Одноранговые сети. Достоинства, недостатки, область применения, структура, организация, оборудование.

Однора́нговая, децентрализо́ванная или пи́ринговая (англ. peer-to-peer, P2P - равный к равному) сеть - это оверлейная компьютерная сеть, основанная на равноправии участников. Часто в такой сети отсутствуют выделенные серверы, а каждый узел (peer) является как клиентом, так и выполняет функции сервера. В отличие от архитектуры клиент-сервера, такая организация позволяет сохранять работоспособность сети при любом количестве и любом сочетании доступных узлов. Участниками сети являются пиры.

Одноранговые сети находят свое применение в небольших офисах, ресторанах и кафе, залах ожидания, то есть в тех местах, которые позволяют поддерживать работу сети с небольшим количеством подключений. Однако, хотя это и противоречит всем принципам, одноранговые сети также используются в так называемых домашних сетях, количество подключений к которым может быть очень большим, например 1000 и более компьютеров. Главное объяснение этому факту - хаотичный способ создания сети, который к тому же, как правило, не требует больших финансовых вложений.

В одноранговой сети доступ к общему ресурсу одновременно могут получить только 10 участников сети. Если для вас важен этот момент, то вам следует установить серверную операционную систему.

Модель взаимодействия открытых систем: уровни модели.

Физический уровень

Физический уровень описывает физические свойства (например, электромеханические характеристики) среды и сигналов, переносящих информацию. Это физические характеристики кабелей и разъемов, уровни напряжений и электрического сопротивления и.т.д., в том числе, например, спецификация кабеля «неэкранированная витая пара» (unshielded twisted pair, UTP)

Канальный уровень

Канальный уровень обеспечивает перенос данных по физической среде. Он поделен на два подуровня: управления логическим каналом (logical link control, LLC) и управления доступом к среде (media access control, MAC). Такое деление позволяет одному уровнюLLC использовать различные реализации уровня MAC. Уровень MAC работает с применяемым в Ethernet и Token-Ring физическими адресами, которые «вшиты» в сетевые адаптеры их производителями. Следует различать физические и логические (например, IP) адреса. С последним работает сетевой уровень.

Сетевой уровень

В отличии от канального уровня, имеющего дело с физическими адресами, сетевой уровень работает с логическими адресами. Он обеспечивает подключение и маршрутизацию между двумя узлами сети. Сетевой уровень предоставляет транспортному уровню услуги с установлением соединения (connection-oriented), например Х.25, или без установления такового (connectionless) например IP (internetprotocol). Одна из основных функций сетевого уровня – маршрутизация.

К протоколам сетевого уровня относиться IP и ICMP (Internet Control MassageProtocol).

Транспортный уровень

Транспортный уровень предоставляет услуги, аналогично услугам сетевого уровня. Надежность гарантируют лишь некоторые (не все) реализации сетевых уровней, поэтому ее относят к числу функций, выполняемых транспортным уровнем. Транспортный уровень должен существовать хотя бы потому, что иногда все три нижних уровня (физический, канальный и сетевой) предоставляет оператор услуг связи. В этом случае, используя соответствующий протокол транспортного уровня, потребитель услуг может обеспечить требуемую надежность услуг. TCP (Transmission Control Protocol) – широко распространенный протокол транспортного уровня.

Сеансовый уровень

Сеансовый уровень обеспечивает установление и разрыв сеансов, и управление ими. Сеанс – это логическое соединение между двумя конечными пунктами. Наилучший пример этой модели – телефонный звонок. При наборе номера Вы устанавливаете логическое соединение, в результате на другом конце провода звонит телефон. Когда один из собеседников говорит «аллё», начинается передача данных. После того как один из абонентов вешает трубку, телефонная компания выполняет некоторые действия для разрыва соединения. Сеансовый уровень следит также за очередностью передачи данных. Эту функцию называют «управление диалогом» (dialog management). Вот примеры протоколов сеансового, представительного и прикладного уровней –SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), FTP (File Transfer Protocol) и Telnet.

Представительный уровень

Представительный уровень позволяет двум стекам протоколов «договариваться» о синтаксисе (представлении) передаваемых друг другу данных. Поскольку гарантий одинакового представления информации нет, то этот уровень при необходимости переводит данные из одного вида в другой.

