПК ПК ПК

е

Рис. 4.2. Топология сетей: а — шинная; б — кольцевая; в — древовидная; г — полносвязная; д — звездообразная; е — смешанная

Каждая топология имеет свои достоинства и недостатки. Например, сеть с полносвязной топологией наиболее дорогая, но самая надежная, поскольку при отказе какой-либо линии связи передаваемая информация может быть направлена в обход.

Сеть с шинной топологией, наоборот, самая дешевая, но при отказе канала передачи данных из строя выходит вся сеть. Кроме того, такая сеть требует специального программного обеспечения для одновременной передачи информации между несколькими машинами по одному каналу.

Наиболее простое программное обеспечение в сети с кольцевой топологией, так как передача информации в такой сети осуществляется только в одном направлении, т. е. каждый компьютер принимает и передает сигнал следующей станции. В то же время выход из строя одной части кольца приводит к отказу всей сети.

По способу управления различают сети:

  • централизованные, в которых для управления и обеспечения доступа пользователей к ресурсам сети выделяют мощные компьютеры — серверы, на которых устанавливается специальное программное обеспечение. Остальные машины в таких сетях называют рабочими станциями. Часто встречаются локальные сети с одним сервером;
  • децентрализованные (одноранговые), в которых все компьютеры участвуют в управлении сетью на равных правах. Иными словами, в такой сети все машины одного ранга и работают под управлением одинаковых или, по крайней мере, совместимых программ, обеспечивающих в том числе и передачу данных по сети.

Пример локальной централизованной компьютерной сети с шинной топологией приведен на рис. 4.3.

ПК 1 ПК 2 ПКЗ ... ПК /V

Дисковые - Сервер- принтер

накопители

Модем

Линия связи с другими вычислительными системами

Рис. 4.3. Локальная централизованная компьютерная сеть

Сервер обеспечивает пользователям на остальных машинах (рабочих станциях) доступ к информации на дисковых накопителях, принтеру и выход к другим вычислительным системам через линию связи.

Сетевые интерфейсные платы (Network Interface Card — NIC) устанавливаются на настольных и портативных персональных компьютерах. Они служат для взаимодействия с другими устройствами в локальной сети.

Существует целый спектр сетевых плат для различных ПК, имеющих определенные требования к производительности. Характеризуются по скорости передачи данных и способам подключения к сети.

Если рассматривать способ приема и передачи данных на подключенных к сети ПК, то современные сетевые платы (сетевые адаптеры) играют активную роль в повышении производительности, назначении приоритетов для ответственного трафика (передаваемой/принимаемой информации) и мониторинге трафика в сети. Кроме того, они поддерживают такие функции, как удаленная активизация с центральной рабочей станции или удаленное изменение конфигурации, что значительно экономит время и силы администраторов постоянно растущих сетей.

В структурированной кабельной конфигурации все входящие в сеть ПК взаимодействуют с концентратором (или коммутатором).

Хаб (концентратор) локальной централизованной компьютерной сети — устройство множественного доступа. При применении концентратора все пользователи делят между собой полосу пропускания сети. Пакет, принимаемый по одному из портов концентратора, рассылается во все другие порты, которые анализируют этот пакет (предназначен он для них или нет). При небольшом числе пользователей такая система превосходно работает, между тем в случае увеличения числа пользователей начинает сказываться конкуренция за полосу пропускания, что замедляет трафик в локальной сети.

Концентраторы бывают разных видов и размеров и обеспечивают соединение числа пользователей сети, охватывающей комплекс зданий (рис. 4.4).

Функции данных устройств различны: от простых концентраторов проводных линий до крупных устройств, выполняющих работу центрального узла сети, поддерживающих операции управления и целый ряд стандартов (Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, FDDI и т. д.). Существуют также концентраторы, играющие важную роль в системе защиты сети.

Концентратор начального уровня (базовый концентратор) — это простое, автономное устройство, являющееся для многих организаций хорошей отправной точкой благодаря низкой стоимости в расчете на порт.

з

Рис. 4.4. Структура хаба (концентратора): 1 — светодиодные индикаторы состояния порта; 2 — индикаторы использования сети, показывающие ее загруженность; 3 — порты кабеля «витая пара» для подсоединения рабочих станций к сети; 4 — коаксиальный порт для подключения к сетевой магистрали;

5 — гнездо адаптера питания; 6— сигнальные светодиодные индикаторы

Наращиваемые (стековые) концентраторы позволяют постепенно увеличивать размер сети. Такие концентраторы соединяются друг с другом гибкими кабелями расширения, ставятся один на другой и функционируют как один концентратор.

Концентраторы с коммутацией портов, или сегментируемые концентраторы (SuperStack II PS Hub), позволяют выделять пользователям любой из четырех внутренних сегментов концентратора (каждый из этих сегментов имеет полосу пропускания 10 Мбит/с). Подобная схема дает возможность гибко распределять полосу пропускания между пользователями и балансировать нагрузку сети.

Двухскоростные концентраторы можно с выгодой применять для создания современных сетей с совместно используемыми сетевыми сегментами. Они поддерживают существующие каналы Ethernet 10 Мбит/с и новые сети Fast Ethernet 10 Мбит/с, автоматически опознавая скорость соединения, что позволяет не настраивать конфигурацию вручную. Это упрощает модернизацию соединений — переход от сети Ethernet к Fast Ethernet, когда необходима поддержка новых приложений, интенсивно использующих полосу пропускания сети, или сегментов с большим числом пользователей. Кроме того, концентраторы служат центральной точкой для подключения кабелей, изменения конфигурации, поиска неисправностей и централизованного управления, упрощая выполнение всех этих операций.

Коммутатор — многопортовое устройство, обеспечивающее высокоскоростную коммутацию пакетов между портами. В сети с коммутацией пакетов — устройство, направляющее пакеты обычно на один из узлов магистральной сети. Коммутатор предоставляет каждому устройству (серверу, ПК или концентратору), подключенному к одному из его портов, всю полосу пропускания сети. Это повышает производительность и уменьшает время отклика сети за счет сокращения числа пользователей, приходящихся на сегмент. Как и двухскоростные концентраторы, новейшие коммутаторы часто конструируются для поддержки 10 или 100 Мбит/с, в зависимости от максимальной скорости подключаемого устройства. Если они оснащаются средствами автоматического опознавания скорости передачи, то могут сами настраиваться на оптимальную скорость — изменять конфигурацию вручную не требуется.

В отличие от концентраторов, осуществляющих широковещательную рассылку всех пакетов, принимаемых по любому из портов, коммутаторы передают пакеты только целевому устройству (адресату), так как знают МАС-адрес каждого подключенного устройства (аналогично тому, как почтальон по почтовому адресу определяет, куда доставить письмо). В результате уменьшается трафик и повышается общая пропускная способность, а эти два фактора — критические с учетом растущих требований к полосе пропускания сети современных сложных бизнес-приложений.

Маршрутизатор выполняет следующие простые функции:

  • • подключение локальных сетей (LAN) к территориально-распределенным сетям (WAN);
  • • соединение нескольких локальных сетей.

Маршрутизаторы перемещают данные, выявляя оптимальный маршрут от отправителя к получателю. Они зависят от используемого протокола (например, TCP/IP, IPX, AppleTalk) и от мостов и коммутаторов, функционирующих на втором уровне. Производительность маршрутизатора (объем передаваемых данных в секунду) обычно пропорциональна его стоимости. Поскольку маршрутизатор работает на основе протокола, он может принимать решение о наилучшем маршруте доставки данных, руководствуясь такими факторами, как стоимость, скорость доставки и т. д. Кроме того, маршрутизаторы позволяют эффективно управлять трафиком широковещательной рассылки, обеспечивая передачу данных только в нужные порты.

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >
 

Популярные страницы