Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Вычислительные системы, сети и телекоммуникации – Рафальский В.С.





1. Модель OSI, уровни модели OSI. Понятие «открытая система», стандартные стеки коммуникационных протоколов.

В начале 80-х годов ряд международных организаций по стандартизации — ISO, ITU-T и некоторые другие — разработали модель, которая сыграла значительную роль в развитии сетей. Эта модель называется моделью взаимодействия открытых систем (Open System Interconnection, OSI).

Модель OSI определяет различные уровни взаимодействия систем, дает им стандартные имена и указывает, какие функции должен выполнять каждый уровень.

Модель OSI описывает только системные средства взаимодействия, реализуемые операционной системой, системными утилитами, системными аппаратными средствами. Модель не включает средства взаимодействия приложений конечных пользователей. Свои собственные протоколы взаимодействия приложения реализуют, обращаясь к системным средствам. Поэтому необходимо различать уровень взаимодействия приложений и прикладной уровень.

Следует также иметь в виду, что приложение может взять на себя функции некоторых верхних уровней модели OSI.

В стандартах ISO для обозначения единиц данных, с которыми имеют дело протоколы разных уровней, используется общее название протокольный блок данных (Protocol Data Unit, PDU).

В протоколах с установлением соединения (connection-oriented) перед обменом данными отправитель и получатель должны сначала установить соединение и, возможно, выбрать некоторые параметры протокола, которые они будут использовать при обмене данными. После завершения диалога они должны разорвать это соединение.

Вторая группа протоколов — протоколы без предварительного установления соединения (connectionless). Такие протоколы называются также дейтаграммными протоколами. Отправитель просто передает сообщение, когда оно готово.



Существует семь основных уровней модели OSI. Они начинаются с физического уровня и заканчиваются прикладным. Каждый уровень предоставляет услуги для более высокого уровня. Седьмой уровень обслуживает непосредственно пользователей.

Прикладной (Application)

Представления (Presentation)

Сеансовый (Session)

Транспортный (Transport)

Сетевой (Network)

Канальный (Data Link)

Физический (Physical)

Три нижних уровня — физический, канальный и сетевой — являются сетезависимыми, то есть протоколы этих уровней тесно связаны с технической реализацией сети и используемым коммуникационным оборудованием. Три верхних уровня — прикладной, представительный и сеансовый — ориентированы на приложения и мало зависят от технических особенностей построения сети. Они сетенезависимые.

Физический уровень

Имеет дело с передачей битов по физическим каналам связи. К этому уровню имеют отношение характеристики физических сред передачи данных, определяются характеристики электрических сигналов, стандартизуются типы разъемов и назначение каждого контакта. Функции физического уровня реализуются во всех устройствах, подключенных к сети. Со стороны компьютера функции физического уровня выполняются сетевым адаптером или последовательным портом.

Канальный уровень

Одной из задач канального уровня является проверка доступности среды передачи. Другой задачей канального уровня является реализация механизмов обнаружения и коррекции ошибок. Для этого на канальном уровне биты группируются в наборы, называемые кадрами (frames). Канальный уровень обеспечивает корректность передачи каждого кадра, помещая специальную последовательность бит в начало и конец каждого кадра, для его выделения, а также вычисляет контрольную сумму, обрабатывая все байты кадра определенным способом и добавляя контрольную сумму к кадру.

В целом канальный уровень представляет собой весьма мощный и законченный набор функций по пересылке сообщений между узлами сети

Сетевой уровень

Служит для образования единой транспортной системы, объединяющей несколько сетей, причем эти сети могут использовать совершенно различные принципы передачи сообщений между конечными узлами и обладать произвольной структурой связей.

На сетевом уровне определяются два вида протоколов: сетевые протоколы и маршрутизации. На сетевом уровне работают протоколы еще одного типа, которые отвечают за отображение адреса узла, используемого на сетевом уровне, в локальный адрес сети - протоколы разрешения адресов.

Транспортный уровень

На пути от отправителя к получателю пакеты могут быть искажены или утеряны. Хотя некоторые приложения имеют собственные средства обработки ошибок, существуют и такие, которые предпочитают сразу иметь дело с надежным соединением. Транспортный уровень обеспечивает приложениям или верхним уровням стека — прикладному и сеансовому — передачу данных с той степенью надежности, которая им требуется. Модель OSI определяет пять классов сервиса, предоставляемых транспортным уровнем. Эти виды сервиса отличаются качеством предоставляемых услуг: срочностью, возможностью восстановления прерванной связи, наличием средств мультиплексирования нескольких соединений между различными прикладными протоколами через общий транспортный протокол, а главное — способностью к обнаружению и исправлению ошибок передачи, таких как искажение, потеря и дублирование пакетов.

Сеансовый уровень

Сеансовый уровень обеспечивает управление диалогом: фиксирует, какая из сторон является активной в настоящий момент, предоставляет средства синхронизации. Последние позволяют вставлять контрольные точки в длинные передачи, чтобы в случае отказа можно было вернуться назад к последней контрольной точке, а не начинать все с начала.

Представительный уровень

Представительный уровень имеет дело с формой представления передаваемой по сети информации, не меняя при этом ее содержания. За счет уровня представления информация, передаваемая прикладным уровнем одной системы, всегда понятна прикладному уровню другой системы.

Прикладной уровень

Прикладной уровень (Application layer) — это в действительности просто набор разнообразных протоколов, с помощью которых пользователи сети получают доступ к разделяемым ресурсам, таким как файлы, принтеры или гипертекстовые Web-страницы, а также организуют свою совместную работу, например, с помощью протокола электронной почты. Единица данных, которой оперирует прикладной уровень, обычно называется сообщением (message).

В широком смысле открытой системой может быть названа любая система (компьютер, вычислительная сеть, ОС, программный пакет, другие аппаратные и программные продукты), которая построена в соответствии с открытыми спецификациями. Под открытыми спецификациями понимаются опубликованные, общедоступные спецификации, соответствующие стандартам и принятые в результате достижения согласия после всестороннего обсуждения всеми заинтересованными сторонами.

Модель OSI касается только одного аспекта открытости, а именно открытости средств взаимодействия устройств, связанных в вычислительную сеть. Примером открытой системы является международная сеть Internet.

Стек OSI

Стек OSI представляет собой набор вполне конкретных спецификаций протоколов, В отличие от других стеков протоколов стек OSI полностью соответствует модели OSI, он включает спецификации протоколов для всех семи уровней взаимодействия, определенных в этой модели. На нижних уровнях стек OSI поддерживает Ethernet, Token Ring, FDDI, протоколы глобальных сетей, X.25 и ISDN. Протоколы стека OSI отличает большая сложность и неоднозначность спецификаций.

Стек TCP/IP

Стек TCP/IP на нижнем уровне поддерживает все популярные стандарты физического и канального уровней: для локальных сетей — это Ethernet, Token Ring, FDDI, для глобальных — протоколы работы на аналоговых коммутируемых и выделенных линиях SLIP, РРР, протоколы территориальных сетей X.25 и ISDN. Основными протоколами стека, давшими ему название, являются протоколы IP и TCP. Эти протоколы в терминологии модели OSI относятся к сетевому и транспортному уровням соответственно. IP обеспечивает продвижение пакета по составной сети, a TCP гарантирует надежность его доставки. Сегодня стек TCP/IP представляет собой один из самых распространенных стеков транспортных протоколов вычислительных сетей.

Стек IPX/SPX

Протоколы сетевого и сеансового уровней Internetwork Packet Exchange (IPX) и Sequenced Packet Exchange (SPX), которые дали название стеку, являются прямой адаптацией протоколов XNS фирмы Xerox, распространенных в гораздо меньшей степени, чем стек IPX/SPX.Протоколы стека IPX/SPX до недавнего времени хорошо работали в локальных сетях и не очень — в больших корпоративных сетях, так как они слишком перегружали медленные глобальные связи широковещательными пакетами, которые интенсивно используются несколькими протоколами этого стека.

Стек NetBIOS/SMB

Этот стек широко используется в продуктах компаний IBM и Microsoft. На физическом и канальном уровнях этого стека используются все наиболее распространенные протоколы Ethernet, Token Ring, FDDI и другие. На верхних уровнях работают протоколы NetBEUI и SMB.

Протокол NetBIOS появился в 1984 году как сетевое расширение стандартных функций базовой системы ввода/вывода (BIOS) IBM PC для сетевой программы PC Network фирмы IBM. Этот протокол содержит много полезных сетевых функций, которые можно отнести к сетевому, транспортному и сеансовому уровням модели OSI, однако с его помощью невозможна маршрутизация пакетов

2. ВССТ Классы вычислительных сетей и их особенности. Требования, предъявляемые к современным вычислительным сетям

Локальные сетиLocal Area Networks (LAN) — относят сети компьютеров, сосредоточенные на небольшой территории (обычно в радиусе не более 1-2 км). Скорость обмена данными порядка 100 Мбит/с.

Глобальные сетиWide Area Networks (WAN) — объединяют территориально рассредоточенные компьютеры, которые могут находиться в различных городах и странах. Низкая скорость — десятки килобит в секунду.

Городские сети (или сети мегаполисов)Metropolitan Area Networks (MAN) — предназначены для обслуживания территории крупного города — мегаполиса, со скоростями от 45 Мбит/с.

Отличия локальных сетей от глобальных:

ü Протяженность, качество и способ прокладки линий связи

ü Сложность методов передачи и оборудования

ü Скорость обмена данными

ü Разнообразие услуг

ü Оперативность выполнения запросов

ü Разделение каналов

ü Использование метода коммутации пакетов

ü Масштабируемость

Сети отделов — это сети, которые используются сравнительно небольшой группой сотрудников, работающих в одном отделе предприятия. Эти сотрудники решают некоторые общие задачи. Считается, что отдел может насчитывать до 100-150 сотрудников. Главной целью сети отдела является разделение локальных ресурсов, таких как приложения, данные, лазерные принтеры и модемы. Обычно сети отделов имеют один или два файловых сервера и не более тридцати пользователей. Задачи управления сетью на уровне отдела: добавление новых пользователей, устранение простых отказов, инсталляция новых узлов и установка новых версий программного обеспечения.

Существует и другой тип сетей, близкий к сетям отделов, — сети рабочих групп. К таким сетям относят совсем небольшие сети, включающие до 10-20 компьютеров. Характеристики сетей рабочих групп практически не отличаются от описанных выше характеристик сетей отделов.

Сети кампусов объединяют множество сетей различных отделов одного предприятия в пределах отдельного здания или в пределах одной территории, покрывающей площадь в несколько квадратных километров. При этом глобальные соединения в сетях кампусов не используются. Службы такой сети включают взаимодействие между сетями отделов, доступ к общим базам данных предприятия, доступ к общим факс-серверам, высокоскоростным модемам и высокоскоростным принтерам. В результате сотрудники каждого отдела предприятия получают доступ к некоторым файлам и ресурсам сетей других отделов. Важной службой, предоставляемой сетями кампусов, стал доступ к корпоративным базам данных независимо от того, на каких типах компьютеров они располагаются.

Корпоративные сети объединяют большое количество компьютеров на всех территориях отдельного предприятия. Для корпоративной сети характерны:

§ масштабность — тысячи пользовательских компьютеров, сотни серверов, огромные объемы хранимых и передаваемых по линиям связи данных, множество разнообразных приложений;

§ высокая степень гетерогенности — типы компьютеров, коммуникационного оборудования, операционных систем и приложений различны;

§ использование глобальных связей — сети филиалов соединяются с помощью телекоммуникационных средств, в том числе телефонных каналов, радиоканалов, спутниковой связи.

 

 

Главным требованием, предъявляемым к сетям, является выполнение сетью ее основной функции — обеспечение пользователям потенциальной возможности доступа к разделяемым ресурсам всех компьютеров, объединенных в сеть. Все остальные требования — производительность, надежность, совместимость, управляемость, защищенность, расширяемость и масштабируемость — связаны с качеством выполнения этой основной задачи.

1. Производительность

Это свойство обеспечивается возможностью распараллеливания работ между несколькими компьютерами сети. Существует несколько основных характеристик производительности сети:

- время реакции - интервал времени между возникновением запроса

пользователя к сетевой службе и получением ответа на этот запрос;

- пропускная способность - объем данных, переданных сетью или ее частью в

единицу времени;

- задержка передачи и вариация задержки передачи - задержка между

моментом поступления пакета на вход какого-либо сетевого устройства или

части сети и моментом появления его на выходе этого устройства.

2. Надежность и безопасность

Одной из первоначальных целей создания распределенных систем, к которым относятся и вычислительные сети, являлось достижение большей надежности по сравнению с отдельными вычислительными машинами.

Для технических устройств используются такие показатели надежности, как среднее время наработки на отказ, вероятность отказа, интенсивность отказов.

В связи с этим для оценки надежности сложных систем применяется другой набор характеристик:

· Готовность или коэффициент готовностиозначает долю времени, в течение которого система может быть использована;

· Сохранность данных и защиту их от искажений, кроме этого, должна поддерживаться согласованность (непротиворечивость) данных;

· Вероятность доставки пакета узлу назначения без искажений;

· Безопасность (security), то есть способность системы защитить данные от несанкционированного доступа;

· Отказоустойчивость (fault tolerance), в сетях под отказоустойчивостью понимается способность системы скрыть от пользователя отказ отдельных ее элементов

3. Расширяемость и масштабируемость

Расширяемость (extensibility) означает возможность сравнительно
легкого добавления отдельных элементов сети (пользователей, компьютеров,
приложений, служб), наращивания длины сегментов сети и замены
существующей аппаратуры более мощной. При этом принципиально важно,
что легкость расширения системы иногда может обеспечиваться в некоторых
весьма ограниченных пределах.

Масштабируемость (scalability) означает, что сеть позволяет
наращивать количество узлов и протяженность связей в очень широких
пределах, при этом производительность сети не ухудшается. Для обеспечения
масштабируемости сети приходится применять дополнительное
коммуникационное оборудование и специальным образом структурировать
сеть.

4. Совместимость

Совместимость или интегрируемость означает, что сеть способна включать в себя самое разнообразное программное и аппаратное обеспечение, то есть в ней могут сосуществовать различные операционные системы, поддерживающие разные стеки коммуникационных протоколов, и работать аппаратные средства и приложения от разных производителей

5. Прозрачность

Прозрачность (transparency) сети достигается в том случае, когда сеть представляется пользователям не как множество отдельных компьютеров, связанных между собой сложной системой кабелей, а как единая традиционная вычислительная машина с системой разделения времени.

Прозрачность может быть достигнута на двух различных уровнях:

— на уровне пользователя — для работы с удаленными ресурсами он использует те же команды и
привычные ему процедуры, что и для работы с локальными ресурсами;

— на уровне программиста — приложению для доступа к удаленным ресурсам требуются те же
вызовы, что и для доступа к локальным ресурсам.

Концепция прозрачности может быть применена к различным аспектам сети. Например, прозрачность расположения означает, что от пользователя не требуется знаний о месте расположения программных и аппаратных ресурсов, таких как процессоры, принтеры, файлы и базы данных.

Прозрачность параллелизма заключается в том, что процесс распараллеливания вычислений происходит автоматически, без участия программиста, при этом система сама распределяет параллельные ветви приложения по процессорам и компьютерам сети.

6. Поддержка разных видов трофика

Трафик компьютерных данных характеризуется крайне неравномерной интенсивностью поступления сообщений в сеть при отсутствии жестких требований к синхронности доставки этих сообщений.

 

Особую сложность представляет совмещение в одной сети традиционного компьютерного и мультимедийного трафика.Передача исключительно мультимедийного графика компьютерной сетью хотя и связана с определенными сложностями, но вызывает меньшие трудности. А вот случай сосуществования двух типов трафика с противоположными требованиями к качеству обслуживания является намного более сложной задачей. Обычно протоколы и оборудование компьютерных сетей относят мультимедийный трафик к факультативному, поэтому качество его обслуживания оставляет желать лучшего.

7. Управляемость

Подразумевает возможность централизованно контролировать состояние основных элементов сети, выявлять и разрешать проблемы, возникающие при работе сети, выполнять анализ производительности и планировать развитие сети. В идеале средства управления сетями представляют собой систему, осуществляющую наблюдение, контроль и управление каждым элементом сети.

Становятся заметны более общие проблемы производительности, конфигурирования сети, обработки сбоев и безопасности данных, требующие стратегического подхода, то есть планированиясети. Планирование, кроме этого, включает прогноз изменений требований пользователей к сети, вопросы применения новых приложений, новых сетевых технологий и т.п.

Полезность системы управления особенно ярко проявляется в больших сетях: корпоративных или публичных глобальных.

В настоящее время в области систем управления сетями много нерешенных проблем. Явно недостаточно действительно удобных, компактных и многопротокольных средств управления сетью. Большинство существующих средств вовсе не управляют сетью, а всего лишь осуществляют наблюдение за ее работой.

 

3. ВССТ Структурированная кабельная система

1. Иерархия в кабельной системе

Структурированная кабельная система (Structured Cabling System, SCS) — это набор коммутационных элементов (кабелей, разъемов, коннекторов, кроссовых панелей и шкафов), а также методика их совместного использования, которая позволяет создавать регулярные, легко расширяемые структуры связей в вычислительных сетях.

Структурированная кабельная система представляет своего рода “конструктор” с помощью которого проектировщик сети строит нужную ему конфигурацию стандартных кабелей, соединенных стандартными разъемами и коммутируемых на стандартных кроссовых панелях. При необходимости конфигурацию связей можно легко изменить — добавить компьютер, сегмент, коммутатор, изъять ненужное оборудование, а также поменять соединения между компьютерами и концентраторами.

При построении структурированной кабельной системы подразумевается, что каждое рабочее место на предприятии должно быть оснащено розетками для подключения телефона и компьютера, даже если в данный момент этого не требуется. То есть хорошая структурированная кабельная система строится избыточной. В будущем это может сэкономить средства, так как изменения в подключении новых устройств можно производить за счет перекоммутации уже проложенных кабелей.

Типичная иерархическая структура структурированной кабельной системы включает:

· горизонтальные подсистемы (соединяют кроссовый шкаф этажа с розетками пользователей, ГП соответствуют этажам здания);

· вертикальные подсистемы (соединяет кроссовые шкафы каждого этажа с центральной аппаратной здания);

· подсистема кампуса (соединяет несколько зданий с главной аппаратной всего кампуса, эта часть кабельной системы обычно называется магистралью (backbone).

Преимущества структурированной кабельной системы :

Универсальность (единая среда для передачи компьютерных данных в локальной вычислительной сети, организации локальной телефонной сети, передач видеоинформации и даже передачи сигналов от датчиков пожарной безопасности или охранных систем)

Увеличение срока службы (срок морального старения до 10-15 лет)

Уменьшение стоимости добавления новых пользователей и изменения их мест размещения (стоимость кабельной системы значительна и определяется в основном стоимостью работ по прокладке кабеля, поэтому более выгодно провести однократную работу по прокладке кабеля, возможно, с большим запасом по длине, таким образом добавление или перемещение пользователя сводятся к подключению компьютера к уже имеющейся розетке)

Возможность легкого расширения сети (структурированная кабельная система является модульной - разделена на физические сегменты и делится на легко управляемые логические сегменты, поэтому модификции в отдельной подсети не оказывают никакого влияния на от остальную части сети)

Обеспечение более эффективного обслуживания (при шинной организации кабельной системы отказ одного из устройств или соединительных элементов приводит к трудно локализуемому отказу всей сети, а структурированных кабельных системах отказ одного сегмента не действует на другие)

Надежность. (производитель гарантирует не только качества ее отдельных компонентов, но и их совместимость)

Первая структурированная кабельная система с современными чертами SYSTIMAX SCS компании Lucent Technologies (ранее — подразделение AT&T)

AMP BICC Brand-Rex Siemens

Alcatel MOD-TAP на российском рынке АйТи-СКС

2. Выбор типа кабеля для горизонтальных подсистем

Требования к кабелю для горизонтальной подсистемы:

удобство выполнения ответвлений (нужно провести кабель к каждой пользовательской розетке, в том числе в комнатах, где пока компьютеры в сеть не объединяются);

удобство его прокладки в помещениях.