Прикладной уровень

Прикладной уровень – высший в модели ISO/ OSI. На этом уровне выполняться конкретные приложения, которые пользуются услугами представительного уровня (и косвенно – всех остальных). Это может быть обмен электронной почтой, пересылка файлов и любое другое сетевое приложение.

Формат пакета данных.

В обычном режиме передачи пакеты данных имеют следующие конфигурации блоков (фреймы):

Data Frame (фрейм сообщения) для передачи сообщений по шине данных CAN (например: температура охлаждающей жидкости).

Remote Frame (фрейм запроса) для запроса сообщений по шине данных CAN от другого блока управления.

Error Frame (фрейм ошибки) все подключённые блоки управления уведомляются о том, что возникла ошибка и последнее сообщение по шине данных CAN является недействительным.

Протокол шины данных CAN поддерживает два различных формата фреймов сообщения по шине данных CAN, которые различаются только по длине идентификатора:

стандартный формат;

расширенный формат.

В настоящее время используется стандартный формат.

Пакет данных для передачи сообщений по шине данных CAN состоит из семи последовательных полей:

Start of Frame (стартовый бит): Маркирует начало сообщения и синхронизирует все модули.

Arbitration Field (идентификатор и запрос): Это поле состоит из идентификатора (адреса) в 11 бит и 1 контрольного бита (Remote Transmission Request-Bit). Этот контрольный бит маркирует пакет как Data Frame (фрейм сообщения) или как Remote Frame (фрейм запроса) без байтов данных.

Control Field (управляющие биты): Поле управления (6 бит) содержит IDE-бит (Identifier Extension Bit) для распознавания стандартного и расширенного формата, резервный бит для последующих расширений и - в последних 4 битах - количество байтов данных, заложенных в Data Field (поле данных).

Data Field (данные): Поле данных может содержать от 0 до 8 байт данных. Сообщение по шине данных CAN длиной 0 байт используется для синхронизации распределённых процессов.

CRC Field (контрольное поле): Поле CRC (Cyclic-Redundancy-Check Field) содержит 16 бит и служит для контрольного распознавания ошибок при передаче.

ACK Field (подтверждение приёма): Поле ACK (Acknowledgement Field) содержит сигнал подтверждения приёма всех блоков-приёмников, получивших сообщение по шине CAN без ошибок.

End of Frame (конец фрейма): Маркирует конец пакета данных.

Intermission (интервал): Интервал между двумя пакетами данных. Интервал должен составлять не менее 3 битов. После этого любой блок управления может передавать следующий пакет данных.

IDLE (режим покоя): Если ни один блок управления не передаёт сообщений, то шина CAN остаётся в режиме покоя до передачи следующего пакета данных.

СКС: структура.

Топология СКС

В основу любой структурированной кабельной системы положена древовидная топология, которую иногда называют также структурой иерархической звезды. Все кабели, входящие в кроссовые, обязательно заводятся на коммутационное оборудование, на котором осуществляются переключения в процессе текущей эксплуатации кабельной системы. Это обеспечивает гибкость СКС, возможность легкой переконфигурации и адаптируемости под конкретное приложение.

Технические помещения

Для построения СКС и ИКС предприятия в целом необходимы технические помещения двух видов: аппаратные и кроссовые.

Аппаратной называется техническое помещение, в котором располагается сетевое оборудование коллективного пользования (АТС, серверы, концентраторы). В том случае, если основной объем установленных в этом помещении технических средств составляет оборудование ЛВС, его иногда называют серверной, а если учрежденческая АТС и системы внешних телекоммуникаций - то узлом связи. Аппаратные оборудуются фальшполами, системами пожаротушения, кондиционирования и контроля доступа.

Кроссовая представляет собой помещение, в котором размещается коммутационное оборудование СКС, сетевое и другое вспомогательное оборудование. Желательно ее размещение вблизи вертикального стояка, оборудование телефоном и системой контроля доступа.

Аппаратная может быть совмещена с кроссовой здания (КЗ). В этом случае его сетевое оборудование может подключаться непосредственно к коммутационному оборудованию СКС. Если аппаратная расположена отдельно, то ее сетевое оборудование подключается к локально расположенному коммутационному оборудованию или к обычным информационным розеткам рабочих мест. В кроссовую внешних магистралей (КВМ) сходятся кабели внешней магистрали, подключающие к ней КЗ. В КЗ заводятся внутренние магистральные кабели, подключающие к ним кроссовые этажей (КЭ). К КЭ, в свою очередь, горизонтальными кабелями подключены информационные розетки рабочих мест. В качестве дополнительных связей, увеличивающих гибкость и живучесть системы, допускается прокладка внешних магистральных кабелей между КЗ и внутренних магистральных кабелей между КЭ.

Подсистемы СКС

В самом общем случае СКС включает в себя три подсистемы (рис. 2 ):

Подсистема внешних магистралей, или, по терминологии некоторых СКС европейских производителей, первичная подсистема, состоит из внешних магистральных кабелей между КВМ и КЗ, коммутационного оборудования в КВМ и КЗ, к которому подключаются внешние магистральные кабели, и коммутационных шнуров и/или перемычек в КВМ. Подсистема внешних магистралей является основой для построения сети связи между компактно расположенными на одной территории зданиями (campus). Если СКС устанавливается автономно только в одном здании, то подсистема внешних магистралей отсутствует.

Подсистема внутренних магистралей, называемая в некоторых СКС вертикальной, или вторичной, подсистемой, содержит проложенные между КЗ и КЭ внутренние магистральные кабели, подключенное к ним коммутационное оборудование в КЗ и КЭ, а также коммутационные шнуры и/или перемычки в КЗ. Кабели рассматриваемой подсистемы фактически связывают между собой отдельные этажи здания и/или пространственно разнесенные помещения в пределах одного здания. Если СКС обслуживает один этаж, то подсистема внутренних магистралей может отсутствовать.

Горизонтальная, или третичная, подсистема образована внутренними горизонтальными кабелями между КЭ и информационными розетками рабочих мест, самими информационными розетками, коммутационным оборудованием в КЭ, к которому подключаются горизонтальные кабели, и коммутационными шнурами и/или перемычками в КЭ. В составе горизонтальной проводки допускается использование одной точки перехода, в которой происходит изменение типа прокладываемого кабеля (например, переход на плоский кабель для прокладки под ковровым покрытием с эквивалентными передаточными характеристиками).

Коммутация в СКС

Принципиальной особенностью любой СКС является то, что коммутация, в отличие от электронных АТС и сетевого компьютерного оборудования, всегда производится вручную с помощью коммутационных шнуров и/или перемычек, то есть функционирование СКС принципиально не зависит от состояния электропитающей сети. Введение в состав СКС элементов электронной или электромеханической коммутации немедленно влечет за собой обязательное использование в оборудовании штатного источника электропитания. Такое решение абсолютно неоправданно на нынешнем этапе развития техники с экономической и технической точек зрения. Это обусловлено тем, что среднее количество переключений одного порта в действующей системе составляет единицы раз в год, а источник питания обладает существенно меньшей эксплуатационной надежностью по сравнению с остальными пассивными компонентами. Оборотной стороной отказа от применения штатного источника электропитания является:

необходимость использования коммутационных шнуров, которые существенно ухудшают массогабаритные показатели коммутационного оборудования и требуют применения специальных мер для решения задач администрирования;

невозможность введения в состав СКС штатных контроллеров, датчиков и другого аналогичного оборудования, что снижает удобство эксплуатации, увеличивает время поиска неисправности, затрудняет текущую диагностику и т.д.

Известны лишь отдельные разработки, направленные на внедрение активных компонентов в некоторые подсистемы СКС, которые доведены до серийного производства. Однако они носят вспомогательный характер (опрос состояния портов, индикация, коммутация сигналов низкоскоростных приложений), не затрагивают процесс передачи информационных сигналов и не нормируются действующими и перспективными стандартами.

Маршрутизация сетей.

Маршрутизация (англ. Routing) - процесс определения маршрута следования информации в сетях связи.

Маршруты могут задаваться административно (статические маршруты ), либо вычисляться с помощью алгоритмов маршрутизации , базируясь на информации о топологии и состоянии сети, полученной с помощью протоколов маршрутизации (динамические маршруты).

