Локальные сети

Эталонная модель взаимодействия открытых систем

Основные определения

Система – это совокупность узлов, блоков, подсистем, определённым образом связанных между собой, функционирующих как единое целое с целью достижения поставленной перед ними задачи.

Стандарт – это нормативный документ, устанавливающих комплекс норм и правил к объекту стандартизации и утверждаемый компетентными органами.

Спецификация – формализованное описание аппаратных или программных компонентов, способов их функционирования, взаимодействия с другими компонентами, условий эксплуатации, ограничений и других особых характеристик.

Открытая спецификация – опубликованная общедоступная спецификация, соответствующая стандартам и принятая в результате достижения согласия после всестороннего обсуждения всеми заинтересованными сторонами.

Концепция – система взглядов, то или иное понимание явления.

Интерфейс – формально-определенные физическая и логическая границы между взаимодействующими независимыми объектами. Задает параметры, процедуры и характеристики взаимодействия объектов.

Архитектура связи – это концепция связи, определяющая ее функции, интерфейсы и процедуры.

Коммуникация – обмен информацией, передача информации.

Сеть – группа узлов или станций, соединенных коммуникационными каналами, и набор специального оборудования, обеспечивающее подсоединение станций и передачу между ними информации.

Пакет – блок данных определенного формата, который содержит обязательную управляющую часть и необязательную информационную часть и который передается и коммутируется как единое целое.

Датаграмма – пакет, который передается независимо от других пакетов.

Кадр (Frame) – пакет, который подготовлен в окончательном виде для ее побитной передачи через среду передач.

Стандарты. Источники стандартов. Организации по стандартизации

IEEE – Институт инженеров по электротехнике и электронике

ISO – Международная организация по стандартизации

EIA - Альянс отраслей электронной промышленности

TIA – Ассоциация телекоммуникационной промышленности США

ANSI - Американский национальный институт стандартов

DOD - Министерство обороны США

Открытая система

В широком смысле открытой системой может быть названа любая система (компьютер, вычислительная сеть, программные пакет и так далее), которая построена в соответствии с открытыми спецификациями. Использование при разработке систем открытых спецификаций позволяет третьим сторонами разрабатывать для этих систем различные аппаратные или программные средства, расширения и модификации, а также создавать программно-аппаратные комплексы из продуктов разных производителей.

Для реальных систем полная открытость является недостижимым идеалом. Как правило, даже в системах, называемых открытыми этому определению соответствуют лишь некоторые части, поддерживающие внешние интерфейсы.

Коммутация. Типы коммутации

Коммутация – это процесс, по средством которого данные или некоторый вид обслуживания предоставляется в распоряжение конкретного пользователя.

Существует три типа коммутации:

• коммутация каналов;

• коммутация сообщений;

• коммутация пакетов.

Коммутация каналов подразумевает образование непрерывного составного физического канала из последовательно соединенных отдельных канальных участков для прямой передачи данных между узлами. Отдельные каналы соединяются между собой специальной аппаратурой – коммутаторами, которые могу устанавливать связи между любыми конечными узлами сетей. В сети с коммутацией каналов перед передачей данных всегда необходимо выполнить процедуру установления соединения, в процессе которой и создается составной канал. Главной отличительной чертой данного типа коммутации является тот факт, что используемые для организации канала отдельные сегменты передают данные только этих пользователей. Пример коммутации каналов – существующие телефонные сети.

Коммутация пакета – это техника коммутации абонента, которая была специально разработана для передачи компьютерного трафика. В данном случае данные передаются в виде небольших пакетов, которые, поступая в узлы коммутации, там накапливаются, затем после анализа адресной части узды коммутации принимают решение о направлении их дальнейшей передачи. Основной отличительной чертой является то, что в отличие от коммутации канала практически в одно и то же время по одним и тем же сегментам могут передаваться пакеты совершенно разных абонентов.

Коммутация пакетов подразделяется на два типа: передача, ориентированная на соединение, и неориентированная на соединение (датаграммный способ передачи).

Многоуровневые архитектуры связи

В общей проблеме связи, которая состоит в обеспечении своевременной правильной и распознаваемой доставке данных конечному пользователю, существует минимум две части. Первая часть касается самой сети связи, то есть данные, передаваемые конечному пользователю по сети, должны поступать по назначению в правильном виде и своевременно. Вторая часть обеспечивает, чтобы данные, поступающие по назначению, были распознаваемые и имели надлежащую форму для их правильного использования.

