рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Сетевые устройства и средства коммуникаций

Сетевые устройства и средства коммуникаций - раздел Связь, Локальные вычислительные сети на базе IBM PC AT совместимых ПЭВМ Сетевые Устройства И Средства Коммуникаций. В Качестве Средств Коммуникации Н...

Сетевые устройства и средства коммуникаций. В качестве средств коммуникации наиболее часто используются витая пара, коаксиальный кабель и оптоволоконные линии.

При выборе типа кабеля учитывают следующие показатели Стоимость монтажа и обслуживания Скорость передачи информации Ограничения на величину расстояния передачи информации без дополнительных усилителей повторителей репитеров Безопасность передачи данных. Главная проблема заключается в одновременном обеспечении этих показателей, например, наивысшая скорость передачи данных ограничена максимально возможным расстоянием передачи данных, при котором еще обеспечивается требуемый уровень защиты данных. Легкая наращиваемость и простота расширения кабельной системы влияют на ее стоимость и безопасность передачи данных.

Витая пара. Наиболее дешевым кабельным соединением является витое двухжильное проводное соединение часто называемое витой парой англ. twisted pair. Она позволяет передавать информацию со скоростью до 10 Мбитс, легко наращивается, однако является помехонезащищенной. Длина кабеля не может превышать 1000 м при скорости передачи 1 Мбитс. Преимуществами являются низкая цена и беспроблемная установка.

Для повышения помехозащищенности информации часто используют экранированную витую пару, т.е. витую пару, помещенную в экранирующую оболочку, подобно экрану коаксиального кабеля. Это увеличивает стоимость витой пары и приближает ее цену к цене коаксиального кабеля. Коаксиальный кабель. Коаксиальный кабель имеет среднюю цену, хорошо помехозащищен и применяется для связи на большие расстояния несколько километров.

Скорость передачи информации от 1 до 10 Мбитс, а в некоторых случаях может достигать 50 Мбитс. Коаксиальный кабель используется для основной и широкополосной передачи информации. Широкополосный коаксиальный кабель. Широкополосный коаксиальный кабель невосприимчив к помехам, легко наращивается, но цена его высокая. Скорость передачи информации равна 500 Мбитс. При передачи информации в базисной полосе частот на расстояние более 1,5 км требуется усилитель, или так называемый репитер англ. repeater повторитель.

Поэтому суммарное расстояние при передаче информации увеличивается до 10 км. Для вычислительных сетей с топологией типа шина или дерево коаксиальный кабель должен иметь на конце согласующий резистор терминатор. Еthernet-кабель. Ethernet-кабель также является коаксиальным кабелем с волновым сопротивлением 50 Ом. Его называют еще толстый Ethernet англ. thick или желтый кабель англ. yellow cable. Он использует 15 контактное стандартное включение. Вследствие помехозащищенности является дорогой альтернативой обычным коаксиальным кабелям. Средняя скорость передачи данных 10 Мбитс. Максимально доступное расстояние без повторителя не превышает 500 м а общее расстояние сети Ethernet около 3000 м. Ethernet-кабель, благодаря своей магистральной топологии, использует в конце лишь один нагрузочный резистор.

Сheapernеt кабель. Более дешевым, чем Ethernet кабель является соединение Cheapernet-кабель RG 58 или, как его часто называют, тонкий англ. thin Ethernet.

Это также 50-омный коаксиальный кабель со скоростью передачи информации в 10 Мбитс. При соединении сегментов Cheapernet кабеля также требуются повторители. Вычислительные сети с Cheapernet кабелем имеют небольшую стоимость и минимальные затраты при наращивании. Соединения сетевых плат производится с помощью широко используемых малогабаритных байонетных разъемов СР 50. Дополнительное экранирование не требуется. Кабель присоединяется к ПК с помощью тройниковых соединителей T connectors.

