Архитектура и стандарты локальных сетей ЭВМ
Под архитектурой сети ЭВМ понимается совокупность сетевых аппаратных и программных решений, методов доступа к сетевым ресурсам и используемых протоколов.
Архитектура локальных сетей ЭВМ базируется на принципе многоуровневого управления процессами, реализуемого иерархической совокупностью протоколов и интерфейсов, и практически полностью соответствует семиуровневой архитектуре эталонной модели взаимодействия открытых систем (модели
OSI). Основное отличие архитектур заключается в реализации физического и канального уровней. Эти уровни в наибольшей степени отражают специфику локальных сетей. Физический уровень определяет тип используемого кабеля, электрических разъемов, форму и способ кодирования дискретных сигналов. Канальный уровень обеспечивает передачу информационных кадров (пакетов) между абонентскими системами, входящими в состав одной сети.
В архитектуре локальных сетей канальный уровень делится на два подуровня:
• управления логическим каналом передачи данных (Logical Link Control, LLC);
• управления доступом к среде (Media Access Control, MAC).
Подуровень МАС управляет доступом к разделяемому моноканалу. Он преобразует разделяемый физический моноканал в виртуальные каналы типа «точка-точка» между парами абонентских систем.
В современных локальных сетях получили распространение несколько протоколов MAC-уровня, реализующих различные алгоритмы доступа к разделяемой среде. Эти протоколы полностью определяют специфику таких сетевых технологий как Ethernet, Token Ring, FDDI, 100VG-AnyLAN.
Подуровень LLC обеспечивает достоверную передачу информационных кадров между абонентскими системами, а также реализует функции интерфейса с прилегающим к нему сетевым уровнем. Для подуровня LLC также существует несколько вариантов протоколов, отличающихся наличием или отсутствием на этом подуровне процедур восстановления кадров в случае их потери или искажения, то есть отличающихся качеством транспортных услуг этого уровня.
Протоколы подуровней MAC и LLC взаимно независимы - каждый протокол MAC-уровня может применяться с любым типом протокола LLC-уровня и наоборот.
Технические средства и оборудование локальных сетей ЭВМ
Технические средства и оборудование локальных сетей ЭВМ можно разделить на три функциональные группы:
• сетевое оконечное оборудование;
• коммуникационное оборудование;
• структурированные кабельные системы.
Оконечное оборудование
Абонентские системы локальных сетей ЭВМ представляют собой сетевое оконечное оборудование.
Под оконечным оборудованием понимаются все устройства, являющиеся источниками или приемниками информации, передаваемой по сети.
Наиболее типичными представителями оконечного оборудования являются сетевые компьютеры (рабочие станции), серверы и периферийные устройства, совместно используемые всеми абонентами сети.
Компьютеры, подключенные к локальной сети, называются сетевыми рабочими станциями и являются самым универсальным сетевым оборудованием. Прикладное использование компьютеров в сети определяется их программным обеспечением (ПО) и установленными дополнительными техническими средствами. Установка мультимедийного оборудования позволяет использовать сетевые компьютеры не только для локальной или распределенной обработки данных, но и в качестве IP-телефонов, видеотелефонов, терминалов видеоконференцсвязи, видео- и звуковоспроизводящей или записывающей цифровой аппаратуры. Сетевой интерфейс обеспечивается сетевыми адаптерами (сетевыми картами) и программными средствами операционной системы. Для дальних коммуникаций могут использоваться, внутренние или внешние модемы.
Сетевые адаптеры (СА) могут входить в состав системной платы рабочей станции (интегрированные СА) или подключаться к ней через слоты (разъемы) расширения. СА обеспечивают формирование информационных кадров (пакетов), передачу и прием информационных кадров из сети, буферизацию данных для согласования скорости их приема и передачи, кодирование и декодирование данных, проверку правильности передачи данных, установление соединения с требуемой абонентской системой и т.п.
Серверы сети - это аппаратно - программные системы, выполняющие функции управления распределением сетевых ресурсов общего доступа. Серверы могут использоваться и в качестве сетевых рабочих станций. Аппаратная часть сервера обычно представляет собой мощный универсальный или специализированный компьютер. В составе локальных сетей может быть одновременно несколько различных серверов (файл - сервер, сервер приложений, принт - сервер и т.д.).
Для подключения серверов к сети обычно используются полнодуплексные высокопроизводительные сетевые адаптеры для высокоскоростных шин.
Серверы могут иметь возможность «горячей» замены (hot swap) дисковых накопителей, резервирование питания, блокировку несанкционированного доступа, средства мониторинга состояния (включая возможность сообщения о критических событиях на пейджер администратора). Серверы, как правило, должны иметь высокопроизводительную дисковую подсистему, в качестве интерфейса которой используют шину SCSI.
Терминалы - это устройства удаленного ввода-вывода информации. Используются в клиент-серверных системах в качестве рабочих мест пользователей, а также в качестве консоли для управления сетевым оборудованием.
Разделяемые (сетевые) принтеры обеспечивают печать заданий от множества пользователей локальной сети. В общем случае для этого требуется принт-сервер - средство выборки заданий из очереди (очередей) и собственно принтер, логически подключенный к принт-серверу. В роли принт-сервера может выступать сетевая рабочая станция (рис.14.2а) или отдельное устройство (микроконтроллер), непосредственно встраиваемое в сетевой принтер. Принт- сервер всегда снабжается сетевым интерфейсом, поэтому сетевой принтер территориально может располагаться в любом месте помещения, где есть розетка кабельной сети.
