ЛОКАЛЬНЫЕ КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ

Сетевые службы

Для конечного пользователя сеть – это не компьютеры, кабели, концентраторы и даже не информационные потоки. Для него сеть – это, прежде всего, тот набора служб/услуг, с помощью которых он получает возможность просмотреть список имеющихся в сети компьютеров, прочитать удаленный файл, распечатать документ на разделяемом принтере, послать почтовое сообщение и т.д. Такие сетевые службы называются прикладными.

Кроме собственно обмена полезными данными, сетевые службы должны дополнительно решать и специфические задачи: обеспечивать непротиворечивость нескольких копий данных, размещенных на нескольких машинах (служба репликации); организовывать параллельное выполнение задачи на нескольких машинах (служба вызова удаленных процедур); выполнять административные функции (служба администрирования сети) и др. Сетевые службы, решающие служебные задачи, называются системными.

Реализация системных и прикладных служб осуществляется программными средствами. Основные службы (файловая и печати) обычно встроены в сетевую операционную систему, а вспомогательные (баз данных, факса, голоса) службы реализуются системными сетевыми приложениями или утилитами, работающими в тесном контакте с сетевой ОС.

Топологии физических и логических связей в сетях

Сети различаются по многим признакам:

по скорости передачи;

по типу используемого кабеля;

по физическому расположению кабеля;

по формату пакетов (кадров).

Для классификации сетей широко используют два термина: архитектура и топология. Архитектура сети описывает конкретный стандарт сети, например, Ethernet, Token Ring, которые могут иметь подтипы, например Ethernet 10Base-2. Топология сети определяет физическое расположение кабеля сети или логическую связь информационных потоков в сети.

Топология сети – это способ организации физических/логических связей в сети, представленная в виде графа.

Таким образом, различают физическую топологию, определяющую правила физических соединений узлов (прокладку реальных кабелей), и логическую топологию, определяющую направление потоков данных между узлами сети. Конфигурация физических связей определяется электрическими соединениями компьютеров между собой и может отличаться от конфигурации логических связей между узлами сети. Логическая и физическая топологии сети относительно независимы друг от друга.

а) топология звезды

б) кольцевая топология

в) шинная топология

г) ячеистая топология

Рис.7. Типы физических топологий сети.

Существуют четыре основные физические топологии сетей: шина, кольцо, звезда и ячеистая. Иногда эти топологии комбинируются для получения гибридной топологии (рис.7).

Шинная топология – самая простая и наиболее часто использовавшаяся в начале развития сетей. Основной недостаток шинной топологии состоит в том, что обрыв кабеля в каком-либо месте приводит к выходу из строя всей сети.

В кольцевой топологии узлы сети соединяются друг с другом по кольцу.

В топологии звезды каждый узел соединен с центром – соединительным модулем или концентратором, который действует как центральный узел связи всей сети.

Ячеистая топология – это наиболее отказоустойчивая топология. Каждый узел сети напрямую соединяется с остальными. Основное преимущество такой сети состоит в том, что она продолжает работать при отказе любого узла и обрыве любого кабеля (при обрыве кабеля данные могут быть перенаправлены по другому пути). Частным случаем ячеистой топологии является полносвязная топология, в которой каждый узел связан независимы линиями со всеми другими узлами сети. Этот вариант топологии является громоздким и неэффективным.

Гибридная/смешанная топология – это комбинация нескольких различных топологий. Гибридная топология наиболее популярна в глобальных сетях и сетях предприятий, в которых часто имеется основное/"становое" кольцо, к которому посредством маршрутизаторов подключаются остальные сети в форме звезды.

Во всех физических топологиях (за исключением полносвязной) возникает проблема совместного использования линий связи несколькими узлами сети.

В логической шине информация, передаваемая одним узлом, одновременно доступна всем узлам, подключенным к одному сегменту. Логическая шина реализуется на физической топологии шины (Ethernet на коаксиальном кабеле), звезды (Ethernet на витой паре) др.

В логическом кольце информация передается последовательно от узла к узлу по кольцу и реализуется на физической топологии шины (Arcnet), кольца или звезды (Token Ring).

Аналогично определяются другие логические топологии.

Эволюция компьютерных сетей Концепция компьютерных сетей является логическим результатом развития компьютерных технологий.

Разделение жестких дисков Первоначально локальные сети в значительной степени предназначались для разделения дискового пространства. Тогда, на заре развития ПК, жесткие диски стоили очень дорого – часто в несколько раз дороже, чем сам ПК. Поэтому имело смысл подключить к одному жесткому диску несколько компьютеров, т.к. при этом стоимость жесткого диска разделялась между несколькими пользователями.

Аппаратные и программные компоненты сети Понятие сети Компьютерной сетью называется совокупность узлов (компьютеров, терминалов, периферийных устройств), имеющих возможность информационного взаимодействия друг с другом через каналы передачи данных. Размеры сетей варьируются в очень широких пределах – от двух соединенных между собой компьютеров, размещенных на соседних столах, до миллионов компьютеров, разбросанных по всему миру.

Коммуникационное оборудование Оборудование компьютерных сетей подразделяется на конечные системы, являющиеся источниками и потребителями информации, и промежуточные системы, обеспечивающие прохождение информации по сети.

Семиуровневая модель OSI Многоуровневый подход Организация взаимодействия между устройствами в сети является сложной задачей. Как известно, для решения сложных задач используется универсальный прием – декомпозиция, т.е. разбиение сложной задачи на несколько более простых подзадач/модулей.

Базовые сетевые понятия Определив функции уровней модели OSI, можно уточнить рассмотренные выше основные понятия, используемые в компьютерных сетях

Методы и протоколы передачи данных

Методы обнаружения и коррекции ошибок в сетях Канальный уровень модели OSI должен обнаруживать ошибки передачи данных, связанные с искажением бит в принятом кадре данных или с потерей кадра, и по возможности их корректировать.

Конфигурация локальных сетей