Расстояние между двумя рабочими станциями без повторителей может составлять максимум 300 м, а минимум 0,5 м, общее расстояние для сети на Cheapernet кабеля около 1000 м. Приемопередатчик Cheapernet расположен на сетевой плате как для гальванической развязки между адаптерами, так и для усиления внешнего сигнала Оптоволоконные линии. Наиболее дорогими являются оптопроводники, называемые также стекловолоконным кабелем. Скорость распространения информации по ним достигает 100 Мбитс, а на экспериментальных образцах оборудования 200 Мбитс. Допустимое удаление более 50 км. Внешнее воздействие помех практически отсутствует.

На данный момент это наиболее дорогостоящее соединение для ЛВС. Применяются там, где возникают электромагнитные поля помех или требуется передача информации на очень большие расстояния без использования повторителей. Они обладают противоподслушивающими свойствами, так как техника ответвлений в оптоволоконных кабелях очень сложна. Оптопроводники объединяются в JIBC с помощью звездообразного соединения.

Показатели трех наиболее типичных средств коммуникаций для передачи данных приведены в таблице 1. Таблица 1 Основные показатели средств коммуникации. ПоказателиСредства коммуникаций для передачи данныхДвух жильная кабель витая параКоаксиальный кабель Оптоволоконный кабельЦенаНевысокаяОтносительно высокаяВысокаяНаращиваниеОчень простое ПроблематичноПростоеЗащита от прослушиванияНезначительнаяХорошаяВысока яПроблемы с заземлениемНетВозможныНетВосприимчивость к помехамСуществуетСуществуетОтсутствует Существует ряд принципов построения ЛВС на основе выше рассмотренных компонентов.

Такие принципы еще называют топологиями. Топологии вычислительных сетей. Топология типа звезда. Концепция топологии сети в виде звезды пришла из области больших ЭВМ, в которой головная машина получает и обрабатывает все данные с периферийных устройств как активный узел обработки данных. Этот принцип применяется в системах передачи данных, например, в электронной почте сети RelCom. Вся информация между двумя периферийными рабочими местами проходит через центральный узел вычислительной сети. Рисунок 1 Структура топологии ЛВС в виде звезды.

Пропускная способность сети определяется вычислительной мощностью узла и гарантируется для каждой рабочей станции. Коллизий столкновений данных не возникает. Кабельное соединение довольно простое, так как каждая рабочая станция связана с узлом. Затраты на прокладку кабелей высокие, особенно когда центральный узел географически расположен не в центре топологии.

При расширении вычислительных сетей не могут быть использованы ранее выполненные кабельные связи к новому рабочему месту необходимо прокладывать отдельный кабель из центра сети. Топология в виде звезды является наиболее быстродействующей из всех топологий вычислительных сетей, поскольку передача данных между рабочими станциями проходит через центральный узел при его хорошей производительности по отдельным линиям, используемым только этими рабочими станциями.

Частота запросов передачи информации от одной станции к другой невысокая по сравнению с достигаемой в других топологиях. Производительность вычислительной сети в первую очередь зависит от мощности центрального файлового сервера. Он может быть узким местом вычислительной сети. В случае выхода из строя центрального узла нарушается работа всей сети. Центральный узел управления файловый сервер реализует оптимальный механизм защиты против несанкционированного доступа к информации.

Вся вычислительная сеть может управляться из ее центра. Кольцевая топология. При кольцевой топологии сети рабочие станции связаны одна с другой по кругу, т.е. рабочая станция 1 с рабочей станцией 2, рабочая станция 3 с рабочей станцией 4 и т.д. Последняя рабочая станция связана с первой. Коммуникационная связь замыкается в кольцо. Рисунок 2 Структура кольцевой топологии ЛВС. Прокладка кабелей от одной рабочей станции до другой может быть довольно сложной и дорогостоящей, особенно если географическое расположение рабочих станций далеко от формы кольца например, в линию.

Сообщения циркулируют регулярно по кругу. Рабочая станция посылает по определенному конечному адресу информацию, предварительно получив из кольца запрос. Пересылка сообщений является очень эффективной, так как большинство сообщений можно отправлять в дорогу по кабельной системе одно за другим. Очень просто можно сделать кольцевой запрос на все станции. Продолжительность передачи информации увеличивается пропорционально количеству рабочих станций, входящих в вычислительную сеть. Основная проблема при кольцевой топологии заключается в том, что каждая рабочая станция должна активно участвовать в пересылке информации, и в случае выхода из строя хотя бы одной из них вся сеть парализуется.

Неисправности в кабельных соединениях локализуются легко. Подключение новой рабочей станции требует кратко срочного выключения сети, так как во время установки кольцо должно быть разомкнуто.

Ограничения на протяженность вычислительной сети не существует, так как оно, в конечном счете, определяется исключительно расстоянием между двумя рабочими станциями. Специальной формой кольцевой топологии является логическая кольцевая сеть. Физически она монтируется как соединение звездных топологий. Отдельные звезды включаются с помощью специальных коммутаторов англ. Hub концентратор, которые по-русски также иногда называют хаб. В зависимости от числа рабочих станций и длины кабеля между рабочими станциями применяют активные или пассивные концентраторы.

Активные концентраторы дополнительно содержат усилитель для подключения от 4 до 16 рабочих станций. Пассивный концентратор является исключительно разветвительным устройством максимум на три рабочие станции. Управление отдельной рабочей станцией в логической кольцевой сети происходит так же, как и в обычной кольцевой сети. Каждой рабочей станции присваивается соответствующий ей адрес, по которому передается управление от старшего к младшему и от самого младшего к самому старшему.

Разрыв соединения происходит только для нижерасположенного ближайшего узла вычислительной сети, так что лишь в редких случаях может нарушаться работа всей сети. Рисунок 3 Структура логической кольцевой цепи ЛВС. Шинная топология. При шинной топологии среда передачи информации представляется в форме коммуникационного пути, доступного дня всех рабочих станций, к которому они все должны быть подключены. Все рабочие станции могут непосредственно вступать в контакт с любой рабочей станцией, имеющейся в сети. Рисунок 4 Структура шинной топологии ЛВС. Рабочие станции в любое время, без прерывания работы всей вычислительной сети, могут быть подключены к ней или отключены.

Функционирование вычислительной сети не зависит от состояния отдельной рабочей станции. В стандартной ситуации для шинной сети Ethernet часто используют тонкий кабель или Cheapernet кабель с тройниковым соединителем. Отключение и особенно подключение к такой сети требуют разрыва шины, что вызывает нарушение циркулирующего потока информации и зависание системы. Новые технологии предлагают пассивные штепсельные коробки, через которые можно отключать иили подключать рабочие станции во время работы вычислительной сети. Благодаря тому, что рабочие станции можно подключать без прерывания сетевых процессов и коммуникационной среды, очень легко прослушивать информацию, т.е. ответвлять информацию из коммуникационной среды.

В ЛВС с прямой не модулируемой передачей информации всегда может существовать только одна станция, передающая информацию.

Для предотвращения коллизий в большинстве случаев применяется временной метод разделения, согласно которому для каждой подключенной рабочей станции в определенные моменты времени предоставляется исключительное право на использование канала передачи данных. Поэтому требования к пропускной способности вычислительной сети при повышенной нагрузке повышаются, например, при вводе новых рабочих станций.

Рабочие станции присоединяются к шине посредством устройств ТАР англ. Terminal Access Point точка подключения терминала. ТАР представляет собой специальный тип подсоединения к коаксиальному кабелю. Зонд игольчатой формы внедряется через наружную оболочку внешнего проводника и слой диэлектрика к внутреннему проводнику и присоединяется к нему. В ЛВС с модулированной широкополосной передачей информации различные рабочие станции получают, по мере надобности, частоту, на которой эти рабочие станции могут отправлять и получать информацию.

