Классификация существующих методов организации сетей

Классификация существующих методов организации сетей. Базовые топологии локальных сетей Базовые топологии локальных сетей - это основные виды конфигураций соединений элементов сетей при помощи кабеля.

Рассмотрим три базовых топологии шина, звезда и кольцо. Шина или линейная шина - это топология, представленная на рис. 4. Рис. 4. Простейшая одноранговая сеть. Передаваемый сигнал распространяется по кабелю - магистрали сегменту и поглощается на концах терминаторами заглушками. В любой момент времени только один компьютер может вести передачу.

Данные передаются всем компьютерам сети, однако информацию принимает только тот, адрес которого соответствует адресу получателя, зашифрованному в передаваемых данных. Говорят, что шина - пассивная топология. Компьютеры только слушают, но не регенерируют сигналы. Подсоединение кабеля осуществляется при помощи баррел-коннекторов и репитеров. Баррел-коннекторы - это специальные металлические соединительные разъемы они позволяют сращивать кабель, но при большом количестве стыковок сигнал ощутимо затухает.

Для решения проблемы сохранения физических параметров сигналов, распространяющихся в компьютерных сетях, применяют специальные устройства. Репитер - это повторитель-формирователь, просто усиливающий сигнал. Топология звезда предусматривает подключение всех компьютеров с помощью сегментов кабеля к центральному элементу. Различают два подтипа этой топологии - пассивная звезда, в центре которой нет компьютера-абонента, кабели соединены при помощи концентратора hub, и активная звезда, содержащая в центре компьютер, управляющий обменом информации в сети. Концентратором hub называют устройство, служащее для объединения нескольких сегментов сети и не преобразующее передаваемую информацию.

Сигналы от передающего компьютера поступают через концентратор ко всем остальным. Концентраторы бывают активные, пассивные и гибридные. Активная звезда обеспечивает бесконфликтное управление, но нарушения в работе центра приводят к выходу из строя всей сети, но зато сеть с такой топологией мало чувствительна к выходу из строя участков соединительного кабеля.

Топология кольцо предусматривает передачу сигналов по кольцу в одном направлении, так, что сигналы проходят через каждый компьютер рис.5 . В отличие от пассивной топологии шина, здесь каждый компьютер выступает в роли репитера, усиливая сигналы и передавая их следующему компьютеру. Сервер Рис.5. Топология Кольцо. Типы кабелей Тип кабеля, выбранного для соединения сетевых компонентов между собой, определяет максимальную скорость передачи данных в сети и возможную удаленность компьютеров друг от друга.

Это связано с частотными свойствами процессов распространения сигналов. Основными и наиболее распространенными являются следующие типы кабелей - Коаксиальный coaxial, подразделяющийся на толстый и тонкий - Витая пара twisted pair, имеющая два типа неэкранированная 10 Base-T и экранированная оптоволоконный fiber optic. Толстый кабель обеспечивает передачу сигналов на большие расстояния, чем тонкий, -до 500 метров, и часто используется в качестве основного магистрального кабеля backbone. Для подключения к толстому коаксиальному кабелю применяют специальное устройство - трансивер TRANSmitter reCEIVER - передатчик.приемник, устройство, преобразующее поток параллельных данных, который использует шина компьютера, в поток последовательных данных, направляемых по кабелю к другому компьютеру.

Трансивер, используемый для подключения к толстому кабелю, снабжен специальным коннектором, который называют зуб вампира или пронзающий ответвитель. Чтобы подключить трансивер к сетевому адаптеру, нужно подключить кабель трансивера к коннектору AUI- порта сетевой платы.

Этот коннектор известен как DB-15 15-ти контактный. Витая пара дешевле коаксиального кабеля и менее надежна. Использование неэкранированной витой пары позволяет реализовать длину сегментов соединения до 100 метров. Для подключения витой пары используются восьмиконтактные коннекторы RG-45. Оптоволоконный кабель имеет высокую стоимость и обладает рядом преимуществ слабое затухание сигнала, практическая невозможность вскрытия оптоволокна с целью перехвата данных.

Такой кабель передает данные только в одном направлении и поэтому состоит из двух волокон с отдельными коннекторами. Использование оптоволоконного кабеля теоретически может позволить осуществлять передачу данных со скоростью 20 Мб сек. Платы сетевого адаптера Платы сетевого адаптера принимают параллельные данные с шины компьютера и преобразуют их в последовательный битовый код, используемый при передаче по кабелю.