Статическими маршрутами могут быть:

маршруты, не изменяющиеся во времени;

маршруты, изменяющиеся по расписанию;

Маршрутизация в компьютерных сетях выполняется специальными программно-аппаратными средствами - маршрутизаторами ; в простых конфигурациях может выполняться и компьютерами общего назначения, соответственно настроенными.

Первые маршрутизаторы представляли собой специализированное ПО, обрабатывающее приходящие IP-пакеты специфичным образом. Это ПО работало на компьютерах, у которых было несколько сетевых интерфейсов, входящих в состав различных сетей (между которыми осуществляется маршрутизация). В дальнейшем появились маршрутизаторы в форме специализированных устройств. Компьютеры с маршрутизирующим ПО называют программные маршрутизаторы, оборудование - аппаратные маршрутизаторы.

В современных аппаратных маршрутизаторах для построения таблиц маршрутизации используется специализированное ПО ("прошивка"), для обработки же IP-пакетов используется коммутационная матрица (или другая технология аппаратной коммутации), расширенная фильтрами адресов в заголовке IP-пакета.

Задачи.

1. Построить полносвязную топологию из 7 ПК.

2. По таблице построить график АЧХ. Определить по полученному графику полосу пропускания линии связи по уровню 0,5 АЧХ. Какие параметры линии связи определяет полоса пропускания?

f, Гц
Uвых, В	0,2	0,9	0,9			0,9	0,3

3. Что такое пропускная способность линии связи? Чему она равна при скорости передачи данных 5 ГГц?

4. Радиосеть работает на частоте 902 МГц. Какие длины волн соответствуют этому диапазону? Почему при передаче на этих частотах должно соблюдаться условие прямой видимости?

5. Определить тип коннекторов (AUI, RJ- 45, BNC).

а) б) в)

6. Проложить путь пакета в матрице 8*8 по тэгу 101.

7. Как можно задать в такой матрице тэг для широковещательного пакета?

Почему вы так считаете? Пояснить ответ.

9. Предлагается следующая схема прокладки сетевого кабеля в помещении. Рекомендуется использовать витую пару.

Нарушается ли стандарт на витую пару (по длине кабеля)? На каких отрезках (перечислить)? Какой вид кабеля следует использовать в этом случае? Почему?

10. Аппаратную разместили на чердаке колледжа. Соответствует ли такое расположение стандартам? Какие требования к аппаратной были нарушены? Предложите свой вариант размещения, соответствующий ГОСТу.

11.

12.

15.

Преподаватель: Бурмистрова А. С.

Рассмотрены на заседании цикловой комиссии

«ВТиИТ» «___»__________2014 Г.

Председатель ЦК: Бирюкова О. В.___________

Виды сетей: локальные, территориальные, глобальные, корпоративные.

1. Локальная сеть (сеть, в которой компьютеры расположены на расстоянии до километра и обычно соединены при помощи скоростных линий связи.) - 0,1 - 1,0 км; Узлы ЛВС находятся в пределах одной комнаты, этажа, здания.
2. Корпоративная сеть (в пределах находятся в пределах одной организации, фирмы, завода). Количество узлов в КВС может достигать нескольких сотен. При этом в состав корпоративной сети обычно входят не только персональные компьютеры, но и мощные ЭВМ, а также различное технологическое оборудование (роботы, сборочные линии и т.п.).
Корпоративная сеть позволяет облегчить руководство предприятием и управление технологическим процессом, установить четкий контроль за информационными и производственными ресурсами.
3. Глобальная сеть (сеть, элементы которой удалены друг от друга на значительное расстояние) - до 1000 км.
В качестве линий связи в глобальных сетях используются как специально проложенные (например, трансатлантический оптоволоконный кабель), так и существующие линии связи (например, телефонные сети). Количество узлов в ГВС может достигать десятков миллионов. В состав глобальной сети входят отдельные локальные и корпоративные сети.

4. Территориальные сети заключают в себя все рабочие станции, находящиеся в пределах одного конкретного города или субъекта. Отметим, что в качестве линии связи в территориальных сетях используют магистральные оптоволоконные кабеля. А по ним, как мы уже знаем, можно передавать данные с очень высокой скоростью. Экономически данная сеть является очень выгодной для потребителя, так как ни одна частная сеть не выйдет по деньгам дешевле, чем территориальная сеть.