 

Выбор кабеля для горизонтальной подсистемы:

Медный провод (неэкранированная витая пара);

Волоконно-оптический кабель (очень высокая пропускная способность, используется в агрессивных средах);

Коаксиальный кабель (устаревшая технология);

Беспроводная связь (новая технологией, характеризуется низкой).

Экранированная витая пара (STP) (передача данных на большее расстояние ;поддерживает больше узлов, чем неэкранированная; не может передавать голос; используется в основном в сетях, базирующихся на продуктах IBM и Token Ring, и редко подходит к остальному оборудованию локальных сетей).

Неэкранированная витая пара (UTP) (может передавать данные и голос, она используется чаще).

Коаксиальный кабель (используют, когда высокий уровень электромагнитных помех не позволяет использовать витую пару или же небольшие размеры сети не создают больших проблем с эксплуатацией кабельной системы).

Толстый Ethernet (обладает по сравнению с тонким большей полосой пропускания, более стоек к повреждениям и передает данные на большие расстояния, но к нему сложнее подсоединиться, менее гибок, мало подходит для горизонтальных подсистем).

Тонкий Ethernet - (до появления стандарта 10Base-T тонкий Ethernet был основным кабелем для горизонтальных подсистем, его проще монтировать, сети на тонком Ethernet можно быстро собрать, так как компьютеры соединяются друг с другом непосредственно, но сложен в обслуживании: неисправности в сетях сложно локализовать).

Оптоволоконный кабель (применяют, если нужна высокая степень защищенности данных, высокая пропускная способность или устойчивость к электромагнитным помехам, с ним работают протоколы AppleTalk, ArcNet, Ethernet, FDDI и Token Ring, а также новые протоколы 100VG-AnyLAN, Fast Ethernet, ATM. Стоимость установки сетей на оптоволоконном кабеле для горизонтальной подсистемы весьма высокая).

Преобладающим кабелем для горизонтальной подсистемы является неэкранированная витая пара категории 5. Ее позиции еще более укрепятся с принятием спецификации 802.3аb для применения на этом виде кабеля технологии Gigabit Ethernet.

Коммутационные элементы структурированной кабельной подсистемы для UTP, применяемые на этаже при прокладке неэкранированной витой пары. Для сокращения количества кабелей здесь установлен 25-парный кабель и разъем для такого типа кабеля Telco, имеющий 50 контактов.

3. Выбор типа кабеля для вертикальных (магистральных) подсистем

Требования к кабелю для вертикальной подсистемы:

передаача данных на большие расстояния (этажи здания)

передаача данных с большей скоростью (по сравнению с кабелем горизонтальной подсистемы)

Выбор кабеля для горизонтальной подсистемы:

Оптоволокно (отличные характеристики пропускной способности, расстояния и более высокую степень защиты данных от несанкционированного доступа; нет необходимости регенерации сигнала, может быть проложен в узких местах, устойчив к электромагнитным и радиочастотным помехам, может передавать голос, видеоизображение и данные, хорош для внешней прокладки, идеальная среда передачи данных для промышленных сетей, но относительно дорогой, сложно выполнять ответвления, менее прочный, чем коаксиальный);

Толстый коаксиал (хорошие характеристики пропускной способности, расстояния и защиты данных, хорошая защищенность от электромагнитных помех и низкое радиоизлучение, дешевле чем оптоволокно, но особенно чувствителен к различным уровням напряжения заземления, сложен в работе);