Плата сетевого адаптера должна указать свое местонахождение или сетевой адрес, чтобы ее можно было отличить от остальных плат. Сетевые адреса определены комитетом IEEE, закрепившим за каждым производителем таких плат некоторые интервалы адресов. Эти адреса зашиты в микросхемы. Благодаря этому каждая плата и каждый компьютер имеют уникальный адрес в сети. Плата сетевого адаптера запрашивает у компьютера данные из памяти по шине, и если они поступают быстрее, чем может передать плата, то данные временно помещаются в буфер.

Перед передачей данных передающая плата проводит диалог с принимающей платой, осуществляя согласование информации о следующих параметрах передачи - максимальном размере блока передаваемых данных - объеме данных, передаваемых без подтверждения о получении - интервалах между передачами блоков данных - интервале, в течение которого необходимо послать подтверждение - объеме данных, которые может принять каждая плата без возникновения ситуации переполнения - скорости передачи данных. 2.3. Глобальная сеть Internet Наиболее распространенные сетевые протоколы Определение.

Протоколы являются набором правил и процедур, предназначенных для установления связей в сети. Набор протоколов сети Internet, TCP IP Transmit Control Protocol Internet Protocol является промышленным стандартом протоколов, обеспечивающих связь компьютеров разных типов.

Основные протоколы передачи данных высокого уровня WWW World Wide Web - важнейший ресурс Internet, обеспечивающий гипертекстовое представление информации и гипертекстовые ссылки для единого представления и доступа во всемирной глобальной сети. Gopher - усовершенствованная система передачи файлов. Позволяет, используя систему меню, просматривать списки ресурсов, пересылать нужный материал, просматривать данные. Компьютеры, использующие Gopher, можно представить соединенными в единую информационно-поисковую систему GopherSpace. WAIS - индексная поисковая система глобального информационного сервера.

SNMP Simple Network Management Protocol - протокол сети Internet для мониторинга сети и сетевых компонентов. FTP File Transfer Protocol - протокол сети Internet для передачи файлов. Поддерживает процесс передачи файлов между локальным и удаленным компьютером. Имеет ряд команд, которые реализуют двунаправленную передачу двоичных и ASCII-файлов между компьютерами.

Telnet - протокол сети Internet для регистрации на удаленных хостах и обработки данных на них. SMTP Simple Mail Transfer Protocol - протокол сети Internet для обмена электронной почтой. TCP Transmission Control Protocol - TCP IP - протокол для гарантированной доставки данных, разбитых на последовательность фрагментов. IP Internet Protocol - протокол сетевого уровня из набора протоколов Internet, обеспечивающий правильную передачу пакетов. IP является базовым элементом технологии Internet.

Его центральная часть - таблица маршрутов. Этот протокол использует таблицу маршрутов при принятии всех решений о маршрутизации IP-пакетов. OSPF Open Shortest Path First - алгоритм маршрутизации, использующий состояние каналов, в его основе лежит алгоритм Дейкстры. OSPF вычисляет маршруты, учитывая количество маршрутизаторов, через которые пакет пройдет на пути к получателю, пропускную способность линии, трафик и стоимость. Набор протоколов IPX SPX и NWlink Internetwork Packet Exchange Sequenced Packet Exchange - стэк протоколов, используемых в сетях Novell.

Это относительно небольшой и быстрый протокол, поддерживающий маршрутизацию. NWlink - реализация IPX SPX фирмой Microsoft для использования в качестве транспортного маршрутизируемого протокола. Концепция сокетов Сетевой сокет network socket во многом напоминает электрическую розетку. В сети имеется множество сокетов, причем каждый из них выполняет стандартные функции.

Все, что поддерживает стандартный протокол, можно подключить к сокету и использовать для коммуникаций. Для электрической розетки не имеет значения, что именно вы подключаете - лампу или тостер, поскольку оба прибора рассчитаны на напряжение 220 Вольт и частоту 50 Герц. Несмотря на то, что электричество свободно распространяется по сети, все розетки в доме имеют определенное место. Подобным образом работают и сетевые сокеты, за исключением того, что электроны и почтовые адреса заменены на пакеты TCP IP и IP-адреса.

Internet Protocol IP является низкоуровневым протоколом маршрутизации, который разбивает данные на небольшие пакеты и рассылает их по различным сетевым адресам, что не гарантирует доставку вышеупомянутого пакета адресату. Transmission Control Protocol TCP является протоколом более высокого уровня, собирающим пакеты в одну строку, сортирующим и перетранслирующим их по мере необходимости, поддерживая надежную рассылку данных. Третий протокол, UNIX Domain Protocol UDP , используется вместе с TCP и может применяться для быстрой, но ненадежной передачи пакетов. Клиент сервер Под термином сервер подразумевается любой объект с общедоступными ресурсами.

Клиентом называется любой другой объект, желающий получить доступ к определенному серверу. Взаимодействие между клиентом и сервером во многом подобно взаимодействию лампы и розетки. Электрическая сеть является сервером, а лампа является клиентом напряжения. Сервер постоянно предлагает свои услуги, в то время как клиент волен в любое время отключиться от обслуживания.

В сокетах Berkley понятие сокета позволяет одному компьютеру обслуживать несколько различных клиентов одновременно, а также одновременно обрабатывать информацию различных типов. Это стало возможным после введения понятия порта, который является нумерованным сокетом на определенном компьютере. Серверу разрешено обслуживать несколько клиентов, подсоединенных к одному порту, но не одновременно. Для управления соединением нескольких клиентов процесс сервера должен быть многопоточным или иметь другие средства мультиплексирования одновременных операций ввода-вывода.

Зарезервированные сокеты После физического подключения выбирается протокол высокого уровня, который зависит от используемого порта. Согласно спецификации протокола TCP IP, первые 1024 порта резервируются для определенных задач. Порт номер 21 предназначен для протокола FTP, 23 - для Telnet, 25 - для электронной почты, 79 - для протокола finger, 80 - для HTTP, и т.д. Каждый протокол определяет, каким образом клиент должен взаимодействовать с портом.

Например, протокол HTTP используется Web-броузерами и серверами для передачи гипертекстовых страниц и изображений. Работает он следующим образом. Когда клиент запрашивает файл от сервера HTTP это действие известно под названием попадание - hit, он просто записывает имя файла в специальном формате в определенный порт и получает обратно содержимое файла. Сервер также возвращает код состояния, сообщающий клиенту о возможности удовлетворения запроса, и причину отказа Вот пример запроса клиентом файла index.html, в ответ на который сервер передает содержимое файла.

СЕРВЕР КЛИЕНТ Опрашивает порт 80 Подключается к порту 80 Определяет подключение Записывает GET index.html к серверу HTTP 1.0 n n Считывает до второго символа новой строки n Определяет команду GET как известную команду и протокол HTTP 1.0. Считывает файл index.html Записывает HTTP 1.0 200 OK n n 200 означает дальше идет содержимое файла Копирует содержимое файла в сокет Считывает файл и выводит его Отключается Отключается Транслирующие серверы Транслирующие серверы proxy servers передают часть протокола клиента другому серверу.

Это необходимо в случаях, когда клиенты имеют определенные ограничения при подключении к серверу. Таким образом, клиент может быть подключен к другому серверу, не имеющему подобных ограничений, а тот, в свою очередь, будет осуществлять все операции клиента. Транслирующий сервер имеет возможность фильтровать определенные запросы или накапливать кэшировать результаты этих запросов для дальнейшего использования.

Транслирующий HTTP сервер, поддерживающий кэширование, в состоянии уменьшить количество запросов связи локальных сетей с Internet. Если популярная web-страница затребована сотнями пользователей, транслирующий сервер может, считав ее содержимое с web-сервера только один раз, сохранить ее в буфере и обеспечить более быстрый доступ к ней клиентов. Адресация Internet Каждый компьютер в Internet имеет адрес.

Им является число, однозначно определяющее компьютер в сети. На IP-адрес отводится 32 бита и мы часто представляем подобные адреса в виде последовательности чисел в интервале от 0 до 255, разделенных точками. Это облегчает их запоминание, поскольку адреса присваиваются отнюдь не беспорядочно - прослеживается определенная иерархия. Служба доменных имен DNS Internet не была бы столь дружественной сетью, если бы существовала необходимость задавать адреса только числами.

Например, сложно себе представить появление ссылки на адрес http 192.9.9.1 в рекламном объявлении. К счастью, существует служба, обеспечивающая поиск информации в Internet с помощью имен служба доменных имен Domain Name Service - DNS . Точно так же, как четыре числа IP-адреса описывают сетевую иерархию слева направо, имя адреса Internet, называемое именем его домена, описывает положение машины в пространстве имен Internet справа налево. Например, www.starwave.com означает, что адресат находится в домене com зарезервированном для коммерческих сетей США и называется starwave название компании, а www является именем определенного компьютера - в данном случае web-сервера компании starwave. www соответствует крайнему правому числу в эквивалентном IP-адресе. 2.4.