История искусства Энергетика Локальные компьютерные сети Начертательная геометрия и инженерная графика Курс физики Задачи примеры решения Математика лекции и примеры решения задач Электротехника расчет цепей Информатика
Приложения локальных сетей и их лицензирование Выбор аппаратных средств архивирования

Ethernet-кабель также является коаксиальным кабелем с волновым сопротивлением 50 Ом. Его называют еще толстый Ethernet (thick) или желтый кабель (yellow cable). Он использует 15-контактное стандартное включение. Вследствие помехозащищенности является дорогой альтернативой обычным коаксиальным кабелям. 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.

Канальный уровень

 Протоколы, работающие на канальном уровне, должны обеспечивать (по возможности) безошибочную передачу по месту назначения наборов данных (протоколов), передаваемых по физическому носителю. Поскольку носителей, совершенно исключающих ошибки, не существует, в протоколах канального уровня предусмотрен механизм контроля ошибок и повторной передачи искаженных пакетов. Например, в сетях Ethernet, предусмотрен выход из ситуации одновременной отправки двух пакетов (предполагается, что ни один из них не попадет к адресату) и механизм разрешения этого конфликта.

На канальном уровне необработанный битовый поток, проходящий по физическому носителю, перехватывается (trapped) и собирается в кадр (framed) для отправки. Формирование кадра (framing) означает упаковку данных в небольшие сегменты, называемые пакетами или кадрами (фреймами). Помимо данных, в каждом пакете содержится адресная информация и, иногда, запись о количестве данных в пакете. Таким образом, сеть может узнать об утрате части данных Содержимое и структура фреймов зависит от типа сети. Поэтому, если в сети используется два протокола канального уровня (например, Ethernet и Token Ring), то для того, чтобы они могли взаимодействовать между собой, следует использовать устройство, называемое мостом.

Поскольку на канальном уровне сети биты передаются в порядке их поступления в канал, этот же уровень отвечает за их поступление в надлежащем порядке по месту назначения. По существу, протоколы канального уровня и предоставляют (организуют) надежные каналы связи между процессами сетевого уровня.

Модифицированная частотная модуляция (MFM) Основной целью разработчиков метода MFM было сокращение количества зон смены знака для записи того же объема данных по сравнению с FM-кодированием и, соответственно, увеличение потенциальной емкости носителя.

Сетевой уровень

Протоколы сетевого уровня отвечают за определение наилучшего пути маршрутизации данных между компьютерами. На этом уровне определяются логические сетевые адреса, такие как IPадреса (имеется в виду часть протокола TCP/IP, относящаяся к сетевому уровню), использующиеся протоколами высших уровней. Поскольку маршрутизация выполняется на сетевом уровне, оптимальный путь доставки информации из одного сегмента сети в другой определяют устройства, называемые маршрутизато рами, обеспечивающие работу сети на данном уровне. Протоколы сетевого уровня не отвечают за доставку данных по конечному адресу, а только находят наилучший путь.

На транспортном уровне (который рассматривается ниже) не имеет значения тип физического носителя сети и число протоколов канального уровня, определяющих размер и содержимое пакетов. К нему относится только маршрутизация пакетов между логически заданными адресами. Кстати сказать, на сетевом уровне можно пакетировать данные в собст венных устройствах (units). Это облегчает маршрутизацию, поскольку используются адреса низших уровней, неизвестные протоколам. На тран спортном уровне эти адреса используются для гарантии доставки данных по логическому адресу, заданному в пакетах сетевого уровня.

Транспортный уровень

Протоколы транспортного уровня, такие как SPX или TCP, отвечают за доставку данных по логическим адресам, определяемым протоколами сетевого уровня. Эти протоколы анализируют и разделяют (subdivide) пакеты данных, отсылаемые им, упаковывают в пакеты меньшего размера и вновь собирают по достижении места назначения.

Протоколы транспортного уровня работают несколько медленнее протоколов сетевого уровня, поскольку в них содержится больший объем информации, необходимый для коррекции ошибок. Эта информация включается в состав пакетов на тот случай, если чтолибо пойдет не так, как надо. Это — последний уровень модели OSI, который поддерживает ся большинством сетей.

Сеансовый уровень

Основное назначение сеансового уровня — поддержка двух следующих уровней: представления данных и прикладного. На данном уровне, путем передачи сообщений, определяется метод установления связи между двумя удаленными системами, называемый удаленным вызовом процедур (RPC — remote procedure call). Для выполнения этой задачи на сеансовом уровне имеются две функции: управление диалогом (dialogue control) и разделение данных (data separation). Функция управления диалогом предос тавляет регламентированные средства начала переговоров, передачи со общения между удаленными системами, а затем по завершении сеанса — прерывания соединения. Процесс разделения данных предусматривает вставку в сообщение указателей, которые позволяют каждой рабочей стан ции сообщать о начале и конце сообщения. Обе функции для сеанса оди наково важны, поскольку гарантируют получение сообщения обеими ма шинами, причем в полном объеме, а также отсутствие в нем посторонней информации. Точное содержание сообщения на этом уровне не контроли руется. Службы сеансового уровня предоставляет NetBIOS.

Уровень представления данных

Протоколы уровня представления данных выполняют функцию пред ставления информации в виде понятном получателю. На этом уровне выполняется сжатие/восстановление, а также шифрование/дешифрование данных. Слово "представление" относится не к внешнему виду интерфейса данного уровня, а к методу представления данных.

