Методические указания к выполнению практических работ По дисциплине: Основы телекоммуникаций в рамках основной образовательной программы по специальности СПО 11.02.10 Радиосвязь, радиовещание и телевидение (стр. 14 )

Однако концентраторы не решают проблему увеличения полосы пропускания сети - с ростом количества компьютеров в сети увеличивается и количество пакетов информации, что ведет к росту коллизий (наложений пакетов один на другой) и соответственно к замедлению работы в сети в целом.

Коллизия - ситуация, когда две рабочие станции пытаются одновременно использовать передающую среду (кабель). Электрические сигналы накладываются друг на друга, и оба сообщения теряются. Поэтому оба участника коллизии вынуждены передать сообщения заново. В большинстве систем предусмотрена встроенная задержка повторной передачи, обеспечивающая отсутствие повторения коллизии.

Рисунок 10.2 – Топология локальной сети

Комбинированные топологии

В настоящее время часто используются топологии, которые комбинируют компоновку сети по принципу шины, звезды и кольца.

Звезда-шина (star-bus) – это комбинация топологий «шина» и «звезда». Чаще всего это выглядит так: несколько сетей с топологией «звезда» объединяются при помощи магистральной линейной шины (рис. 10.3).

Рисунок 10.3 – Топология локальной сети «шина-звезда»

В этом случае выход из строя одного компьютера не оказывает никакого влияния на сеть – остальные компьютеры по-прежнему взаимодействуют друг с другом. А выход из строя концентратора повлечет за собой остановку подключенных к нему компьютеров и концентраторов.

Звезда-кольцо (star-ring) кажется несколько похожей на звезду-шину. И в той, и в другой топологии компьютеры подключены к концентратору, который фактически и формирует кольцо или шину. Отличие в том, что концентраторы в звезде-шине соединены магистральной линейной шиной, а в звезде-кольце на основе главного концентратора они образуют звезду (рис. 10.4).

Рисунок 10.4 – Топология локальной сети «звезда-кольцо»

Одноранговые сети являются наиболее простыми и предназначены для небольших рабочих групп. С их помощью пользователи нескольких компьютеров могут использовать общие диски, принтеры и другие устройства, передавать друг другу сообщения и выполнять другие коллективные операции.

В одноранговой сети все компьютеры равноправны. Каждый компьютер функционирует и как клиент, и как сервер. Все пользователи самостоятельно решают, какие данные сделать общедоступными по сети.

Одноранговые сети называют также рабочими группами. Рабочая группа – небольшой коллектив, поэтому в одноранговых сетях бывает обычно не более 10 компьютеров.

Компьютеры одноранговой сети являются компьютерами одинакового типа и работают под управлением одной операционной системы. Иногда одноранговую сеть называют сетью равноправных компьютеров. В этом случае любой компьютер ЛВС может выполнять одновременно функции сервера, т. е. предоставлять ресурсы совместного доступа и функции клиента ЛВС - получать доступ к ресурсам других компьютеров ЛВС. Таким образом, функции управления сетью передаются от одной станции к другой.

Одноранговые сети обычно дешевле сетей на основе сервера, но требуют более мощных компьютеров.

Чтобы установить одноранговую сеть не требуется дополнительного программного обеспечения. Например, в Windows NT, Windows 95, 98, 2000 встроена поддержка одноранговой сети.

Основные характеристики одноранговых сетей:

1. Администрирование. Системный администратор, как правило, не выделяется, и каждый пользователь сам администрирует свой компьютер.

2. Наличие разделяемых ресурсов.

3. Требования к серверу. В одноранговой сети каждый пользователь должен большую часть своих вычислительных ресурсов предоставлять локальному пользователю и подключать дополнительные вычислительные ресурсы для поддержки доступа к ресурсам удалённого пользователя (обращающегося к серверу по сети).

4. Уровень защиты. Централизованно управлять защитой в одноранговой сети очень сложно, т. к. каждый пользователь устанавливает её сам, и ресурсы могут находиться на разных компьютерах.

5. Подготовка пользователя. Поскольку в одноранговой сети каждый компьютер функционирует и как клиент, и как сервер, пользователи должны обладать достаточно высоким уровнем подготовки.

Целесообразность применения:

количество пользователей не превышает 10 человек; пользователи расположены компактно; вопросы защиты данных не критичны; в обозримом будущем не ожидается значительного расширения сети.

В многоранговых ЛВС [1] для хранения разделяемых данных и программ, использования ресурсов совместного доступа используются выделенные компьютеры - серверы.

Сервер - некоторое обслуживающее устройство, которое в ЛВС выполняет роль управляющего центра и концентратора данных. Под сервером понимаетсякомбинация аппаратных и программных средств, которая служит для управления сетевыми ресурсами общего доступа.

Выделенный сервер – сервер, который функционирует только как сервер (исключая функции клиента или рабочей станции).

Для управления сетью, обеспечения необходимой производительности дисков, надежности системы и защиты информации от несанкционированного доступа на серверах многоранговых сетей применяют специальное системное ПО - сетевая операционная система (Novel NetWare, Windows NT Server, Unix и др.). Преимущества сетей на основе сервера:

1. Администрирование и управление доступом к данным осуществляется централизованно.

2. Разделяемые ресурсы, как правило, также расположены централизованно, что облегчает их поиск и поддержку.

3. Требования к серверу высокие, так как он во многом определяет эффективность работы сети.

4. Защита. Проблемами безопасности занимается один администратор. Он формирует политику безопасности и применяет её в отношении каждого пользователя сети.

5. Подготовка пользователей не критична (при хорошем администрировании).

Кроме этого при использовании сетей на основе сервера легче организовывать резервное копирование данных. Поскольку информация хранится централизованно, нетрудно обеспечить её резервное копирование. Так как компьютер пользователя не выполняет функций сервера, требования к его характеристикам зависят от потребностей самого пользователя. Сети на основе сервера способны поддерживать тысячи пользователей.

Комбинированные сети

Существуют комбинированные типы сети, совмещающие преимущества обеих типов сетей. В таких сетях могут функционировать оба типа операционных систем (ОС). ОС для сетей на основе сервера, например Microsoft Windows NT Server отвечают за совместное использование основных приложений и данных. На компьютерах-клиентах могут выполняться Windows NT Workstation или Windows 95, 98, 2000, которые будут управлять доступом к ресурсам выделенного сервера и в то же время предоставлять в совместное пользование свои жёсткие диски, а по мере необходимости разрешить доступ к своим данным.

Серверы в локальных сетях

Основой локальной вычислительной сети с центральным управлением является выделенный компьютер, называемый сервером. Сервер ЛВС отвечает за коммуникацию всех других компьютеров сети, а также предоставляет им доступ к ресурсам общего пользования: дисковому пространству, принтерам, межсетевому интерфейсу и т. д. Таким образом, можно выделить две основные функции сервера:

1. управление компонентами ЛВС;

2. организация доступа к ресурсам общего пользования.

В рамках одной ЛВС может использоваться несколько выделенных серверов. По своему функциональному назначению различают несколько типов серверов:

файловый сервер; сервер печати; сервер приложений; сервер базы данных; коммуникационный сервер и т. д.

Файловый сервер - компьютер, который выполняет функции управления ЛВС, отвечает за коммуникационные связи, хранит файлы, разделяемые в ЛВС, и предоставляет доступ к совместно используемому дисковому пространству.

Сервер печати (Принт - серверы) - компьютер, программа или специальное устройство, обеспечивающее доступ станциям сети к центральному разделяемому принтеру. Запросы на печать поступают от каждой рабочей станции к серверу печати, который разделяет их на индивидуальные задания принтеру, создает очередь печати. Задания обычно обрабатываются в порядке их поступления. В функции сервера печати входит также управление принтером.

Коммуникационный сервер (сервер удаленного доступа) позволяет работать с различными протоколами (правилами передачи информации в сети) и позволяет станциям разделять модем или узел связи с большой ЭВМ. Это дает возможность получить информацию, хранящуюся в сети, практически с любого места, где есть телефон, модем и компьютер.

Серверы приложений. На серверах приложений выполняются прикладные части клиент - серверных приложений, а также находятся данные, доступные клиентам. Если в файл-сервере файл или данные целиком копируются на компьютер пользователя, то в сервере приложения на запрашивающий компьютер пересылаются только результаты запроса.

Почтовые серверы управляют передачей электронных сообщений между пользователями сети.

Факс серверы управляют потоком входящих и исходящих факсимильных сообщений через один или несколько факс-модемов.

Один выделенный компьютер в сети может одновременно выполнять функции файл-сервера, сервера печати, приложений и т. д.

Протоколы (protocols) – это набор правил и процедур, регулирующих порядок осуществления некоторой связи. Протоколы – это правила и технические процедуры, позволяющие нескольким компьютерам при объединении в сеть общаться друг с другом.

Передача данных по сети, с технической точки зрения, должна быть разбита на ряд последовательных шагов, каждому из которых соответствуют свои правила и процедуры, или протокол. Таким образом, сохраняется строгая очередность в выполнении определенных действий.

Кроме того, эти действия (шаги) должны быть выполнены в одной и той же последовательности на каждом сетевом компьютере. На компьютере-отправителе действия выполняются в направлении сверху вниз, а на компьютере - получатель снизу вверх.

Компьютер-отправитель в соответствии с протоколом выполняет следующие действия: