Беспроводные технологии организации каналов связи
• Радиосвязь в ЛВС используется достаточно редко из-за экраниро
ванное™ зданий, ограничений юридического характера и низкой ско
рости передачи информации. Основное достоинство радиоканала — от
сутствие кабеля, за счет чего возможно обслуживать мобильные рабочие
станции.
• 
Передача данных в микроволновом диапазоне использует высокие
частоты и применяется как на коротких, так и на больших расстояниях.
Главное ограничение заключается в том, чтобы передатчик и приемник
были в зоне прямой видимости. Используется в местах, где использова
ние проводных технологий затруднено.
• Инфракрасные технологии функционируют на очень высоких час
тотах, приближающихся к частотам видимого света. Они могут быть ис
пользованы для установления двусторонней или широковещательной
передачи на близких расстояниях. При инфракрасной связи обычно ис
пользуют светодиоды для передачи инфракрасных волн приемнику. Ин
фракрасная передача ограничена малым расстоянием в прямой зоне ви
димости.
| Сетевая операционная система — это комплекс программ, обеспечивающих в сети обработку, хранение и передачу данных. |
9. Сетевая операционная системанаряду с аппаратной частью играет важную роль в организации локальной вычислительной сети.
Сетевая операционная система необходима для управления потоками сообщений между рабочими станциями и сервером. Она является прикладной платформой, предоставляет разнообразные виды сетевых £лужб и поддерживает работу прикладных процессов, реализуемых!® сетях. Сетевая операционная система обеспечивает выполнение основных функций сети. К ним относятся;
• адресация объектов сети;
• функционирование сетевые служб;
• обеспечение безопасности данных;
• управление сетью? "''"**
В сетевой операцирнной системе можно выделить несколько частей, представленных на рис. 6.4.
1. Средства управления локальными ресурсами компьютера: функ
ции распределения оперативной памяти между процессами, планирова
ния и диспетчеризации процессов, управления процессорами, управле
ния периферийными устройствами и другие функции управления ре
сурсами локальных операционных систем.
2. Средства предоставления собственных ресурсов и услуг в общее
пользование — серверная часть операционной системы. Эти средства
обеспечивают, например, блокировку файлов и записей, ведение спра
вочников имен сетевых ресурсов; обработку запросов удаленного досту
па к собственной файловой системе и базе данных; управление очередя
ми запросов удаленных пользователей к своим периферийным устрой
ствам. ' ' ,',,.";■■■".. - ^
3. Средства запроса доступа к удаленным ресурсам и услугам — кли
ентская часть операционной системы. Эта ча,ст,ь выполняет распознава
ние и перенаправление в сеть запросов к удаленным ресурсам от прило
жений и пользователей. Клиентская часть также осуществляет прием от-
| Сетевая операционная | Средства управления локальными ресурсами компьютера |
| система | Обеспечивают выполнение всех процессов на данном ПК |
| Серверная часть операционной системы | Клиентская часть операционной системы | |
| Обеспечивает предоставление собственных ресурсов и услуг в общее пользование | Обеспечивает запросы доступа к удаленным ресурсам и услугам и принимает ответы сервера |
Коммуникационные средства операционной системы
Обеспечивают средства транспортировки сообщений
Рис. 6.4. Структура сетевой операционной системы
ветов от серверов и преобразование их в локальный формат, так что для приложения выполнение локальных и удаленных запросов неразличимо.
4. Коммуникационные средства операционной системы, спомощью которых происходит обмен сообщениями в сета. Эта часть обеспечивает адресацию и буферизацию сообщений, выбор маршрута передачи сообщения по сети, надежность передачи и т. п., т. е. является средством транспортировки сообщений.
| Топологи» сети — схема (архитектура) сети, отображающая физическое расположение узлов и соединений между ними. |
Одной из характеристик ЛВС является топология (или архитектура) сети. Чаще всего в ЛВС используется одна из трех топологий:
• шинная;
• кольцевая;
Звездообразная.
Большинство других топологий являются производными от перечисленных. К ним относятся: древовидная, иерархическая, полносвязная, гибридная. Типология усредняет схему соединений рабочих станций. Так, и эллипс, и замкнутая кривая, и замкнутая линия относятся к кольцевой топологий, а незамкнутая ломаная линий — Ik шинной.
Шинная топология[основана на использовании кабеля, к которому подключены рабочие станции. Кабель шины зачастую прокладывается
в фальшпотолках здания. Для повышения надежности вместе^с основ-1 ным кабелем прокладывают и запасной, на который переключаются; станции в случае неисправности основного (рис. 6.5).
Рис. 6.5. Схема построения шинной топологии ЛВС
Кольцевая топология характеризуется тем, что рабочие станции последовательно соединяются друг с другом, образуя замкнутую линию. Выход одного узла сети соединяется со входом другого (рис. 6.6).
Древовидная топология представляет собой более развитый вариант шинной топологии. Дерево образуют путем соединения нескольких шин, его используют, чтобы соединить сетью несколько этажей в здании или несколько зданий, расположенных на одной территории (рис. 6.8).
Полносвязная топология является наиболее сложной и дорогой. Она
Рис. 6.6. Схема построения кольцевой топологии ЛВС
|
| Центральный узел ;|!л |
|
Звездообразная топология оснрвывается на концепции центрального узла (сервера или пассивного соединителя), к которому подключаются рабочие станции сети (рис. 6.7).
Рис. 6.7. Схема построения звездообразной топологии ЛВС
Рис. 6.8. Схема построения древовидной топологии ЛВС
характеризуется тем, что каждый узел сети связан со всеми другими ра
бочими станциями. Эта топология применяется достаточно редко, в ос
новном там, где требуется высокая надежность и скорость передачи ин
формации (рис. 6.9). ™
На практике чаще встречаются гибридные топологии ЛВС, которые
Рис. 6.9. Схема построения полносвязной топологии ЛВС
приспособлены к,требованиям конкретного заказчика и сочетающие фрагменты шинной, звездообразной или других топологий. Пример гибридной топологии представлен на рис. 6.10.
Одним из важнейших вопросов, решаемых при организации локаль
ной вычислительной сети, является не только выбор топологии сети
и способа соединения персональных компьютеров в единый вычисли
тельный комплекс, но и организация метода доступа к информации
в локальной вычислительной сети. ,
 |
|
| Рис. 6.10. Пример схемы построения гибридной топологии ЛВС |
| Метод доступа к информации в ЛВС — это набор правил, определяющий использование канала передачи данных, соединяющего узлы сети. |
Одним из важнейших вопросов, решаемых при организации локальной вычислительной сети, является не только выбор топологии сети и способа соединения персональных компьютеров в единый вычислительный комплекс, но и организация метода доступа к информации в локальной вычислительной сети.
По способу получения доступа к среде передачи методы доступа можно разделить на два класса — детерминированные и недетерминированные.
| Детерминированный метод, доступа |
Недетерминированный (случайный) v метод доступа
| Среда передачи распределяется между узлами сети с помощью механизма управления, который обеспечивает некоторый интервал времени для передачи данных каждому узлу |
Узел сети пытается получить доступ к среде передачи только в тот момент времени, когда это необходимо. Если, среда занята, то узел повторяет попытки доступа до тех пор, пока очередная попытка не окажется успешной
Наиболее распространенным детерминированным методом доступа
является Метод передачи права, который характеризуется передачей по сети с кольцевой логической топологией служебного сообщения — маркера. Получение узлом сети маркера предоставляет ему право на доступ к среде передачи данных. При наличии нуждающихся в передаче данных выполняется их доставка адресату, после чего маркер передается следующему по очереди устройству. На время прохождения данных маркер в сети отсутствует, остальные станции не имеют возможности передачи, таким образом, появляется возможность избежать коллизии. При отсутствии информации, нуждающейся в отправке, маркер сразу переходит к следующему узлу сети. Для обработки возможных ошибок, в результате которых маркер может быть утерян, существует механизм его регене-
рации. К детерминированным методам доступа относятся методы доступа Arcnet и Token Ring.
Наиболее распространенным недетерминированным методом доступа является множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий, (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection — CSMA/CD). Этот метод основан на контроле несущей в линии передачи данных и устранении конфликтов, возникающих из-за попыток одновременного начала передачи двумя или более станциями, путем повторения попыток захвата линии через случайный отрезок времени. Наиболее распространенным методом недетерминированного доступа является метод доступа Ethernet.
. Методы доступа к среде передачи данных
| Детерминированные |
Недетерминированные
| Метод доступ» Arcnet |
Метод доступа Ethmet
Метол ДоступаTokeh
Рис. 6.11. Методы доступа к среде передачи данных
Метод доступа Arcnet (Attached resource computer Network) был разработана Datapoint Corporation в 1977 году. Используется в основном в ЛВС, имёющёЙ|т|ёнтральный узел (компьютерсиди пассивный соединитель), к которому Через концентратор подключены все ПК сети, при этом организуется логическое кольцо, по которому передается маркер. Устройство, получившее маркер, имеет право напередачу порции данных в канал. Принимает данные то устройство, чей адрес указан в блоке данных. Каждому подключённому устройству присваивается номер. Последовательность обхода маркера определяется номерами устройств.
Метод доступа Token Ring был запатентован в 1981 г. и основан на передаче маркера по физическому кольцу. Рабочая станция, владеющая маркером, имеет правр передать по определенному конечному адресу информацию, приЪтом цередаваемый блок данных добавляется (цепляется) к маркеру. Маркер последовательно передается рт одной станции к другой. Передаваемый блок данных принимает то устройство, которому он адресован. |£рсле принятия данных устройство делает пометку о приеме и отправляет с мщжером дальше по кольцу. Узел сети, который передавал данные, получив пометку о приеме, удаляет блок данных из кольца. Достоинство^ технологии Token Ring является большая устойчивость к высоким нагрузкам на канал, относитёльностабильное время доступа к каналу, йёдостатком — повышенная сложность и стоимость. Развитием технологии Token Ring применительно к оптоволоконному кольцу является технология FDDI.
Метод доступа Ethernet является самым распространенным в .ЛВС.! Свое название он получил от первой ЛВС, разработанной фирмой Xerox! в 1972 году. Впоследствии вокруг проекта Ethernet объединились фирмы | DEC, Intel и Xerox. В 1982 году эта сеть была принята в качестве стандарта.
Метод доступа Ethernet использует магистральный высокоскорост-4 ной моноканал, организованный в виде общей шины. Каждая станция, имеющая данные для передачи, отслеживает состояние канала (прослу-1 шивает канал). Если канал свободен, станция передает блок данных в канал. Если одновременно две станции начали передачу данных, происходит столкновение передач (конфликт, коллизия). В этом случае через случайный интервал времени происходит попытка новой передачи данных каждым из узлов сети. Ethernet может использоваться в сетях с шинной или звездообразной топологией. Во втором случае общая шина реализуется внутри концентратора. Обычная скорость передачи 10 и 100 Мбит/с.