Прикладной уровень

Наконец, прикладной уровень отвечает за передачу информации от интерфейса приложения к любому сетевому ресурсу, которому она необхо дима. Протоколы, работающие на этом уровне, значительно различаются по размеру и сложности. Некоторые передают огромное количество данных между сервером и клиентом, другие — выполняют небольшое число задач. В хорошо спроектированном стеке протоколов прикладной уровень может охватывать до 90 % данных, передаваемых по сети. Поэтому производи тельность сети в большей или меньшей степени определяется параметрами этого уровня.

Выводы

В этой лекции были приведены начальные сведения о работе сетей. Теперь вы знаете, каким образом сеть может улучшить работу вашего офиса. Кроме того, мы рассмотрели различные виды медных и оптоволоконных кабелей, а также разъемы для соединения кабелей с сетевыми платами разного типа.

На передачу данных по сети неблагоприятное воздействие оказывают помехи. Эту проблему можно решить двумя способами. В электрических кабелях от помех можно защититься экранирующим слоем (либо скручи ванием кабелей, либо экранированием), который защищает кабель от внешних воздействий, либо прокладкой оптоволоконных кабелей. Оптово локонные кабели нечувствительны к электрическим помехам, поскольку для передачи данных используется световые, а не электрические сигналы. Единственный недостаток оптоволоконных кабелей — намного большая стоимость, по сравнению с электрическими.

Сетевые кабели подключаются к сетевым платам специальными разъемами (соединители, коннекторы). Для кабеля каждого типа используется особый разъем, соответствующий порту на сетевой плате. Наличие разъема и порта позволяет создать интерфейс между компьютером и сетью. В сетях некоторых типов необходимо использовать не только разъемы, но и терминаторы — устройства, позволяющие согласовать сегменты сети.

Сеть можно описать семиуровневой моделью OSI, определяющей различные протоколы, используемые при организации сети. И хотя многие, широко применяемые, протоколы работают на нескольких различных уровнях модели OSI, эта модель весьма удобна для понимания взаимо действия различных частей сети.

Упражнение 

Заполните приведенную ниже таблицу недостающей информацией.

 

Тип

кабеля

Предельная

скорость

передачи

данных

Максимально

допустимая

длина рабо

чего участка

Средства

подавления

помех

Разъем

Коаксиальный

750м

BNC

 

100 Мбит/с

90м

Скручивание пар

проводников

Экранированная

витая пара

100 Мбит/с

Скручивание пар в

сочетании с метал

лическим экраном

 

155 Мбит/с

Специальные средства не используются

ST или

SMA

Управление станциями в сети происходит с помощью передачи специального кадра Token - маркера (рисунок 2.29). Станция, которая приняла маркер, получает право на передачу и может передавать данные. Для этого станция удаляет маркер из кольца, формирует кадр данных и передаёт его следующей станции. В сети Token Ring все станции принимают и ретранслируют все кадры, проходящие по кольцу. При приёме станция сравнивает поле адреса кадра (DA) с собственным адресом. Если адреса не совпадают, то кадр передаётся далее по кольцу без изменений. Если адреса совпадают, или принят кадр с broadcast-адресом, то содержимое копируется в буфер станции, а по результатам приёма вносятся изменения в поле статуса кадра (FS). Затем кадр передаётся далее по сети и, таким образом, возвращается на станцию-отправитель. Получив кадр, станция-отправитель проверяет поле статуса кадра (FS) (табл. 1), формирует маркер и передаёт его следующей станции. Таким образом, следующая станция получает право на передачу данных.

Метод доступа и кадры для сетей ARCNet

При подключении устройств в ARCNet применяют топологию шина или звезда. Адаптеры ARCNet поддерживают метод доступа Token Bus (маркерная шина) и обеспечивают производительность 2,5 Мбит/с. Этот метод предусматривает следующие правила:

все устройства, подключённые к сети, могут передавать данные, только получив разрешение на передачу (маркер),

в любой момент времени только одна станция в сети обладает таким правом,

кадр, передаваемый одной станцией, одновременно анализируется всеми остальными станциями сети.

Этот метод доступа излагается после рассмотрения кадров ARCNet.

В сетях ARCNet используется асинхронный метод передачи данных (в сетях Ethernet и Token Ring применяется синхронный метод). Т. е. передача каждого байта в ARCNet выполняется посылкой ISU (Information Symbol Unit - единица передачи информации), состоящей из трёх служебных старт/стоповых битов и восьми битов данных.

В ARCNet определены 5 типов кадров (рис. 3):

Кадр ITT (Invitations To Transmit) - приглашение к передаче. Станция, принявшая этот кадр, получает право на передачу данных.

Кадр FBE (Free Buffer Enquiries) - запрос о готовности к приёму данных. С помощью этого кадра проверяется готовность узла к приёму данных.

Кадр DATA - с помощью этого кадра передаётся пакет данных.

Кадр ACK (ACKnowledgments) - подтверждение приёма. Подтверждение готовности к приёму данных (ответ на FBE) или подтверждение приёма кадра DATA без шибок (ответ на DATA).

Кадр NAK (Negative ACKnowledgments) - Узел не готов к приёму данных (ответ на FBE) или принят кадр с ошибкой (ответ на DATA).

При тестировании пропускной способности сети на прикладном уровне легче всего измерять как раз пропускную способность по пользовательским данным. Для этого достаточно измерить время передачи файла определенного размера между сервером и клиентом и разделить размер файла на полученное время. Для измерения общей пропускной способности необходимы специальные инструменты измерения - анализаторы протоколов или SNMP или RMON агенты, встроенные в операционные системы, сетевые адаптеры или коммуникационное оборудование.
Обзор сетевых операционных систем