Территориальная сеть имеет хозяина в лице определенной государственной или частной компании, которая и предоставляет доступ клиентам. Но клиенты не отчитываются за использование полученных сетевых ресурсов перед данными компаниями.

- (англ. Internet, МФА: [ˈɪn.tə.net]) всемирная система объединённых компьютерных сетей, построенная на базе IP и маршрутизации IP пакетов. Интернет образует глобальное информационное пространство, служит физической основой для… … Википедия

Любое противоправное действие, при котором компьютер выступает либо как объект, против которого совершается преступление, либо как инструмент, используемый для совершения преступных действий. К компьютерным преступлениям относится широкий круг… … Энциклопедия Кольера

В Беларуси действуют множество компаний посредников, оказывающих услуги по доступу в Интернет как физическим лицам, так и корпоративным клиентам. 1 февраля 2010 года Президентом Республики Беларусь был подписан «Указ № 60 „О мерах по… … Википедия

Узнет узбекская часть сети Интернет. Узбекский домен 1995 года, но компьютерные сети (в первую очередь Фидонет) появились на узбекской территории ещё раньше. По примерным оценкам, количество пользователей Интернета в 2007 году Узбекистане… … Википедия

Компьютерный вирус разновидность компьютерных программ, отличительной особенностью которой является способность к размножению (саморепликация). В дополнение к этому вирусы могут повредить или полностью уничтожить все файлы и данные,… … Википедия

Компьютерный сленг разновидность сленга, используемого как профессиональной группой IT специалистов, так и другими пользователями компьютеров. История Появление терминов Бурный рост со второй половины XX века компьютерных технологий, и, в… … Википедия

Эту страницу предлагается объединить с Шахматная программа. Пояснение причин и обсуждение на странице Википедия:К объединению/20 декабря 2011. Обс … Википедия

ИНТЕРНЕТ-МАРКЕТИНГ - философия, стратегия и инструментарий информационной маркетинговой деятельности и взаимодействия в компьютерных сетях, взятые в комплексе и позволяющие исследовать рынок и его сегменты, продвигать, продавать и покупать товары, идеи и услуги,… … Маркетинг. Большой толковый словарь

Анонимные сети компьютерные сети, созданные для достижения анонимности в Интернете и работающие поверх глобальной сети. Специфика таких сетей заключается в том, что разработчики вынуждены идти на компромисс между степенью защиты и лёгкостью … Википедия

Территориальная сетевая организация является коммерческой структурой, которая обеспечивает услуги передачи электроэнергии совместно с использованием техники и устройств, принадлежащих к электросетевому хозяйству. Критерии территориальных сетевых организаций предполагают, что в них могут входить только те сети, которые не относятся к общероссийским национальным.

Перечень территориальный сетевых организаций не должен содержать в себе объекты, которые находятся под государственным управлением. Таком образом, создание самого понятия ТСО предполагает коммерческое использование сетей.

Критерии отнесения к территориальным сетевым организациям

Есть несколько основных пунктов, благодаря которым выделяют характеристики предприятия для того, чтобы их можно идентифицировать как сетевую организацию. Играет роль общая мощность сети, так как сюда относятся только те компании, суммарная мощность силовых трансформаторов, установленных на подчиняемых объектах, должна быть выше 10 МВА. Но здесь же есть исключение. Если речь идет об изолированных системах, то этот критерий не учитывается.

Силовые трансформаторы должны обязательно быть в праве собственности у юридического лица (другие законные основания владения также учитываются). Обеспечение электрическое энергией от этих трансформаторов должно идти только на объекты, находящиеся на территории РФ.

Признаки территориальной сетевой организации включают еще критерий владения ЛЭП, которые обеспечивают обеспечение током на нескольких уровнях напряжения. Это относится как к воздушным линиям электропередач, так и к стандартным кабельным. Исключение составляют только изолированные системы, как и в вышеуказанном случае.

При этом к линиям электропередач выдвигается еще целый ряд требований:

* высокое напряжение должно поддерживаться от 110 кВ и более;

* низкое напряжение сети не должно превышать 1 кВ;

* используются только для объектов, деятельность которых находится в административных границах нашей страны;

* линии должны быть в праве собственности у юридического лица, которое попадает под критерии.

Если речь касается аренды, то время владения всегда должно быть не меньше, чем расчетный период регулирования. В ином случае компания не сможет предоставлять услуги.

Следующим критерием является отсутствие трех зафиксированных случаев применения понижающих тарифов для регулирования работы компании за три последних срока. Территориальные сетевые организации могут не получить такой статус, если будут пользоваться пониженными тарифами в течение трех регулирующих сроков подряд. Не должно быть специальных условий для корректировки цен на оказываемые услуги, предусмотренных для долгосрочного периода. Иными словами, льготные тарифы не должны постоянно поддерживать деятельность организации.

Стоит исключить присутствие недостоверные данных в отчетностях о работе организации. Вся информация, которая относятся к расчету фактических значений качества поставляемых услуг, параметров сети и прочих вещей, должна быть точной. Если организация не предоставляет все данные, то она также не может войти в реестр территориальных сетевых организаций .

Критерием для начала официальной деятельности является наличием выделенной телефонной линии, чтобы абоненты могли обращаться по поводу предоставления услуг. Также обязательно наличие официального сайта с необходимой для клиентов информацией. К примеру, территориальная организация ФКП НИЦ РКП отвечает всем необходимым требованиям.

Если компания не отвечает вышеуказанному набору критериев, то она может покинуть список территориальных сетевых организаций .

Дополнительные причины исключения

Часто для исключения какой-либо компании из реестра становятся экономические споры. На реальных примерах можно увидеть следующие виды разбирательств:

* споры о выполнении обязательств согласно заключенным договорам с компанией;

* потребителей с компанией предоставляющей услуги (в особенности это касается величины тарифов, которые могут со временем изменяться или не соответствуют нормам законодательства);

* в связи с заявками самой организации в регулирующие органы по поводу присоединения согласно индивидуальному проекту, поданными еще до перевода компании в другой статус;

* при отказе регулирующего органа в пересмотре тарифов услуг для компании на дальнейший период (особенно при их несоответствии государственным нормам).

Ассоциация «Некоммерческое партнерство территориальных сетевых организаций» включает в себя перечень компаний, которые соответствуют требуемым критериям. Но если во время работы возникают сложности и кто-либо потеряет свой статус из-за споров или по другим причинам, то он будет исключен из ассоциации.

Глобальная сеть

Глобальная сеть - это сеть, абонентские системы которой расположены в разных странах. Они были созданы, как объединение территориальных сетей. Стремление к предоставлению сетевых служб и ресурсов большому числу пользователей привело к объединению территориальных сетей и созданию глобальных сетей. Благодаря своим большим размерам каждая из них предоставляет своим пользователям тысячи Баз Данных (БД) , межконтинентальную электронную почту, возможность обучения практически любым специальностям. Кроме этого, глобальная сеть является связующим звеном большого числа небольших сетей. Глобальную сеть, состоящую из группы взаимодействующих территориальных сетей, называют также метасетью. Пример: сеть Internet.

Создание глобальных сетей привело к появлению архитектуры компьютер-сеть, в которой простые и высокоэффективные сетевые компьютеры стали компонентами этих сетей и предназначены для использования их больших возможностей. Абонентские системы, построенные на этих компьютерах, позволили их обладателям интегрироваться в мировую информационную инфраструктуру.

Виртуальная сеть

Виртуальная сеть - это сеть, характеристики которой в основном определяются её программным обеспечением.

Причины создания виртуальных сетей:

· необходимость создания оперативных изолированных от других пользователей рабочих групп. Рабочая группа - это совокупность пользователей, имеющих общие ресурсы и права использования этих ресурсов, создается в сети для выполнения определенного комплекса задач;

· желание облегчить процедуры перемещения, удаления объектов сети;

· стремление предоставить оперативную возможность смены ролей, чтобы клиент, когда это необходимо, мог выступать в роли сервера;

· возможность обеспечения безопасности данных путём локализации трафика в рамках изолированной группы.

Для этого в коммуникационной сети устанавливается интеллектуальное устройство (узлы коммутации, концентраторы, мосты и т.д.), которое в соответствии с указаниями административной системы соединяет друг с другом логические каналы, образуя закрытую для других абонентов локальную сеть. В одной большой ассоциации физических сетей может быть создано значительное число виртуальных сетей, функционирующих независимо друг от друга.

Виртуальная технология обладает большой гибкостью, позволяющей динамически менять число и состав виртуальных сетей сколько угодно раз.

ТОПОЛОГИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ СЕТЕЙ

Топология сетей

Топология (конфигурация) характеризует свойства сетей, систем и программ, не зависящие от их размеров. Она изучает структуру, образуемую физическими объектами и множеством связывающих их каналов либо частей каналов.

Конфигурация соединения элементов во многом определяет многие важнейшие свойства сети - надежность (живучесть), производительность и др.

Согласно одному из подходов к классификации конфигурации, сети делят на два основных класса:

· широковещательные;

· последовательные.

В широковещательных конфигурациях каждая абонентская система передает сигналы, которые могут быть восприняты остальными системами. К таким конфигурациям относят:

1) общая шина (рис. 1) позволяет значительно упростить логическую и программную структуру сети, снизить расход кабеля;

2) дерево (рис.2) представляет собой более развитый вариант конфигурации типа общая шина. Дерево образуется путем соединения нескольких шин активными повторителями или сетевыми концентраторами («хабами»). Оно обладает необходимой гибкостью для того, чтобы охватить средствами сети несколько зданий на определенной территории. При наличии активных повторителей отказ одного сегмента не приводит к выходу из строя остальных. В случае отказа повторителя дерево разделяется на два поддерева или на две шины;

3) звезда (рис.3), которую можно рассматривать как дерево, имеющее корень с ответвлениями к каждому подключенному устройству. В центре звезды может находиться пассивный соединитель или хаб - достаточно простые и надежные устройства. Звездообразные сети менее надежны, чем шина или дерево, но они могут быть защищены от нарушений в кабеле с помощью центрального реле, которое отключает вышедшие из строя кабельные лучи. Такая звезда требует большого количества кабеля.

В широковещательных конфигурациях должны применяться сравнительно более мощные приемник и передатчик, которые могут работать с сигналами в большом диапазоне уровней. Эта проблема частично решается введением ограничений на длину кабельного сегмента и на число подключений или использованием цифровых повторителей.

В последовательных конфигурациях каждый физический подуровень передает информацию только одной из абонентских систем. К передатчикам или приемникам систем здесь предъявляются более низкие требования, чем в широковещательных, и на различных участках сети могут использоваться разные виды физической среды.

Наиболее распространенные последовательные конфигурации:

1) произвольная (рис.4) ? все устройства соединены непосредственно. Каждая линия может использовать в себе различные методы передачи. Такой способ соединения устройств вполне удовлетворителен для сетей с ограниченным числом соединений. Преимущество данного типа - простота. Однако он имеет высокую стоимость, большое число каналов связи и необходимость маршрутизации информации;

2) иерархическая (рис.5) ? промежуточные узлы работают по принципу: “накопи и передай”. Преимущества данного метода - оптимальное соединение элементов сети, недостатки - сложность логической и программной структуры, различная скорость передачи информации на различных уровнях;

3) кольцо (рис.6);

4) цепочка (рис.7);

5) звезда с «интеллектуальным» центром (рис.8);

6) снежинка (рис.9).

Рис.1	Рис. 2	Рис. 3
Рис. 4	Рис. 5	Рис. 6
Рис. 7	Рис. 8	Рис. 9

В этих конфигурациях для правильного функционирования сети необходима постоянная работа всех блоков. Чтобы уменьшить эту зависимость, в каждый блок включают реле, блокирующее блок при неисправностях. Недостатки - замедленная передача данных (в зависимости от числа рабочих станций), меньшая надежность. Достоинства - простота методов управления, высокая пропускная способность при меньших энергозатратах, простота расширения сети.

Рассмотрим территориальные сети, которые состоят из магистральных сетей и сетей доступа

Целесообразно делить территориальные сети на две большие категории:

· магистральные сети;

· сети доступа.

Магистральные территориальные сети (backbone wide-area networks) используются для образования одноранговых связей между крупными локальными сетями, принадлежащими большим подразделениям предприятия. Магистральные территориальные сети должны обеспечивать высокую пропускную способность, так как на магистрали объединяются потоки большого количества подсетей. Кроме того, магистральные сети должны быть постоянно доступны, то есть обеспечивать очень высокий коэффициентом готовности, так как по ним передается трафик многих критически важных для успешной работы предприятия приложений (business-critical applications). Ввиду особой важности магистральных средств им может «прощаться» высокая стоимость. Так как у предприятия обычно имеется не так уж много крупных сетей, то к магистральным сетям не предъявляются требования поддержания разветвленной инфраструктуры доступа.

Обычно в качестве магистральных сетей используются цифровые выделенные каналы со скоростями от 2 до 622 Мбит/с, по которым передается трафик сетей с коммутацией пакетов frame relay, ATM, X.25 или TCP/IP. При наличии выделенных каналов для обеспечения высокой готовности магистрали используется смешанная избыточная топология связей, как это показано на рис. 4.

Рис. 4. Структура глобальной сети предприятия

Под сетями доступа понимаются территориальные сети, необходимые для связи небольших локальных сетей и отдельных удаленных компьютеров с центральной локальной сетью предприятия . Если организации магистральных связей при создании корпоративной сети всегда уделялось большое внимание, то организация удаленного доступа сотрудников предприятия перешла в разряд стратегически важных вопросов только в последнее время. Быстрый доступ к корпоративной информации из любой географической точки определяет для многих видов деятельности предприятия качество принятия решений его сотрудниками. Важность этого фактора растет с увеличением числа сотрудников, работающих на дому (telecommuters - телекомьютеров), часто находящихся в командировках, и с ростом количества небольших филиалов предприятий, находящихся в различных городах и, может быть, разных странах.

В качестве отдельных удаленных узлов могут также выступать банкоматы или кассовые аппараты , требующие доступа к центральной базе данных для получения информации о легальных клиентах банка, пластиковые карточки которых необходимо авторизовать на месте. Банкоматы или кассовые аппараты обычно рассчитаны на взаимодействие с центральным компьютером по сети Х.25 , которая в свое время специально разрабатывалась как сеть для удаленного доступа неинтеллектуального терминального оборудования к центральному компьютеру.

К сетям доступа предъявляются требования, существенно отличающиеся от требований к магистральным сетям. Так как точек удаленного доступа у предприятия может быть очень много. Одним из основных требований является наличие разветвленной инфраструктуры доступа, которая может использоваться сотрудниками предприятия, как при работе дома, так и в командировках. Кроме того, стоимость удаленного доступа должна быть умеренной, чтобы экономически оправдать затраты на подключение десятков или сотен удаленных абонентов. При этом требования к пропускной способности у отдельного компьютера или локальной сети, состоящей из двух-трех клиентов, обычно укладываются в диапазон нескольких десятков килобит в секунду (если такая скорость и не вполне удовлетворяет удаленного клиента, то обычно удобствами его работы жертвуют ради экономии средств предприятия).

В качестве сетей доступа обычно применяются телефонные аналоговые сети, сети ISDN и реже - сети frame relay . При подключении локальных сетей филиалов также используются выделенные каналы со скоростями от 19,2 до 64 Кбит/с. Качественный скачок в расширении возможностей удаленного доступа произошел в связи со стремительным ростом популярности и распространенности Internet. Транспортные услуги Internet дешевле, чем услуги междугородных и международных телефонных сетей, а их качество быстро улучшается.

Программные и аппаратные средства, которые обеспечивают подключение компьютеров или локальных сетей удаленных пользователей к корпоративной сети, называются средствами удаленного доступа . Обычно на клиентской стороне эти средства представлены модемом и соответствующим программным обеспечением.

Организацию массового удаленного доступа со стороны центральной локальной сети обеспечивает сервер удаленного доступа (Remote Access Server, RAS) . Сервер удаленного доступа представляет собой программно-аппаратный комплекс, который совмещает функции маршрутизатора, моста и шлюза. Сервер выполняет ту или иную функцию в зависимости от типа протокола, по которому работает удаленный пользователь или удаленная сеть. Серверы удаленного доступа обычно имеют достаточно много низкоскоростных портов для подключения пользователей через аналоговые телефонные сети или ISDN.