Материал: Информационные технологии в электромеханике и электроэнергетике. Бурковская Т.А., Зайцев А.И

компьютер является сетевой рабочей станцией, то, во-первых, после его включения появляется соответствующее сообщение, во-вторых, для входа в сеть необходимо пройти процедуру регистрации, и, в-третьих, после процедуры регистрации в распоряжении пользователя рабочей станции оказываются новые дисковые накопители, принадлежащие серверу, и устройства, подключенные к сети. Различают три наиболее распространенные сетевые архитектуры, которые используются и для одноранговых сетей и для сетей с выделенным сервером. Это так называемые шинная ( или Ethernet), кольцевая (или Token Ring) и звездообразная структуры.

Рис.1. Шинная (Ethernet) структура сети

В случае организации шинной структуры все компьютеры связываются в цепочку. Причем на ее концах необходимо установить так называемые терминаторы, служащие для гашения сигнала. Описание механизма работы сети данного стандарта (802.3/Ethernet) в переводе с английского звучит примерно как множественный доступ с опросом несущей и обнаружением конфликтов. Множественный доступ означает, что каждый из абонентов групповой линии в любой момент

56

времени может начать разговор. Опрос несущей означает, что тот, кто собирается начать разговор, должен дождаться паузы. Несущая - это способ сообщения о том, что линия свободна.

Обнаружение конфликтов имеет место, когда, не смотря на попытки начать разговор по свободной линии, два абонента начинают перебивать друг - друга. В этом случае система заставляет обоих замолчать, выдержать временную паузу, а затем возобновить попытку инициировать сообщение. Конфликты - это стиль работы сетей данного стандарта.

Скорость передачи информации 10 Мбит/с. Перегиб или повреждение кабеля в какой либо точке могут вывести из строя всю сеть из-за паразитного отражения сигнала. Есть вероятность того, что в нужный момент времени какое-либо критическое сообщение не попадет к адресату.

Для построения сети со звездообразной архитектурой в центре сети необходимо разместить концентратор.

Рис. 2. Звездообразная структура сети

57

Концентратор - это центр кабельных соединений в локальных или глобальных сетях. Его основная функция - обеспечение связи между компьютерами, входящими в сеть.

Таким образом, компьютеры, включая сервер, не связаны непосредственно друг с другом, а подключаются к концентратору. Это позволяет увеличить пропускную способность сети в десятки раз.

Кольцевая структура сети технически мало отличается от шинной: отпадает необходимость в использовании терминаторов, но технология прохождения сообщений совершенно иная. Разработчики стандарта 802.5/ Token Ring попытались устранить недостатки, которые имелись в Ethernet. Данная технология гарантирует регулярность передачи сообщений для каждой рабочей станции сети. Схема кабельных соединений позволяет локализовать большую часть неполадок до конкретного участка сети.

Управляющий принцип обмена информацией в данном случае можно описать по аналогии игры «переписка за круглым столом».

Игроки рассаживаются по кругу и разделяются перегородками, чтобы не видеть друг - друга. Все участники записывают свои сообщения на бумаге и передают их соседу слева, а от соседа справа принимают сообщения. Чтобы дать игроку возможность не только передавать справа налево чужие сообщения, но и отправлять собственные, по кругу передается шарик (маркер - token), и только тот, у кого в данный момент времени находится шарик может написать сообщение и передать его дальше. Это сообщение передается по кругу из рук в руки, пока не достигнет получателя, который читает его, помечает как принятое и передает дальше, пока оно, в конце концов, не вернется к отправителю. Отправитель обнаруживает, что его сообщение принято, и только после этого пускает шарик далее по кругу, с тем, чтобы другие игроки получили возможность передать свои сообщения.

Система с маркерным доступом считается детерминированной, в то время, как система Ethernet - вероятностной. Структура кольцевой сети показана на рис.3.

58

Рис. 3. Кольцевая структура сети

В сети любой структуры в каждый момент времени обмен данными может происходить только между двумя компьютерами одного сегмента. В случае ЛВС с выделенным сервером - это сервер и произвольная рабочая станция. В случае одноранговой ЛВС - это любые две рабочие станции, одна из которых выполняет роль сервера. Упрощенно диалог между сервером и рабочей станцией выглядит следующим образом: открыть файл - подтвердить открытие файла; передать данные файла - пересылка данных; закрыть файл - подтверждение закрытия файла. Диалогом управляет операционная система, установленная на рабочих станциях.

ОБЪЕДИНЕННЫЕ СЕТИ

Локальные сети не могут полностью удовлетворить все нужды в обмене информацией между компьютерами. Они потому

59

иназываются локальными (от латинского locus - место), что связывают компьютеры, находящиеся близко друг от друга. Однако компьютеры и локальные сети можно связывать между собой с помощью каналов связи (телефонной, радиорелейной, спутниковой), образуя распределенные вычислительные системы

исети различного назначения. Для соединения локальных сетей используется специальное устройство, которое называется бриджем или мостом.

Объединенная сеть - (internetwork) представляет собой группу сетей, взаимосвязанных посредством общих или множественных топологий и взаимодействующих на основе одного общего или нескольких протоколов с целью достижения полной совместимости.

Конфигурация объединенной сети представляет широкую совокупность устройств, включая мосты, маршрутизаторы,

концентраторы и линии связи.

Мост представляет собой устройство, которое соединяет одну локальную сеть с другой на уровне передачи данных.

Маршрутизатор отличается от моста тем, что соединяет одну локальную сеть с другой на сетевом уровне, а не на уровне передачи данных. Они используются при объединении локальных сетей, работа которых регламентируется одними и теми же протоколами.

Заметим, что при организации локальной сети рабочие станции находятся на небольшом удалении друг от друга и соединяются при помощи коаксиального кабеля, который служит идеальной средой для передачи высокочастотных сигналов на небольшие расстояния. По кабелю передается информация в машинном коде, т.е. в виде последовательностей нулей и единиц. Для передачи данных на большие расстояния - например, по телефонному кабелю или при помощи радиосигнала через спутник связи, необходимо преобразовать сигнал в более подходящий для передающей среды. Для этой цели используются специальные устройства - модемы, которые преобразуют сигнал, поступающий из компьютера, в электрический сигнал с частотой, соответствующей рабочему диапазону телефонной линии.

60