Линии связи в лвс. Характеристики линий связи.

В набор параметров линий связи ЛВС входят:

• полоса пропускания (пропускная способность);

• скорость передачи данных;

• способность к двухточечной, многоточечной и/или широковещательной передаче (то есть допустимые применения),

• максимальная протяженность;

• число подключаемых рабочих станций;

• топологическая гибкость;

• трудоемкость прокладки;

• устойчивость к помехам;

• стоимость.

Пропускная способность выражается числом бит, переданных в секунду.

Скорость передачи измеряется в битах в секунду.

Протяженность. Сигнал в ходе распространения по среде теряет свою мощность из-за рассеивания или излучения. Затухание сигнала определяет максимально допустимую протяженность среды. Для увеличения протяженности среды обычно применяются усилители и повторители, которые восстанавливают уровень мощности сигналов. Чем толще кабель, тем труднее его прокладывать из-за большого радиуса закругления. С другой стороны, более толстый кабель имеет меньшее затухание и допускает большую максимальную длину без усилителей сигналов.

Помехоустойчивость среды определяется отношением мощности сигнала к мощности шума. Помехоустойчивость измеряется в децибелах. Чем больше это отношение, тем помехоустойчивость выше.

Стоимость среды передачи складывается из стоимости собственно ее оборудования, стоимости планирования прокладки и развертывания среды, стоимости ее эксплуатации.

В качестве линий связи могут выступать кабели со скрученными парами проводов (витые пары), коаксиальные кабели, волоконно-оптические кабели, радио, инфракрасные ИК-, СВЧ-каналы.

В большинстве сетей предлагают только 3 основные группы кабелей:

коаксиальный кабель (coaxial cable);

витая пара (twisted pair): неэкранированная (unshielded) и экранированная(shielded);

оптоволоконный кабель (fiber optic).

Условия физического расположения ВС помогают определить наилучшим образом тип кабеля и его топологию. Главная проблема заключается в одновременном обеспечении показателей, например, наивысшая скорость передачи данных ограничена максимально возможным расстоянием передачи данных, при котором еще обеспечивается требуемый уровень защиты данных. Каждый тип кабеля имеет собственные ограничения по максимальной длине: витая пара обеспечивает работу на коротких отрезках, одноканальный коаксиальный кабель - на больших расстояниях, многоканальный коаксиальный и волоконно-оптический кабель на очень больших расстояниях. Скорость передачи данных тоже ограничена возможностями кабеля: самая большая - у волоконно-оптического, затем идут одноканальный коаксиальный, многоканальный кабели и витая пара. Легкая наращиваемость и простота расширения кабельной системы влияют на ее стоимость. Под требуемые характеристики можно подобрать имеющиеся в наличии кабели.

Техническое обеспечение

информационно-вычислительных сетей

Структурно ИВС содержит:

- компьютеры (хост-компьютеры, сетевые компьютеры, рабочие станции, серве­ры), размещенные в узлах сети;

- аппаратуру и каналы передачи данных, с сопутствующими им периферийными устройствами;

- интерфейсные платы и устройства (сетевые платы, модемы);

- маршрутизаторы и коммутационные устройства.

Серверы и рабочие станции

В сетях могут использоваться как однопользовательские мини- и микрокомпьютеры (в том числе и персональные), оснащенные терминальными устройствами для связи с пользователем или выполняющие функции коммутации и маршрутизации сообщений, так и мощные многопользовательские компьютеры (мини-компьютеры, большие компьютеры). Последние выполняют эффективную обработку данных и дистанционно обеспечивают пользователей сети всевозможными информационно-вычислительными ресурсами. В локальных сетях эти функции реализуют серверы и рабочие станции.

Рабочая станция (work station) — подключенный к сети компьютер, через который пользователь получает доступ к ее ресурсам. Часто рабочую станцию (равно как и пользователя сети, и даже прикладную задачу, выполняемую в сети) называют клиентом сети. В качестве рабочих станций могут использоваться как обычные и мощные компьютеры, так и специализированные, называемые «сетевые компьютеры» (NET PC — Network Computer).Рабочая станция сети на базе обычного компьютера функционирует как в сетевом, так и в локальном режимах. Она оснащена собственной операционной системой и обеспечивает пользователя всем необходимым для решения прикладных задач. Рабочие станции иногда специализируются для выполнения графических, инженерных, издательских и других работ. В этом случае они должны строиться на базе мощного компьютера, имеющего два процессора, емкий и быстродействующий винчестер на интерфейсе SCSI, хороший 19—21-дюймовый монитор (а иногда и оснащенные соответствующей графической платой два монитора — например, один для отображения проекта, а второй для отображения меню или сообщений электронной почты).

Рабочие станции на базе сетевых компьютеров могут функционировать, как прави­ло, только в сетевом режиме при наличии в сети сервера приложений. Отличие сетевого компьютера (Network Personal Computer — NET PC) от обычного в том, что он максимально упрощен: классический NET PC не содержит дисковой памяти (часто называют бездисковым ПК). Он имеет упрощенную материнскую плату, основную память, а из внешних устройств имеет только дисплей, клавиатуру, мышь и сетевую карту обязательно с чипом ПЗУ BootROM, обеспечивающим возможность удаленной загрузки операционной системы с сервера сети (это классический «тон­кий клиент» сети). Для работы, например, в сети интранет такой компьютер должен иметь столько вычислительных ресурсов, сколько требует Интернет-браузер. Поскольку оставить клиента сети совсем без возможностей локального использования компьютера, например для работы в текстовом или табличном процессоре со своим персональным «рабочим столом», не совсем гуманно, то иногда используются версии сетевого компьютера, имеющего небольшую дисковую память. Сменные дисководы и дисководы для сменных дисков должны отсутствовать в целях обеспечения информационной безопасности: чтобы через них не занести в сеть (или вынести) нежелательную информацию — программы, данные, компьютерные вирусы. Конструктивно NET PC выполнены в виде компактного системного блока — подставки под монитор (Network Computer ТС фирмы Boudless Technologies) или встроенной в монитор системной платы (NET PC Wintern фирмы Wyse).

Сервер (sewer) — это выделенный для обработки запросов от всех рабочих станций сети многопользовательский компьютер, предоставляющий этим станциям доступ к общим системным ресурсам (вычислительным мощностям, базам данных, библиотекам программ, принтерам, факсам и т. д.) и распределяющий эти ресурсы. Сервер имеет свою сетевую операционную систему, под управлением которой и происходит совместная работа всех звеньев сети. Из наиболее важных требований, предъявляемых к серверу, следует выделить высокую производительность и надежность работы.

Сервер, кроме предоставления сетевых ресурсов рабочим станциям, может и сам выполнять содержательную обработку информации по запросам клиентов — такой сервер часто называют сервером приложений. Сервер приложений — это работающий в сети мощный компьютер, имеющий программное обеспечение (приложения), с которым могут работать клиенты сети. Существует два варианта использования сервера приложений. Приложение по запросу клиента может загружаться по сети в рабочую станцию и выполняться там (такая технология иногда называется «толстый клиент»); на рабочую станцию по запросу можно загружать не только программу-приложение, но и нужную операционную систему (удаленная загрузка компьютера), но для этого необходимо наличие на компьютере пользователя сетевой карты с сетевым ПЗУ. Приложение по запросу пользователя может в другом варианте выполняться непосредственно на сервере, а на рабочую станцию тогда передаются лишь результаты работы (технология иногда называется «тонкий клиент» или «режим терминала»).

Серверы в сети часто специализируются.

Специализированные серверы используются для устранения наиболее «узких» мест в работе сети: создание и управление базами данных и архивами данных, поддержка многоадресной факсимильной связи и электронной почты, управление много­пользовательскими терминалами (принтеры, плоттеры) и т. д.

Примеры специализированных серверов.

1. Файл-сервер (File Server) предназначен для работы с базами данных, имеет объемные дисковые запоминающие устройства, часто на отказоустойчивых дисковых массивах RAID емкостью до терабайта.

Архивационный сервер (сервер резервного копирования, Storage Express System) применяется для резервного копирования информации в крупных многосерверных сетях, использует накопители на магнитной ленте (стримеры) со сменными картриджами емкостью до 5 Гбайт; обычно выполняет ежедневное автоматическое архивирование со сжатием информации от серверов и рабочих станций по сценарию, заданному администратором сети (естественно, с составлением каталога архива.

3. Факс-сервер (Net SatisFaxion) — выделенная рабочая станция для организации эффективной многоадресной факсимильной связи, с несколькими факс-модемными платами, со специальной защитой информации от несанкционированного доступа в процессе передачи, с системой хранения электронных факсов.

4. Почтовый сервер (Mail Server) — то же, что и факс-сервер, но для организации электронной почты, с электронными почтовыми ящиками.

5. Сервер печати (Print Server) предназначен для эффективного использования системных принтеров.

6. Серверы-шлюзы в Интернет выполняют роль маршрутизатора, почти всегда совмещенную с функциями почтового сервера и сетевого брандмауэра, обеспечивающего безопасность внутри сетевой информации.

Компьютеры, имеющие непосредственный доступ в глобальную сеть, часто называют хост-компьютерами.

Маршрутизаторы и коммутирующие устройства

Основным назначением узлов коммутации является прием, анализ, а в сетях с маршрутизацией еще и выбор маршрута, и отправление данных по выбранному направлению. В общем случае узлы коммутации включают в себя и устройства межсетевого интерфейса. Узлы коммутации вычислительных сетей содержат устройства коммутации (коммутаторы). Если они выполняют коммутацию на основе иерархических сетевых адресов, их называют маршрутизаторами.

Устройства коммутации занимают важное место в системах передачи информации в вычислительных сетях. С помощью устройств коммутации значительно сокра­щается протяженность каналов связи в сетях с несколькими взаимодействующими абонентами: вместо того чтобы прокладывать несколько каналов связи от данного абонента ко всем остальным, можно проложить лишь по одному каналу от каждого абонента к общему коммутационному узлу. В связи с этим, если не предъявляются чрезвычайно жесткие требования к оперативности и достоверности передачи данных в вычислительных сетях, используются коммутируемые каналы связи.

Узлы коммутации осуществляют один из трех возможных видов коммутации при передаче данных:

- коммутацию каналов;

- коммутацию сообщений;

- коммутацию пакетов.

Сообщения и пакеты часто называют дейтаграммами. Дейтаграмма (datagram) — это самостоятельный пакет данных (сообщение), содержащий в своем заголовке достаточно информации, чтобы его можно было передать от источника к получателю независимо от всех предыдущих и последующих сообщений.