Широкополосный кабель (хорошие показатели пропускной способности и расстояния; может передавать голос, видео и данные; но очень сложно работать, требуются большие затраты во время эксплуатации)

4. Выбор типа кабеля для подсистемы кампуса

 

 

Требования к кабелю для подсистемы кампуса:

· нужно учитывать воздействие среды на кабель вне помещения

· защитная оболочка высокой плотности;

· при подземной прокладке кабель должен иметь специальную влагозащитную оболочку, а также металлический защитный слой от грызунов и вандалов;

· лучше выбрать для внешней проводки неметаллический оптоволоконный кабель (предотвращение поражения молнией ;

· кабель для внешней прокладки не подходит для прокладки внутри зданий, так как он выделяет при сгорании большое количество дыма.

Выбор кабеля для подсистемы кампуса:

· Оптоволоконный кабель является наилучшим выбором для подсистем нескольких зданий, расположенных в радиусе нескольких километров.

· Толстый коаксиальный кабель.

Выводы

· Кабельная система составляет фундамент любой компьютерной сети. От ее качества зависят все основные свойства сети.

· Структурированная кабельная система представляет собой набор коммуникационных элементов — кабелей, разъемов, коннекторов, кроссовых панелей и шкафов, которые удовлетворяют стандартам и позволяют создавать регулярные, легко расширяемые структуры связей.

· Структурированная кабельная система состоит из трех подсистем:

· горизонталь ной (в пределах этажа),

· вертикальной (между этажами)

· и подсистемы кампуса (в пределах одной территории с несколькими зданиями).

· Для горизонтальной подсистемы характерно наличие большого количества ответвлений и перекрестных связей. Наиболее подходящий тип кабеля — неэкранированная витая пара категории 5.

· Вертикальная подсистема состоит из более протяженных отрезков кабеля, количество ответвлений намного меньше, чем в горизонтальной подсистеме Предпочтительный тип кабеля — волоконно-оптический.

· Для подсистемы кампуса характерна нерегулярная структура связей с центральным зданием, Предпочтительный тип кабеля — волоконно-оптический в специальной изоляции.

· Кабельная система здания строится избыточной, так как стоимость последующего расширения кабельной системы превосходит стоимость установки избыточных элементов.

4. Концентраторы и сетевые адаптеры

1. Сетевые адаптеры
Функции и характеристики сетевых адаптеров

Сетевой адаптер(Network Interface Card, NIC) со своим драйвером реализует второй, канальный уровень модели открытых систем в конечном узле сети — компьютере. В сетевой операционной системе пара адаптер и драйвер выполняет только функции физического и МАС-уровней, в то время как LLC-уровень обычно реализуется модулем операционной системы, единым для всех драйверов и сетевых адаптеров, в соответствии с моделью стека протоколов IEEE 802.

Сетевой адаптер совместно с драйвером выполняют две операции:

передача кадра

Оформление кадра данных МАС-уровня, в который инкапсулируется кадр LLC (с отброшенными флагами 01111110). Заполнение адресов назначения и источника, вычисление контрольной суммы.

Формирование символов кодов при использовании избыточных кодов типа 4В/5В.Скрэмблирование кодов для получения более равномерного спектра сигналов.

Выдача сигналов в кабель в соответствии с принятым линейным кодом — манчестерским, NRZI, MLT-3 и т. п

прием кадра

Выделение сигналов на фоне шума (выполняют различные специализированные микросхемы или сигнальные процессоры DSP). В приемнике адаптера образуется некоторая битовая последовательность, с большой степенью вероятности совпадающая с той, которая была послана передатчиком.

Если данные перед отправкой в кабель подвергались скрэмблированию, то они пропускаются через дескрэмблер (в адаптере восстанавливаются символы кода, посланные передатчиком).

Проверка контрольной суммы кадра. Если она неверна, то кадр отбрасывается, а протоколу LLC передается соответствующий код ошибки. Если контрольная сумма верна, то из МАС-кадра извлекается кадр LLC и передается наверх, протоколу LLC. Кадр LLC помещается в буфер оперативной памяти.