Пересылаемые данные модулируются на соответствующих несущих частотах, т.е. между средой передачи информации и рабочими станциями находятся соответственно модемы для модуляции и демодуляции. Техника широкополосных сообщений позволяет одновременно транспортировать в коммуникационной среде довольно большой объем информации. Для дальнейшего развития дискретной транспортировки данных не играет роли, какая первоначальная информация подана в модем аналоговая или цифровая, так как она все равно в дальнейшем будет преобразована.

Основные характеристики трех наиболее типичных типологий вычислительных сетей приведены в таблице 2. Таблица 2 Основные характеристики топологий вычислительных сетей. ХарактеристикиТопологии вычислительных сетейЗвездаКольцоШинаСтоимость расширенияНезначительнаяСредняяСредняяПр исоединение абонентовПассивноеАктивноеПассивноеЗащит а от отказовНезначительнаяНезначительнаяВысок аяРазмеры системыЛюбыеЛюбыеОграниченныЗащищенность от прослушиванияХорошаяХорошаяНезначительна яСтоимость подключения НезначительнаяНезначительнаяВысокаяПовед ение системы при высоких нагрузкахХорошееУдовлетворительноеПлохое Возможность работы в реальном режиме времениОчень хорошаяХорошаяПлохаяРазводка кабеляХорошаяУдовлетворительнаяХорошаяОб служиваниеОчень хорошееСреднееСреднее Древовидная структура ЛВС. Наряду с известными топологиями вычислительных сетей кольцо, звезда и шина, на практике применяется и комбинированная, на пример древовидна структура. Она образуется в основном в виде комбинаций вышеназванных топологий вычислительных сетей.

Основание дерева вычислительной сети корень располагается в точке, в которой собираются коммуникационные линии информации ветви дерева.

Вычислительные сети с древовидной структурой применяются там, где невозможно непосредственное применение базовых сетевых структур в чистом виде. Для подключения большого числа рабочих станций соответственно адаптерным платам применяют сетевые усилители иили коммутаторы.

Коммутатор, обладающий одновременно и функциями усилителя, называют активным концентратором. На практике применяют две их разновидности, обеспечивающие подключение соответственно восьми или шестнадцати линий. Устройство к которому можно присоединить максимум три станции, называют пассивным концентратором. Пассивный концентратор обычно используют как разветвитель. Он не нуждается в усилителе. Предпосылкой для подключения пассивного концентратора является то, что возможное максимальное расстояние до рабочей станции не должно превышать нескольких десятков метров.

Рисунок 5 Древовидная структура ЛВС.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Локальные вычислительные сети на базе IBM PC AT совместимых ПЭВМ

Такие огромные потенциальные возможности, которые несет в себе вычислительная сеть и тот новый потенциальный подъем, который при этом испытывает… Зачастую возникает необходимость в разработке принципиального решения вопроса… Постановка задачи.

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Сетевые устройства и средства коммуникаций

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Постановка задачи
Постановка задачи. На текущем этапе развития объединения компьютеров сложилась ситуация когда 1. В определенном замкнутом пространстве имеется большое количество компьютеров работающих отдел

Анализ методов решения задачи
Анализ методов решения задачи. Для решения данной проблемы предложено создать единую информационную сеть ЕИС предприятия. ЕИС предприятия должна выполнять следующие функции 1. Создание едино

Базовая модель OS
Базовая модель OS. I Open SystemInterconnection. Для того чтобы взаимодействовать, люди используют общий язык. Если они не могут разговаривать друг с другом непосредственно, они применяют соответст

Типы построения сетей по методам передачи информации
Типы построения сетей по методам передачи информации. Локальная сеть Token Ring Этот стандарт разработан фирмой IBM. В качестве передающей среды применяется неэкранированная или экранированная вита

Сетевые операционные системы для локальных сетей
Сетевые операционные системы для локальных сетей. Основное направление развития современных Сетевых Операционных Систем англ. Network Operation System NOS перенос вычислительных операций на

Техническое решение
Техническое решение. Для того чтобы данная работа была полностью завершенной необходимо показать практическое применение вышеизложенного материала. С этой целью разработаем технически

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги