Курсовая работа: Локальные вычислительные сети 4

В ЛВС с общей шиной одна из машин служит качестве системного обслуживающего устройства, обеспечивающего централизованный доступ к общим файлам и базам данных, печатающим устройствам и другим вычислительным ресурсам. ЛВС данного типа приобрели большую популярность благодаря низкой стоимости, высокой гибкости и скорости передачи данных, легкость расширения сети (подключение новых абонентов к сети не сказывается на ее основных характеристиках). К недостаткам шинной топологии следует отнести необходимость использования довольно сложных протоколов и уязвимость в отношении физических повреждений кабеля.

Кольцевая топология характеризуется тем, что инфор­мация по кольцу может передаваться только в одном направлении и все подключенные ПЭВМ могут участвовать в ее приеме и передаче. При этом абонент-получатель должен пометить полученную информацию специальным маркером, иначе могут появиться «заблудившиеся» дан­ные, мешающие нормальной работе сети.

Как последовательная конфигурация кольцо особенно уязвимо в от­ношении отказов: выход из строя какого-либо сегмента кабеля приводит к прекращению обслуживания всех пользователей. Разработчики ЛВС приложили немало усилий, чтобы справиться с этой проблемой. Защита от повреждений или отказов обеспечивается либо замыканием кольца на обратный (дублирующий) путь, либо переключением на запасное коль­цо. И в том, и в другом случае сохраняется общая кольцевая топология.

Иерархическая ЛВС (конфигурация типа «дерево») представляет со­бой более развитой вариант структуры ЛВС, построенной на основе общей шины. Дерево образуется путем соединения не­скольких шин с корневой системой, где размещаются самые важные компоненты ЛВС. Оно обладает необходимой гибкостью для того, чтобы охватить средствами ЛВС несколько этажей в здании или не­сколько зданий на одной территории, и реализуется, как правило, в сложных системах, насчитывающих десятки и даже сотни абонентов.

Радиальную (звездообразную) конфигурацию можно рассматривать как дальнейшее развитие структуры «дерево с корнем» с ответвлением к каждому подключенному устройству. В центре сети обычно размещается коммутирующее устройство, обеспечивающее жиз­неспособность системы. ЛВС подобной конфигурации находят наиболее частое применение в автоматизированных учрежденческих системах управления, использующих центральную базу данных. Звездообразные ЛВС, как правило, менее надежны, чем сети с общей шиной или иерар­хические, но эта проблема решается дублированием аппаратуры цен­трального узла. К недостаткам можно также отнести значительное по­требление кабеля (иногда в несколько раз превышающее расход в анало­гичных по возможностям ЛВС с общей шиной или иерархических).

Наиболее сложной и дорогой является многосвязная топология, в ко­торой каждый узел связан со всеми другими узлами сети. Эта топология в ЛВС применяется очень редко, в основном там, где тре­буются исключительно высокие надежность сети и скорость передачиданных.

На практике чаще встречаются гибридные ЛВС, приспособленные к требованиям конкретного заказчика и сочетающие фрагменты шинной, звездообразной и других топологий.

Методы доступа в ЛВС. По методам доступа в сети выделяются та­кие наиболее распространенные сети, как Ethernet, ArcNet, TokenRing.

Метод доступа Ethernet, пользующийся наибольшей попу­лярностью, обеспечивает высокую скорость передачи данных и надеж­ность. Для него используется топология «общая шина», поэтому сообще­ние, отправляемое одной рабочей станцией, принимается одновременно всеми остальными станциями, подключенными к общей шине. Но по­скольку сообщение включает адреса станций отправителя и адресата, то другие станции это сообщение игнорируют. Это метод множественного доступа. При нем перед началом передачи рабочая станция определяет, свободен канал или занят. Если свободен, то станция начинает передачу. Метод доступа ArcNet получил распространение в силу де­шевизны оборудования. Он используется в ЛВС со звездообразной топо­логией. Одна из ПЭВМ создает специальный маркер (сообщение специ­ального вида), который последовательно передается от одной ПЭВМ к другой. Если станция передает сообщение другой станции, она должна дождаться маркера и добавить к нему сообщение, дополненное адресами отправителя и назначения. Когда пакет дойдет до станции назначения, сообщение будет отделено от маркера и передано станции.

Метод доступа TokenRing рассчитан на кольцевую топо­логию и также использует маркер, передаваемый от одной станции к другой. Но при нем имеется возможность назначать разные приоритеты разным рабочим станциям. При этом методе маркер перемещается по кольцу, давая последовательно расположенным на нем компьютерам право на передачу. Если компьютер получает пустой маркер, он может заполнить его сообщение кадром любой длины, однако лишь в течение того промежутка времени, который отводит специальный таймер для нахождения маркера в одной точке сети. Кадр перемещается по сети, и каждая ПЭВМ регенерирует его, но только принимающая ПЭВМ копи­рует тот кадр в свою память и отмечает его как принятый, однако невыводит сам кадр из кольца. Эту функцию выполняет передающий ком­пьютер, когда его сообщение возвращается к нему обратно. Тем самым обеспечивается подтверждение факта передачи сообщения.

Вернемся к вопросу о способах соединения персональных компьюте­ров в единый вычислительный комплекс. Самый простой из них — соединить компьютеры через последовательные порты. В этом случае име­ется возможность копировать файлы с жесткого диска одного компью­тера на другой, если воспользоваться программой из операционной оболочки NortonCommander. Для получения прямого доступа к жест­кому диску другого компьютера разработаны специальные сетевые пла­ты (адаптеры) и программное обеспечение. В простых локальных сетях функции выполняются не на серверной основе, а по принципу соедине­ния рабочих станций друг с другом, поэтому пользователю можно не приобретать специальные файловые серверы и дорогостоящее сетевое ПО. Каждая ПЭВМ такой сети может выполнять функции, как рабочей станции, так и сервера.

В ЛВС с развитой архитектурой функции управления выполняет се­тевая операционная система, устанавливаемая на более мощном, чем рабочие станции, компьютере (файловом сервере). Серверные сети де­лятся на сети среднего класса (до 100 рабочих станций) и мощные (корпоративные), объединяющие до 250 рабочих станций и более. Ос­новным разработчиком сетевых программных продуктов для сервера ЛВС является фирма Novell.

Здесь следует отметить, что наблюдается тенденция ускорения пере­дачи данных до гигабитовых скоростей. К тому же требуется передавать данные типа высококачественного звука, речи и изображения. Все это приводит к постепенному вытеснению таких «старых» ЛВС как TokenRing, ArcNet, но позволяющих использовать новые ИТ. Операционная система WindowsNT фирмы Microsoft вытесняет с рынка ОС Unix.

Большой популярностью стали пользоваться «виртуальные» ЛВС VLAN. Их отличие от обычных ЛВС заключаются в том, что они не имеют физических ограничений. Виртуальные ЛВС определяют, какие рабочие станции включаются в физические группы на основе протокольной адресации, что позволяет располагать их в любом месте сети.

В серверных ЛВС реализованы две модели взаимодействия пользователей с рабочими станциями: модель файл-сервер и модель клиент-сервер.

3. ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ ЛОКАЛЬНЫХ СЕТЕЙ.

Основное назначение любой компьютерной сети — предоставление информационных и вы­числительных ресурсов подключенным к ней пользователям.

С этой точки зрения локальную вычислительную сеть можно рассматривать как сово­купность серверов и рабочих станций.

Сервер — компьютер, подключенный к сети и обеспечивающий ее пользо­вателей определенными услугами.

Серверы могут осуществлять хранение данных, управление базами данных, уда­ленную обработку заданий, печать заданий и ряд других функций, потребность в которых может возникнуть у пользователей сети. Сервер — источник ресурсов сети.

Рабочая станция — персональный компьютер, подключенный к сети, через который пользователь получает доступ к ее ресурсам.

Рабочая станция сети функционирует как в сетевом, так и в локальном режи­ме. Она оснащена собственной операционной системой (MSDOS, Windows и т.д.), обеспе­чивает пользователя всеми необходимыми инструментами для решения прикладных задач.

Компьютерные сети реализуют распределенную обработку данных. Обработка данных в этом случае распределена между двумя объектами: клиентом и сервером.

Клиент – задача, рабочая станция или пользователь компьютерной сети. В процессе обработки данных клиент может сформировать запрос на сервер для выполнения сложных процедур, чтения файлов, поиск информации в базе данных и т.д.

Сервер, определенный ранее, выполняет запрос, поступивший от клиента. Результаты выполнения запроса передаются клиенту. Сервер обеспечивает хранение данных общего пользования, организует доступ к этим данным и передает данные клиенту.

Клиент обрабатывает полученные данные и представляет результаты обработки в виде, удобном для пользователя. Для подобных систем приняты термины – системы или архитектура клиент – сервер.

Архитектура клиент – сервер может использоваться как в одноранговых сетях, так и в сети с выделенным сервером.

Одноранговая сеть, в которой нет единого центра управления взаимодействием рабочих станций и нет единого центра для хранения данных. Сетевая операционная система распределена по рабочим станциям. Каждая станция сети может выполнять функции как клиента, так и сервера. Она может обслуживать запросы от других рабочих станций и направлять свои запросы на обслуживание в сеть. Пользователю сети доступны все устройства, подключенные к другим станциям.

Достоинства одноранговых сетей: