Transcript Сети ЭВМ и средства коммуникации

Сети ЭВМ и средства коммуникации
Классификация ВС
По степени территориальной рассредоточенности
– глобальные вычислительные сети
– региональные вычислительные сети
– локальные вычислительные сети
– корпоративные вычислительные сети
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Классификация ВС
По степени территориальной рассредоточенности
Глобальная вычислительная сеть (ГВС)
(WAN — Wide Area Network)
объединяет абонентские системы, рассредоточенные на большой территории,
охватывающей различные страны и континенты. ГВС решают проблему
объединения информационных ресурсов всего человечества и организации
доступа к ним. Взаимодействие АС осуществляется на базе различных
территориальных сетей связи, в которых используются телефонные линии
связи, радиосвязь, системы спутниковой связи.
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Классификация ВС
По степени территориальной рассредоточенности
Региональная вычислительная сеть (РВС)
объединяет абонентские системы, расположенные друг от
друга на значительном расстоянии: в пределах отдельной
страны, региона, большого города.
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Классификация ВС
По степени территориальной рассредоточенности
Локальная вычислительная сеть (ЛВС)
(LAN — Local Area Network)
связывает абонентские системы, расположенные в пределах
небольшой территории. К классу ЛВС относятся сети предприятий,
фирм, банков, офисов, учебных заведений и т.д. Протяженность ЛВС
ограничивается несколькими километрами.
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Классификация ВС
По степени территориальной рассредоточенности
Корпоративная вычислительная сеть —
техническая база корпорации
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Классификация ВС
По способу управления
–
с централизованным управлением (в сети
имеется один или несколько управляющих
органов)
–
с децентрализованным управлением
(каждая АС имеет средства для управления
сетью)
–
со смешанным управлением
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Классификация ВС
По организации передачи информации
– с селекцией информации
– с маршрутизацией информации
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Классификация ВС
По типу организации передачи данных
– с коммутацией цепей (каналов),
– коммутацией сообщений,
– коммутацией пакетов
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Классификация вычислительных сетей
Вычислительные сети с коммутацией цепей (каналов)
При коммутации каналов коммутационная сеть образует между конечными узлами
непрерывный
составной
физический
канал из последовательно соединенных
коммутаторами промежуточных канальных
участков
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Классификация вычислительных сетей
Вычислительные сети с коммутацией цепей (каналов)
Достоинства коммутации каналов
-Постоянная и известная скорость передачи данных по установленному
между конечными узлами каналу
-Низкий и постоянный уровень задержки передачи данных через сеть.
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Классификация вычислительных сетей
Вычислительные сети с коммутацией цепей (каналов)
Недостатки коммутации каналов
- Отказ сети в обслуживании запроса на установление соединения.
- Нерациональное использование пропускной способности физических каналов.
- Обязательная задержка перед передачей данных из-за фазы установления
соединения
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Классификация вычислительных сетей
Вычислительные сети с коммутацией сообщений
Под коммутацией сообщений понимается
передача единого блока данных между
транзитными компьютерами сети с
временной буферизацией этого блока на
диске каждого компьютера.
Сообщение имеет произвольную длину
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Классификация вычислительных сетей
Вычислительные сети с коммутацией пакетов
Под коммутацией пакетов понимается
передача единого блока данных между
транзитными компьютерами сети с
временной буферизацией этого блока на
диске каждого компьютера.
Пакет имеет стандартную длину
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Классификация вычислительных сетей
Вычислительные сети с коммутацией пакетов
Достоинства коммутации пакетов
- Высокая общая пропускная способность сети
при передаче пульсирующего трафика.
- Возможность динамически перераспределять
пропускную способность физических каналов
связи между абонентами в соответствии с
реальными потребностями их трафика.
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Классификация вычислительных сетей
Вычислительные сети с коммутацией пакетов
Недостатки коммутации пакетов
- Неопределенность скорости передачи данных между абонентами сети,
обусловленная тем, что задержки в очередях буферов коммутаторов сети
зависят от общей загрузки сети.
- Переменная величина задержки пакетов данных, которая может быть
достаточно продолжительной в моменты мгновенных перегрузок сети.
- Возможные потери данных из-за переполнения буферов.
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Классификация вычислительных сетей
Сравнение коммутации каналов и
коммутации пакетов
Коммутация каналов
1.
Сеть может отказать абоненту в
установлении соединения.
Пропускная способность сети для
абонентов неизвестна, задержки
передачи носят случайный
характер.
2.
Трафик реального времени
передается без задержек
Сеть всегда готова принять
данные от абонента.
3.
Ресурсы сети используются
эффективно при передаче
пульсирующего трафика
4.
Адрес передается с каждым
пакетом
1.
Гарантированная пропускная
способность (полоса) для
взаимодействующих абонентов.
2.
3.
4.
Коммутация пакетов
Адрес используется только на
этапе установления соединения
Сети ЭВМ и средства коммуникации
ISDN (Integrated Services Digital Network) —
цифровая сеть с интеграцией служб.
Сети ЭВМ и средства коммуникации
ISDN
(Integrated Services Digital Network)
Принципы ISDN.
1. Коммутация цифровых, а не аналоговых потоков.
2. Принцип единой распределенной телефонной станции
3. Практически мгновенное установления соединения.
4. Способность ISDN-станций осуществлять
автоматическую маршрутизацию соединений,.
Сети ЭВМ и средства коммуникации
ISDN
(Integrated Services Digital Network)
Средства ISDN.
•ISDN-станции (ISDN-коммутаторы);
•ISDN-терминалы (цифровые телефонные аппараты);
•внутренние адаптеры ISDN (мосты/маршрутизаторы) для подключения ПК к
ISDN-сети;
•внешние устройства (блоки) для подключения ПК или ЛВС к ISDN-сети;
•сетевые окончания (Network Terminator);
•линии связи (интерфейсы PRI и BRI).
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Вычислительные сети
Понятие топологии сети и базовые топологии
«Топология»
характеризует
физическое
расположение
компьютеров, сетевых сред передачи данных и других компонентов
сети.
Топология – это стандартный термин, который используется при
описании основной компоновки сети; дает способ сравнивать и
классифицировать различные сети.
Топология сети обуславливает ее технические характеристики. В
частности, выбор той или иной топологии влияет на:
- состав необходимого сетевого оборудования и его
характеристики;
- возможность расширения сети и ее надежность;
- способ управления сетью.
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Классификация ВС
По топологии
– широковещательные
– последовательные
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Вычислительные сети
Базовые топологии сети
Полносвязная топология
каждый компьютер связан со всеми остальными
Ячеистая топология
предполагает непосредственную связь только тех компьютеров, между
которыми осуществляется интенсивный обмен данными, а для остальных
компьютеров сети используется транзитная передача данных через
промежуточные узлы
Топология типа «шина»
используется один сетевой кабель, именуемый магистралью или
сегментом, вдоль которого подключены все РС сети.
Топология типа «звезда»
все компьютеры с помощью сегментов кабеля подключаются к
центральному компоненту – концентратору (Hub) или коммутатору
(Switch).
Топология типа «кольцо»
сеть замкнута, образуя неразрывное кольцо, данные в кольце движутся
всегда в одном направлении.
Комбинированные топологии
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Вычислительные сети
Полносвязная топология
Несмотря на логическую простоту, такая
топология
является
громоздкой
и
неэффективной, поскольку для каждой пары
компьютеров должно быть организовано
отдельное физическое соединение, а каждый
из компьютеров должен иметь значительное
количество коммуникационных портов.
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Вычислительные сети
Ячеистая топология
Топология допускает соединение большого
числа
компьютеров;
характерна
для
глобальных сетей.
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Вычислительные сети
Топология типа «шина»
1. При передаче пакетов данных каждый компьютер адресует его
конкретному компьютеру ЛВС, передавая его по сетевому кабелю в виде
электрических сигналов.
2. Пакет в виде электрических сигналов передается по шине в обоих
направлениях всем компьютерам сети.
3. Однако, информацию принимает только тот адрес, который
соответствует адресу получателя, указанному в заголовке пакета.
4. Данные в виде электрических сигналов распространяются по всей
сети от одного конца кабеля к другому, и, достигая конца кабеля, будут
отражаться и занимать шину, что не позволит другим компьютерам
осуществлять передачу.
5. Чтобы предотвратить отражение электрических сигналов, на
каждом конце кабеля устанавливаются терминаторы (Т), поглощающие
сигналы, прошедшие по шине.
6. При значительном расстоянии между РС (например, 180 м для тонкого
коаксиального кабеля) в сегменте шины может наблюдаться ослабление
электрического сигнала, что может привести к искажению или потере
передаваемого пакета данных.
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Классификация ВС
По топологии
Широковещательная конфигурация: общая шина
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Вычислительные сети
Топология типа «шина»
коакс. кабель
1
BNC
коннектор
терминатор
репитер
(усилительповторитель)
компьютеры
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Классификация ВС
По топологии
Широковещательная конфигурация: дерево
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Вычислительные сети
Топология типа «звезда»
1. Пакеты данных от каждого компьютера направляются к
центральному концентратору, который перенаправляет
пакеты к месту назначения.
2. Управление конфигурацией сети централизовано, а также
просто конфигурировать сеть при добавлении новых РС.
3. Так как все РС подключены к центральной точке, то для
больших ЛВС значительно увеличивается расход кабеля.
4. Если поврежденным оказался сам концентратор, то
нарушится и работа всей сети, хотя РС останутся
работоспособными.
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Классификация ВС
По топологии
Широковещательная конфигурация: звезда с пассивным центром
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Вычислительные сети
Топология типа «звезда»
витая пара
витая пара
каскадное
включение
репитеров
(хабов)
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Классификация ВС
По топологии
Последовательная конфигурация:
звезда с «интелектуальным» центром
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Вычислительные сети
Топология типа «кольцо»
1. Каждый компьютер выступает в роли репитера, усиливая
сигналы и передавая их следующему компьютеру
2. «Кольцу» необходим неразрывный путь между всеми
сетевыми РС, при выходе из стоя какой-либо одной РС сеть
прекращает функционировать.
3. Данные проходят через каждый сетевой компьютер, давая
возможность "не очень хорошим" людям заниматься
перехватом информации, не предназначенной посторонним.
4. Изменение конфигурации сети или подключение новой РС
требует остановки всей сети
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Вычислительные сети
Топология типа «кольцо»
На практике при монтаже сети с логической
топологией кольцо применяется физическая
топология звезда
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Классификация ВС
По топологии
Последовательная конфигурация: цепочка
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Вычислительные сети
Комбинированные топологии
звезда-шина, звезда-кольцо.
Концентраторы соединены магистральной линейной
шиной или используют звезду на основе главного
концентратора.
Сеть (mesh): все со всеми.
Спутниковая связь:
один ко многим (не звезда)
Точка-точка (point-to-point): один к одному
Соты (радиодоступ), мобильные
сети: базовые станции часто
связаны между собой
обычными наземными каналами.
зона
покрытия
каждой базы
базовая
станция
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Классификация ВС
По топологии
Последовательная конфигурация: произвольная (ячеистая)
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Классификация ВС
По топологии
Последовательная конфигурация: иерархическая
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Вычислительные сети
Сравнительные характеристики топологий.
Топология
Преимущества
Недостатки
Шина
- экономный расход
кабеля;
- недорогая и несложная в
использовании среда
передачи;
- простота и надежность;
-легкая расширяемость.
- при значительных объемах трафика
уменьшается пропускная способность;
- трудная локализация проблем;
- выход из строя кабеля остановит работу
пользователей.
Кольцо
- все РС имеют равный
доступ;
- количество
пользователей не
сказывается на
производительности.
- выход из строя одной РС выводит из
строя всю сеть;
- трудно локализовать проблемы;
- изменение конфигурации сети требует
остановки всей сети.
Звезда
- легко модифицировать
сеть, добавляя новые РС;
- централизованный
контроль и управление;
- выход из строя РС не
влияет на работу сети.
Выход из стоя центрального концентратора
выводит из строя всю сеть.
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Архитектура сети
Ethernet
Token ring
ArCNET
FDDI
ATM
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Архитектура сети
Ethernet
Топология - шина, звезда
Среда передачи данных - коаксиал, витая
пара.
Скорость передачи данных - до 100 Мбит/с
Длина кабельного сегмента сети - не более
100 м до хаба
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Архитектура сети
Token ring
Топология - кольцо
Среда передачи данных - коаксиал, витая
пара.
Скорость передачи данных - до 100 Мбит/с
Длина кабельного сегмента сети - не более
185 м до коммутатора.
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Архитектура сети
ArCNET
Топология - шина, звезда
Среда передачи данных - коаксиал, витая
пара.
Скорость передачи данных - до 10 Мбит/с
Длина кабельного сегмента сети - не более
185м
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Архитектура сети
FDDI
Топология - кольцо
Среда передачи данных - оптоволоконные
линии.
Скорость передачи данных - от 100 Мбит/с
Длина кабельного сегмента сети - не более
200км.
Сети ЭВМ и средства коммуникации
• ATM (Asynchronous Transfer Mode —
асинхронный способ передачи данных) —
сетевая технология, основанная на
передаче данных в виде ячеек (cell)
фиксированного размера (53 байта), из
которых 5 байтов используется под
заголовок.