Реферат: Топологія локальних мереж
Напрям передачi iнформацiї
Рис.6. Логiчна лiнiйна структура.
При кiльцевiй логiчнiй органiзацiї (рис.7 )використовується спецiальна управляюча iнформацiя, наприклад, у виглядi маркера, який послiдовно передається мiж вузлами мережi. При поступленнi маркера вузол отримує можливiсть передавати iнформацiю у фiзичне середовище. Кiльцева логiчна органiзацiя може використовуватися не тiльки в кiльцевiй, але i у лiнiйнiй фiзичнiй структурi локальних мереж.
| Вузол №1 | Вузол №2 | Вузол №3 | Вузол №4 | Вузол №5 |
Напрям передачi iнформацiї
Рис.7. Логiчна кiльцева структура.
На рис.8 показано варiант реалiзацiї кiльцевої логiчної структури в рамках фiзичної шинної топологiї. Тут управляюча iнформацiя (маркер) передається у вiдповiдностi з логiчним кiльцем, а данi передаються через загальну шину безпосередньо адресату. Як видно з малюнка послiдовнiсть робочих станцiй в логiчному кiльцi може не спiвпадати з їх фiзичними адресами.
| Робоча станцiя №1 | Робоча станцiя №5 | Робоча станцiя №3 | Робоча станцiя №2 | Робоча станцiя №4 |
|
Пристрiй узгодження (термiнатор) | Шина (магiстраль) | Пристрiй узгодження (термiнатор) |
Логiчне кiльце
Напрям передачi маркера
Рис.8. Логiчна кiльцева i фiзична шинна топологiї локальної мережi.
В рамках кiльцевої фiзичної структури, як правило, реалiзується логiчна кiльцева структура. В цьому випадку логiчна i фiзична структури спiвпадають, тобто маркер i данi передаються по кiльцю в одному напрямi.
ТЕХНОЛОГIЯ КЛIЄНТ-СЕРВЕР
Характер взаємодiї комп’ютерiв в локальнiй мережi прийнято пов’язувати з їх функцiональним призначенням. Як i у випадку прямого з’єднання, в рамках локальних мереж використовують поняття клiєнт i сервер. Технологiя клiєнт-сервер – це особливий спосiб взаємодiї комп’ютерiв в локальнiй мережi, при якому один з комп’ютерiв (сервер ) надає свої ресурси другому комп’ютеру (клiєнту ). Вiдповiдно до цього розрiзняють одноранговi мережi та сервернi мережi.
При одноранговiй архiтектурi в мережi вiдсутнi видiленi сервери, кожна робоча станцiя може виконувати функцiї клiєнта i сервера. В цьому випадку робоча станцiя видiляє частину своїх ресурсiв в загальне користування всiм робочим станцiям мережi. Як правило, одноранговi мережi створюються на базi однакових по потужностi комп’ютерiв. Одноранговi мережi є досить простими в наладцi та експлуатацiї. В тому випадку, коли мережа складається з невеликої кiлькостi комп’ютерiв i її основною функцiєю є обмiн iнформацiєю мiж робочими станцiями, однорангова архiтектура є найкращим рiшенням. Подiбна мережа може бути досить швидко i просто реалiзована засобами системи Windows-95.
Наявнiсть розподiлених даних i можливiсть змiни своїх серверних ресурсiв кожною робочою станцiєю ускладнює захист iнформацiї вiд несанкцiонованого доступу, що є одним з недолiкiв однорангових мереж. Розумiючи це, розробники починають придiляти особливу увагу питанням захисту iнформацiї в однорангових мережах.
Iншим недолiком даних мереж є їх нижча продуктивнiсть. Це пояснюється тим, що мережевi ресурси зосередженi на робочих станцiях, яким потрiбно одночасно виконувати функцiї клiєнтiв i серверiв. Iз збiльшенням потужностi комп’ютерiв з’являється можливiсть вдосконалення технологiї однорангових мереж в напрямку пiдвищення їх ефективностi, що призводить до розширення областi їх використання.
В серверних мережах здiйснюється чiткий розподiл функцiй мiж комп’ютерами: однi з них постiйно є клiєнтами, а iншi – серверами. Враховуючи рiзноманiтнiсть послуг, якi надають комп’ютернi мережi, iснує кiлька типiв серверiв, а саме: мережевий сервер, сервер друку, поштовий сервер та iн. Мережевий сервер являє собою спецiалiзований комп’ютер, орiєнтований на виконання основного об’єму обчислювальних робiт i функцiй по управлiнню комп’ютерною мережею. Цей сервер мiстить ядро мережевої операцiйної системи, пiд управлiнням якої здiйснюється робота всiєї локальної мережi. Мережевий сервер має досить велику швидкодiю i великий об’єм пам’ятi. При подiбнiй мережевiй органiзацiї фукнцiї робочих станцiй зводяться до вводу-виводу iнформацiї i обмiну нею з мережевим сервером.