Сетевые адаптеры

· для клиентских компьютеров (значительная часть работы перекладывается на драйвер, тем самым адаптер оказывается проще и дешевле, но высокая степень загрузки ЦП компьютера рутинными работами по передаче кадров из оперативной памяти компьютера в сеть)

· для серверов (обычно снабжаются собственными процессорами, которые самостоятельно выполняют большую часть работы по передаче кадров из оперативной памяти в сеть и в обратном направлении)

· В зависимости от того, какой протокол реализует адаптер, адаптеры делятся на

– Ethernet-адаптеры,

– Token Ring-адаптеры,

– FDDI-адаптеры и так далее.

Сетевой адаптер перед установкой в компьютер необходимо конфигурировать, обычно задаются:

– номер прерывания IRQ, используемого адаптером,

– номер канала прямого доступа к памяти DMA (если адаптер поддерживает режим DMA)

– базовый адрес портов ввода/вывода.

1.2. Классификация сетевых адаптеров

В качестве примера классификации адаптеров используем подход фирмы Зсom - лидера в области адаптеров Ethernet.

Адаптеры первого поколения

• выполнены на дискретных логических микросхемах (низкая надежность);

• буфернаю память на один кадр (низкая производительность адаптера);

• задание конфигурации происходило вручную, для каждого типа адаптеров использовался свой драйвер, интерфейс между драйвером и сетевой ОС не стандартизирован.

Адаптеры второго поколения

• используются микросхемы с высокой степенью интеграции

• метод многокадровой буферизации

• драйверы основаны на стандартных спецификациях, поставляются с драйверами, работающими как в стандартеNDIS (спецификация интерфейса сетевого драйвера, разработан 3Com и Microsoft и одобренном IBM), так и в стандарте ODI (интерфейс открытого драйвера , разработан фирмой Novell).

Адаптеры третьего поколения (к ним фирма 3Com относит свои адаптеры семейства Ether-Link III)

• базируются на специализированных интегральных схемах (ASIC)

• осуществляется конвейерная схема обработки кадров Parallel Tasking (процессы приема кадра и передачи его в сеть совмещаются во времени)

• осуществляет самонастройку количества байт кадра, которое загружается в буфер адаптера перед началом передачи в сеть путем анализа рабочей среды, а также методом расчета, без участия администратора сети

Адаптеры четвертого поколения(настящее время)

ASIC, с функциями mac-уровня, высокоуровневыми функциями, поддержкой агента удаленного мониторинга RMON, схемой приоритезации кадров, функцией дистанционного управления компьютером и т. п.

• мощный процессор, разгружающий ЦП

2. Концентраторы
2.1 Основные и дополнительные функции концентраторов

Концентратор (concentrator)

Хаб (hub)

Повторитель (repeater).

· основная функция — это повторение кадра либо на всех портах (как определено в стандарте Ethernet), либо только на некоторых портах, в соответствии с алгоритмом, определенным соответствующим стандартом.

· Концентратор обычно имеет несколько портов, к которым с помощью отдельных физических сегментов кабеля подключаются конечные узлы сети — компьютеры.

· Концентратор объединяет отдельные физические сегменты сети в единую разделяемую среду, доступ к которой осуществляется в соответствии с одним из рассмотренных протоколов локальных сетей — Ethernet, Token Ring и т. п., для каждого типа технологии выпускаются свои концентраторы — Ethernet; Token Ring; FDDI и 100VG-AnyLAN.

· Каждый концентратор выполняет некоторую основную функцию, определенную в соответствующем протоколе той технологии, которую он поддерживает, концентраторы разных производителей могут отличаться такими деталями, как количество портов, поддержка нескольких типов кабелей и т. п.

· Кроме основной функции концентратор может выполнять некоторое количество дополнительных функций, которые либо в стандарте вообще не определен либо являются факультативными, облегчающих контроль и эксплуатацию сети.

“повторители”- устройства, объединяющие несколько физических сегментов коаксиального кабеля в единую разделяемую среду, основная функция — повторение на всех своих портах сигналов, полученных на входе одного из портов









Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2021 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.