2.20. Технологии локальных вычислительных сетей. (Ethernet, Token-Ring, Fast Ethernet).

Сетевая архитектура сочетает (объединяет) метод доступа сети, топологию сети и сетевые аппаратные средства для создания работоспособности компьютерной сети. Архитектура объединяет аппаратные и программные средства двух нижних уровней модели OSI. Каждой сетевой архитектуре соответствует свой формат кода.

Ethernet – сетевая архитектура, разработана в 1975 г. фирмами Xerox, Intel, DEC. Сейчас на 10 МегаБит/сек, 100 и 1000 МегаБит/сек (1Гбит/сек). Первая сеть Ethernet – был использован толстый коаксиальный кабель (затем витая пара). Основные характеристики:

• Метод доступа – CSMA/CD, логика работы «шина» (а не схема).

• Топология: Шина и «Звезда», «Дерево».

• Аппаратные средства – все типы кабелей: коаксиальный (и тонкий, и толстый), витая пара и оптоволокно. - Стандарт – IEEE 802.3.

Стандарты Ethernet на 10 Мбит/сек:

1. 10Base T (10Мбит/сек) – 2 пары из 4, Base – обозначение всех этих стандартов, T – витая пара (UTP, STP, FTP).

• Топология – «Звезда». Должен быть концентратор (HUB).

• Метод доступа – «Общая шина».

• До 1024 сетевых узлов (компьютеров).

• Правило «4 концентраторов» - между рабочими станциями не должно быть больше 4 концентраторов (HUB) (на остальных сигнал слабее). -Максимальная длина – 100 м.

2. 10Base 2

• максимальная длина сегмента ~200м

• Топология – «Шина».

Эта схема дешевле, но пропускная способность такая же.

• Количество узлов до 100 ПК. (2*100, 185 – макс. Длина сегмента).

• Можно использовать репитеры, схема получается длиннее.

• Правило 5.4.3. (5- сегментов, подключаются 4 репитера и можно подключить 3 станции).

• Общая длина сети 185*5=925 м. -ПК до 100 – общее количество до 30 – на сегмент ПК.

3. 10 Base 5

• толстый коаксиальный кабель, - топология «Шина»,

• максимальная длина сегмента 500 м. Правило 5.4.3. 500*5=2 500 м – общая длина сети.

• До 100 ПК на один сегмент, общее количество ПК 100*3=300 ПК

4. 10Base FL

• кабель оптоволокно (FL); -топология «Звезда»;

• специальные оптоволоконные концентраторы;

• длина сегмента до 2 000 м; -количество ПК

Token-Ring

Разработчик IBM

• метод доступа – передача маркера по кольцу (маркерное кольцо); -топология «Звезда» (кольцо в звезде); -специальные концентраторы MAU (сетевые адаптеры);

• 4, 16 Мбит/сек; -витая пара (UTP, STP);

Сетевые адаптеры уникальны, отличаются от Ethernet.

• формат кадра отличный от формата Ethernet; -стандарт IEEE 802.5.

Fast Ethernet (Ethernet 100 Мбтит/сек).

• топология «Звезда»; -CSMA/CD;

1. 100 Base T4

• витая пара UTP (3. 4. 5- категории); -4 пары из 4; -можно использовать старую существующую кабельную систему.

2. 100 Base TX

• UTP, STP (5 категория); -2 пары из 4.

3. 100 Base FX

• двужильный оптоволоконный кабель (F - Fiber - оптоволокно); -топология «Звезда».

2.21. Расширение локальных вычислительных сетей. Особенности коммутаторов. Виртуальные лвс.

Расширение локальных вычислительных сетей.

1. Репитеры. Репитеры – это сетевое оборудование, которое восстанавливает ослабленный сигнал и используется для увеличения длины сети или увеличения количества узлов. Репитеры – это повторители. Аналогичные функции заложены у концентратора (HUB).

2. Мосты. Мосты – это сетевое оборудование для объединения сегментов сети, которое позволяет сегментировать (изолировать) сетевой трафик. Мосты поддерживают функции репитеров.

3. Маршрутизаторы. Маршрутизаторы – это сетевое оборудование для соединения сегментов сети, определяющее наилучший маршрут передачи данных.

4. Коммутаторы.

Расширение локальных сетей – увеличение количества узлов и увеличение общей длины сети.

Коммутаторы.

Коммутаторы. – это сетевое оборудование, которое коммутирует каналы с небольшой пропускной способностью: каждый порт коммутатора обеспечивает наиболее пропускную способность, которая соответствует сетевому оборудованию (кабель, сетевые адаптеры, подключенные к коммутатору).

Сравнение концентраторов и коммутаторов:

3 потока . Каждый поток ¹⁰/₃ 33 Мбит/сек (последовательная передача)

10 10

3потока. Суммарная пропускная способность = 3*10=30 Мбит/сек (параллельная передача).

В выпускаемых коммутаторах суммарная пропускная способность 1-2 Гбит/сек. Для подключения сервера используются быстродействующие порты коммутаторы. Основные порты – 10 Мбит/сек, быстродействие – 100 Мбит/сек.

Пропускная способность концентратора и коммутатора:

Коммутаторы функционируют на канальном или сетевом уровне модели OSI. Поддерживают функции моста и маршрутизатора. Коммутаторы создают коммутируемую среду передачи данных, в отличие от разделяемой среды на основе концентраторов. Выпускаются коммутаторы различных типов: - CSMA/CD – Ethernet – коммутаторы с методом общая шина; - коммутаторы, использующие метод циклического опроса – коммутаторы 100VG Any LAN. Коммутаторы применяются для создания виртуальных ЛВС (VLAN).

Виртуальные ЛВС.

Виртуальные ЛВС - это отдельный логический сетевой сегмент, который объединяет пользователей с общим интересом.

Например: принадлежность к одному отделу, причем компьютеры могут находиться в разных физических сетях.

Например: объединение пользователей по сетевому приложению.

Цели создания виртуальных ЛВС: - распределение общего сетевого трафика между виртуальными сетями для повышения пропускной способности;

• ограничение широковещательного трафика.

Три способа конфигурирования виртуальных ЛВС: 1.По номерам портов коммутаторов. 2. По MAC-адресам (статическая конфигурация). 3.По сетевым IP-адресам. Как правило, используется централизованное ПО с несколькими коммутаторами.