Термiн файловий сервер вiдноситься до комп’ютера, основною функцiєю якого є зберiгання, управлiння та передача файлiв даних. Вiн не обробляє i не змiнює файли, якi передає i зберiгає. Сервер може “не знати” чи є даний файл текстовим документом, графiчним зображенням чи електронною таблицею. В загальному випадку на файловому серверi можуть бути вiдсутнiми навiть клавiатура i монiтор. Всi змiни в файлах даних здiйснюються з клiєнтських робочих станцiй. Для цього клiєнти зчитують файли даних з файлового сервера, здiйснюють необхiднi змiни даних i повертають їх назад на файловий сервер. Подiбна органiзацiя найбiльш ефективна при роботi великої кiлькостi користувачiв з загальною базою даних. В рамках великих мереж може одночасно використовуватися кiлька серверiв.
Сервер друку (принт-сервер) являє собою друкуючий пристрiй, який при допомозi мережевого адаптера пiдключається до середовища передачi. Подiбний мережевий друкуючий пристрiй є самостiйним i працює незалежно вiд iнших мережевих пристроїв. Сервер друку обслуговує заявки на друк вiд всiх серверiв та робочих станцiй. В якостi серверiв друку використовуються спецiальнi викопродуктивнi принтери.
При високiй iнтенсивностi обмiну даними з глобальними мережами в рамках локальних мереж видiляються поштовi сервери , з допомогою яких обробляються повiдомлення елекронної пошти. Для ефективної взаємодiї з мережею Internet можуть використовуватися Web- сервери .
РОЗГАЛУЖЕНI МЕРЕЖЕВI ТОПОЛОГIЇ
Розглянутi вище технологiї переважно знаходять застосування в невеликих мережах, якi складаються з 10-15 комп’ютерiв. Для створення бiльших локальних мереж використовуються додатковi мережевi пристрої, що дозволяють збiльшити розмiр мережi i реалiзувати бiльш складну мережеву топологiю, яка найбiльш точно вiдображає фiзичне розмiщення комп’ютерiв. В якостi подiбних мережевих пристроїв виступають рiзноманiтнi повторювачi, концентратори, мости та iн.
Повторювачем називають пристрiй, що здiйснює вiдновлення вихiдних значень сигналiв i узгодження електричних параметрiв мереж, що об’єднуються. В рамках однорiдного фiзичного середовища повторювачi використовуються для збiльшення довжини мережi i кiлькостi робочих станцiй, що пiдключаються. На рис.9 показано приклад об’єднання з допомогою повторювача двох сегментiв мережi. В даном випадку загальна довжина мережi i число робочих станцiй може бути збiльшене вдвiчi.
| Робоча станцiя | Робоча станцiя | Робоча станцiя | Робоча станцiя |
|
|
Пристрiй узгодження (термiнатор) | Повторювач | Пристрiй узгодження (термiнатор) |
Рис.9. Об’єднання сегментiв мережi за допомогою повторювачiв.
Повторювачi використовуються для об’єднання сегментiв мереж як з однаковими, так i з рiзними характеристиками фiзичного середовища передачi даних. Наприклад, при об’єднаннi сегментiв мережi стандарту IЕЕЕ 802.3 10BASE5 та 10BASE2 повторювач забезпечує узгодження фiзичних та електронних параметрiв товстого i тонкого коаксiального кабеля.
Концентратор – пристрiй, що забезпечує радiальне пiдключення мережевих вузлiв. В локальних мережах використовуються пасивнi i активнi концентратори. Пасивний концентратор являє собою розподiльчий пристрiй, що дозволяє пiдключати до одного кабеля два-три мережевих вузли. Пасивний концентратор не здiйснює вiдновлення рiвня електричного сигналу, тому допускається пiдключення пристроїв на невеликi вiдстанi. В основному пасивнi концентратори використовуються в низькошвидкiсних мережах, наприклад в мережi ARCNET. На вiдмiну вiд пасивного, активний концентратор обов’язково здiйснює вiдновлення форми i рiвня сигналiв, що передаються. Є кiлька типiв активних концентраторiв. Деякi, найбiльш простi, приймаючи сигнали по одному iз входiв, пiдсилюють їх i передають на всi iншi виходи. Iншi концентратори (їх називають iнтелектуальними ) аналiзуюють потiк iнформацiї i керують ним, направляючи на рiзнi мережевi вузли.
Концентратори можуть використовуватись в мережах з зiркоподiбною топологiєю (див. Рис.2). В цьому випадку використання концентратора дозволяє суттєво розвантажити сервер мережi вiд операцiй управлiння комутацiєю робочих станцiй.
Найбiльш широке розповсюдження концентратори отримали в мережах з деревоподiбною топологiєю. В першу чергу це характерно для сучасних швидкiсних мереж, якi практично всi побудованi на основi концентраторiв. На мал.1.11 показано один з варiантiв реалiзацiї деревоподiбної топологiї на основi концентраторiв. Тут на самому верхньому (кореневому) рiвнi розмiщений так званий кореневий концентратор, до якого пiдключається мережевий сервер i концентратори бiльш низького (першого) рiвня. На другому рiвнi знаходяться робочi станцiї i концентратор другого рiвня. На третьому рiвнi розмiщенi тiльки робочi станцiї.
КОРПОРАТИВНI МЕРЕЖI
Пiд корпоративною мережею розумiють комп’ютерну мережу, що об’єднує рiзнорiднi локальнi мережi. Поява i розвиток корпоративних мереж зв’язана з великою рiзноманiтнiстю локальних мереж i необхiднiстю об’єднання їх в загальну мережу. Так, в рамках промислового пiдприємства, як правило, iснує кiлька типiв локальних мереж, однi з них орiєнтованi на управлiння виробничими процесами, iншi – на обслуговування адмiнiстративно-господарських служб. Використовувати однорiдну мережу для вирiшення комплексу всiх задач недоцiльно, а в бiльшостi випадкiв i досить важко.
Об’єднання рiзнорiдних мереж в першу чергу пов’язане з узгодженням їх електричних параметрiв, форматiв виводу даних, алгоритмiв передачi iнформацiї та iн.
В даний час iснує ряд пристроїв, з допомогою яких здiйснюється об’єднання рiзноманiтних комп’ютерних мереж мiж собою. До таких пристроїв належать мости, шлюзи, маршрутизатори. Сама назва мiст пiдкреслює, що об’єднуюються протилежнi сторони будь-чого, в нашому випадку – це локальнi мережi. Таким чином, в комп’ютерних мережах мiст – пристрiй, що об’єднує рiзнорiднi мережi. Характерною рисою моста є його здатнiсть здiйснювати вибiркову трансляцiю (фiльтрацiю) блокiв даних з однiєї мережi в iншу на основi аналiзу адрес блокiв даних, що поступають. При необхiдностi здiйснюється перетворення форматiв даних, якi передаються. Тим самим проводиться розподiл iнформацiйних потокiв в рамках корпоративної мережi. Ця властивiсть моста часто використовується для зниження потоку даних в комп’ютерних мережах. Наприклад, з допомогою моста локальна мережа (мал.1.16а) може бути подiлений на два (мал.1.16в) i бiльше сегментiв менших розмiрiв з вiдповiдним перерозподiлом iнформацiйних потокiв даних мiж ними.
При вiдсутностi моста навантаження на весь канал передачi даних дорiвнює сумi всiх iнформацiйних потокiв, тобто S0+S1+S2. Мiст дозволяє роздiлити iнформацiйнi потоки: тепер навантаження в першiй пiдмережi буде рiвним S0+S1, а в другiй - S0+S2. Якщо доля iнформацiйного потоку S0 є незначною в загальному потоцi iнформацiї (S1»S2>>S0), то навантаження в кожнiй пiдмережi буде значно меншим в порiвняннi з навантаженням вихiдної мережi.
Мости також з успiхом використовуються для з’єднання мереж рiзної швидкодiї, так як в процесi роботи вони здiйснюють промiжне запам’ятовування iнформацiї, яка передається. Наприклад, з допомогою моста можна об’єднати мережi продуктивнiстю 4 Мбит/с з мережею продуктивнiстю 16 Мбит/с.
МАРШРУТИЗАТОРИ
Як правило, для створення iнфраструктури корпоративних мереж використовуються маршрутизатори. Основне призначення маршрутизатора – вибiр оптимального напрямку передачi iнформацiї. На вiдмiну вiд моста, маршрутизатор має кiлька входiв i виходiв. Маршрутизатор мiстить таблицю шляхiв мiж вузлами i може вибирати оптимальний маршрут передачi даних. Як правило, маршрутизатор здатний перевизначати маршрути в залежностi вiд стану мережi. При об’єднаннi рiзнорiдних мереж маршрутизатор додатково виконує функцiї моста.
Для пiдключення локальних мереж до глобальних комп’ютерних мереж використовуються спецiальнi пристрої узгодження – шлюзи .
Локальнi i глобальнi мережi використовують рiзнi протоколи передачi iнформацiї. Тому основною функцiєю шлюзiв є узгодження цих протоколiв. Слiд вiдзначити, що основне навантаження по узгодженню мереж лягає на спецiальний мiжмережевий протокол (IР-протокол). В цьому сенсi шлюз можна розглядати як пристрiй перетворення мережевого протоколу в мiжмережевий протокол i навпаки. Шлюзи включають функцiї мостiв i маршрутизаторiв.