Для решения указанных проблем был предложен подход, который заключается в разработке и создании многоуровневой архитектуры связи, то есть сложная задача разбивается на уровни и каждому уровню отводится конкретная роль.

Уровень – набор логически-связанных функций, объединенных в архитектуре сети для выполнения определенной задачи.

Общая характеристика эталонной модели взаимодействия открытых систем (ЭМВОС)

Эталонная модель в основном определила количество уровней в архитектуре связи, их стандартное название, для каждого уровня определила круг задач, которые он должен решать, а также определило интерфейсы взаимодействия между уровнями. В ЭМВОС 7 уровней. Выбор уровней был продиктован обычными соображениями инженерного компромисса, требующего создавать продукцию с одной стороны высокого качества, с другой – приемлемой стоимостью.

1. Необходимо иметь достаточно уровней , чтобы каждый из них не был достаточно сложный для реализации.

2. Желательно иметь не слишком много уровней, чтобы их взаимодействие не было сложным.

3. Задачи, которые решаются на каждом уровне, должны быт родственными.

Названия уровней (сверху вниз): прикладной, представление, сеансовый, транспортный, сетевой, каналы передачи данных, физический.

Все 7 уровней образуют так называемую полную архитектуру связи, которая характерна для оконечных узлов сети. Для узлов коммутации характерна неполная архитектура: 1, 2, 3 нижних уровня. Три нижних уровня называют сетезависимыми, три верхних уровня – зависимыми от пользователя.

Иерархическая связь

Каждый из уровней в конечном итоге предназначен для предоставления услуги вышестоящему уровню, поэтому вышестоящий уровень называют пользователем услуги, а нижестоящий – поставщиком услуги. Взаимодействие между уровнями строго регламентированы осуществляется с использованием особых правил и определенных форматов данных.

Формализованное правило, определяющее последовательность и формат сообщения, которыми обмениваются сетевые компоненты, лежащие на соседних уровнях одного узла, называется межуровневым интерфейсом.

Посылаемая информация от одного к другому компьютеру в обязательном порядке проходит через все уровни последовательно. Хотя каждый из уровней системы А сообщается только со смежными уровнями этой же системы, их главной задачей является сообщение с соответствующими уровнями системы В. Это необходимо, так как каждый из уровней имеет свои строго определенные задачи, которые он должен выполнить. А чтобы выполнить это задачи, он должен взаимодействовать с соответствующим уровнем в другой системе. ЭМВОС исключает прямую связь между соответствующими уровнями разных систем. Следовательно, для организации такого взаимодействия используются услуги нижерасположенных уровней.

Формализованные правила, определяющие последовательность и формат сообщений, которыми обмениваются сетевые компоненты, лежащие на одном уровне, но в разных узлах, называются протоколами.

Иерархически-связанная совокупность протоколов, решающих задачу взаимодействия узлов сети, называется стеком коммуникационных протоколов.

Форматы информации

В архитектуре ЭМВОС реализован принцип добавления управляющей информацией на каждом уровне, то есть на каждом уровне блок данных принимается от вышестоящего уровня и для него он является информационной частью. Уровень добавляет данному блоку информации свою управляющую часть, после чего данных блок становится для него пакетом. Далее пакет передается нижерасположенному уровню, который для этого уровня уже становится информационной частью. На приемной стороне имеем обратную картину. Приняв данные от ниже расположенного уровня, которые для данного уровня являются пакетом, последний извлекает свою управляющую часть, обрабатывает ее, а оставшуюся информационную часть передает вышестоящему уровню, для которого она вновь является пакетом.

Уровни самостоятельны и изолированы друг от друга. Данная особенность приводит к ценному свойству – концепции многоуровневой архитектуры. Уровни могут удаляться и заменяться новыми при условии обеспечения старого интерфейса взаимодействия со смежными уровнями.

Общая характеристика уровней ЭМВОС

Прикладной уровень – самый верхний уровень и самый близкий к пользователю. В основном имеет отношение к семантике обмениваемой информации, то есть к смысловому пониманию «что требуется?», и, исходя из этого, организуется работы нижерасположенных уровней. С физической точки зрения – это просто набор конкретных сетевых протоколов. Примеры протоколов: FTP, TFTP.

Уровень представления. С помощью средств данного уровня протоколы прикладных уровней могут преодолевать синтаксические различия представления данных. кроме этого, данный уровень отвечает за шифрование данных, если это необходимо, и сжатие данных.

Сеансовый уровень. Отвечает за установление соединения между пользователями и обмен параметров устанавливаемого соединения, так как обмен может быть дуплексным или полудуплексным, нормальным или ускоренным. Уровень сеанса предоставляет так называемые услуги синхронизации, когда в передаваемый поток данных вставляются метки синхронизации, в которых сеансовый уровень проверяет наличие фактического обмена. В случае обнаружения ошибки соединение возвращается в определенное состояние, то есть пользователи должны вернуться к последней точке синхронизации, сбросить часть переданных данных и начать передачу с этой точки. Отвечает за все детали, связанные с разъединением связи.

Транспортный уровень. Основная задача данного уровня – предоставление надежного механизма передачи данных из конца в конец для вышестоящих уровней. В его обязанности входит доставка пакетов информации в той же последовательности без потерь и дублирования. Сети могут быть и с коммутацией канала и с коммутации пакета, это могут быть локальные и глобальные сети, в них могут входить разные каналы связи с разным качеством. Транспортный уровень обязан оградить вышестоящие уровни от указанных особенностей сети. Этот механизм описывается на языке требований качеству обслуживаний. ЭМВОС определяет 5 классов сервиса, предоставляемых в транспортном уровне. Выбор класса зависит от многих факторов и том числе от состояния канала связи, от важности передаваемой информации, от того, в какой степени вопросы надежности доставки данных решаются на других уровнях. Нулевой сервис – самый обеспеченный. Четвертый уровень сервиса – здесь используются все взаимодействие доставки

Сетевой уровень. Основные функции сетевого уровня состоят в установлении маршрута для передачи данных по сети или через несколько сетей, а также управление перегрузками с целью предотвращение переполнения сетевых ресурсов. При организации доставки данных на сетевом уровне используется понятие сетевой адрес, который состоит из двух частей: номер сети и номер узла сети. Сети соединяются с помощью специальных устройств, называемых маршрутизаторами. На сетевом уровне определяют два типа протокола: собственно-сетевые протоколы (например, IP или IPX), которые занимаются выбором маршрута передачи данных) и протоколы маршрутизации, которые строят таблицы маршрутизации для собственно-сетевых протоколов (например, RIP, OSPF).

Уровень канала передачи. В классическом варианте протоколы уровня передачи данных отвечали за формирование кадра данных, прием кадра данных из среды передачи с последующей проверкой их корректности. Если кадр принимался корректно, то из него извлекалась информационная часть, которая передавалась вышестоящему протоколу для последующей обработки. Если кадр оказывался искаженным, то кадр просто сбрасывался, и дальнейшие действия по его восстановлению возлагались на протоколы транспортного уровня отправителя. С появлением локальных сетей появился новый тип протокола, который назывался «Методы доступа к разделяемой среде передачи».

Физический уровень. Данный уровень обеспечивает передачу бита информации. Он определяет интерфейсы системы с каналом связи, а именно механические, электрические, функциональные и процедурные параметры.

Цифровое кодирование

Разработчики сетей для удешевления аппаратуры при передаче дискретных данных предложили отказаться от таких устройств как модуляторы и демодуляторы и передавать данные в виде цифровых импульсов. Особенностью такой передачи является то, что сигнал использует всю полосу пропускания кабеля.

Все методы линейного кодирования подразделяются на два класса: потенциальные и импульсные. В потенциальных методах для предоставления логических единиц и нулей используются только значения потенциала сигнала, а его перепады, формирующие законченные импульсы, во внимание не принимаются. Импульсные методы кодирования представляют данные либо импульсами определенной полярности, либо перепадом потенциала определенного направления.

Кодирование NRZ (перевернутый):

Кодирование NRZI:

Кодирование Манчестер:

Кодирование AMI

Сравнение методов цифрового кодирования

• NRZ – низкая частота основной гармоники, ко­торая равна N/2 Гц (где N — битовая скорость переда­чи данных). У других мето­дов кодирования, например манчестерского, основная гармоника имеет более высокую частоту. Для передачи единиц и нулей используются два устойчиво различаемых потенциала

• Код AMI частично ликвидирует проблемы постоянной составляющей и отсут­ствия самосинхронизации, присущие NRZ. AMI - более узкий спектр сигнала, чем у NRZ, а значит, и более высокая пропускная способность линии. AMI имеет низкую частоту основной гармоники как и у NRZ.

• NRZI – два уровня сигнала, а у AMI –три. При передаче последовательности единиц, сигнал, в отличие от других методов кодирования, не возвращается к нулю в течение такта.

• У манчестерского кода нет постоянной составляющей, а основная гармоника в худшем случае (при передаче последовательности единиц или нулей) имеет частоту N Гц, а в лучшем случае (при передаче чередующихся единиц и нулей) — N/2 Гц, как и у NRZ. В среднем ширина спектра при манчестерском кодировании в два раза шире чем при NRZ кодировании.

Требования к методам цифрового кодирования

При использовании прямоугольных импульсов для передачи дискретной информации необходимо выбрать такой способ кодирования, который одновременно достигал бы нескольких целей:

• имел при одной и той же битовой скорости наименьшую ширину спектра результирующего сигнала;

• обеспечивал синхронизацию между передатчиком и приемником;

• обладал способностью распознавать ошибки;

• обладал низкой стоимостью реализации.

Более узкий спектр каналов позволяет на одной и той же линии (с одной и той же полосой пропускания) добиваться более высокой скорости передачи. Кроме того, часто к спектру сигналов предъявляется требование отсутствия постоянной составляющей, то есть наличие постоянного тока между передатчиком и приемником.

Синхронизация передатчика и приемника нужна для того, чтобы приемник точно знал, в какой момент времени считывать необходимую информацию. В сетях данная проблема решается сложнее, чем, например, при обмене данными внутри компьютера, где на одних линиях выставляются данные, которые необходимо передать, затем на отдельной специальной линии формируется сигнал стробирования, указывающий на момент времени записи данных. Чтобы применить подобную схему в сетях, необходимо соединить устройства минимум двумя кабелями. На одном выставляют вид данных, по другому передавать вид синхронизации. При такой схеме расход кабеля расходуется увеличивается в два раза, что не приемлемо с точки зрения стоимости. Кроме того, кабель неоднородный и на высоких скоростях при передаче на большие расстояния возможна ситуация, когда стробирующий бит будет отставать или опережать передаваемый бит данных.

В силу этого, в сетях при передаче данных используется только один кабель, а для стробирования данных в приемнике используется его собственный генератор. Однако, генератор должен быть подстраиваемый. Подстройка осуществляется на основе перепадов импульсов, поступающих с информационного сигнала. В случае использования потенциальных методов кодирования, если поступает длинная последовательность нулей или единиц, то есть перепады импульсов отсутствуют, генератор не может выполнить подстройку, и возможна ситуация, когда один бит потерян или застробирован дважды. Потенциальные методы кодирования хороши тем, что требуют меньшую полосу пропускания сигнала от кабеля, чем импульсные методы кодирования. В то же время их главный недостаток - отсутствие синхронизации.

Логическое кодирование

Логическое кодирование используется для улучшения синхронизирующих свойств потенциальных методов кодирования.

В свою очередь методы логического кодирования будем подразделять на три класса:

• избыточное кодирование,

• скремблирование,

• замена последовательности нулей или единиц специальными комбинациями.

Избыточные коды

Избыточные коды основаны на разбиении исходной последовательности бит на порции, которые еще называют символами. Затем каждый исходный символ заменяется на новый, который имеет большее число бит, чем исходный. Например, избыточный код 4В/5В, используемый в физических протоколах Fast Ethernet, заменяет исходные символы длиной в 4 бита на символы длиной в 5 бит. Так как результирующие символы содержат избыточные биты, то общее количество битовых комбинаций в них больше, чем в исходной. Так как в 4В/5В результирующие символы могут содержать 32 битовых комбинации, в то время как исходные только 16 символов, поэтому в результирующем коде можно отобрать 16 таких битовых комбинаций, которые не содержат большого количества нулей (так как используются с NRZI и MLT-3), а остальные считать запрещенными кодами. Таким образом, решают не только проблему синхронизации, но и появляется возможность определять ошибки, если на входе приняли запрещенную комбинацию.

Скремблирование

Схема скремблирования с самосинхронизацией

Передача сигнала по линии сопровождается излучением энергии в окружающее пространство. Наибольшему влиянию подвержены соседние линии многожильного кабеля. Это влияние проявляется в том, что в соседних линиях появляются помехи, обусловленные в основном индуктивными и емкостными паразитными связями между линиями.

Энергия передаваемого по линии сигнала сосредоточена в некоторой спектральной полосе. Для уменьшения влияния на соседней линии желательно как можно более равномерно распределить энергию в этой полосе без выраженных спектральных пиков. Если это условие выполнено, то источник сигнала можно представить в виде бесконечно большого числа генераторов разной частоты. Причем каждый генератор имеет бесконечно малую мощность. Результирующий сигнал помехи имеет характер шума, но если источник формирует сигнал периодически, то на соседние линии вместо "широкополосного" шума действует в худшем случае один сигнал, близкий по форме к синусоидальному. Так как основная энергия сигнала не распределена, а сосредоточена в одной пиковой спектральной составляющей, то амплитуда помех может превысить допустимую. Такая ситуация может возникнуть, например, если, используя метод NRZI или MLT-3, передавать длинную последовательность единиц. Используя схему скремблера-десклемблера, сигналы передаются линейчатого спектра, который распределяется по всей полосе кабеля.

Замена длинных последовательность нулей и единиц специальными комбинациями

Рассмотрим данную процедуру на примере улучшения свойств синхронизации на примере потенциального метода кодирования биполярный код AMI. Для улучшения свойств используется код В8ZS, который исправляет последовательности, состоящие из восьми нулей. Для этого после первых трех нулей вместо оставшихся пяти вставляется следующая комбинация бит: V - 1* - 0 - V - 1*, где V обозначает сигнал единицы с запрещенной комбинацией, то есть сигнал не изменяет полярность предыдущих единиц; 1* - сигнал единицы корректной полярности. В результате на восьми тактах приемник наблюдает два искажения и считает такие нарушения кодировкой восьми последовательных нулей и после приема заменяет их на исходные восемь нулей.

Концепция сетевого взаимодействия

Концепция соединенных и совместно использующих ресурсы компьютеров носит название сетевого взаимодействия. Под ресурсами понимают принтеры, факсы, модемы, диски И так далее.

Локальная сеть представляет собой коммуникативную сеть, позволяющую использовать ресурсы компьютера, подключенные к сети такие как принтеры, модемы, диски. Локальная сеть обычно ограничена территорией одной комнаты, этажа, здания или комплекса зданий, расположенных компактно, но при этом следует учитывать, что для соединения компьютеров используют выделенные каналы связи, принадлежащие этому же предприятию, что и компьютер, то есть вся сеть находится под контролем одной организации.

Для детальной характеристики обычно указывают следующие параметры локальной сети:

• Размер сети

• Используемые устройства

• Скорость передачи информации

• Топологию сети

• Тип среды передачи данных

• Используемые протоколы и методы доступа

• Наличие или отсутствие управляющего узла

Преимущества использования компьютерных сетей:

1. совместное использование периферийных устройств обеспечивает возможность пользователю одновременно владеть ими;

2. при работе с БД в роли терминала выступает ПК, поэтому пользователь может выполнять дополнительную обработку данных локально, этим разгружая ресурсы компьютера с БД;

3. значительно упрощается процедура обмена данными;

4. появляется возможность обмена интерактивными сообщениями;

5. появляется возможность вести распределённое вычисление.

6. Более рациональное использование технических ресурсов;

7. Сетевая печать;

8. Совместная работа над одним проектом;

9. Обеспечение безопасности доступа к ресурсам и файлам;

10. Постоянная возможность получения информации.

Сервер - программный комплекс, предоставляющий свои ресурсы, например, диски, сетевым пользователям.

Клиент - программно-аппаратный комплекс, осуществляющий доступ к сетевым ресурсам, которые предоставляет сервер, но своих ресурсов в общее пользование не предоставляет.

Среда передачи включает в себя тип кабеля и способ соединения его с компьютером.

Все сети разделяются на одноранговые и на основе сервера. Различие между одноранговыми сетями и сетями на основе сервера имеет принципиальное значение, поскольку определяют разные возможности этих сетей. Выбор типа зависит от многих факторов, а именно: размер предприятия, необходимый уровень безопасности, вида деятельности, уровня доступности административной поддержки, объем сетевого трафика, финансовых затрат.

Одноранговые сети

Одноранговыми называются сети, в которых все компьютеры равноправны, т.е. нет иерархии среди компьютеров и нет выделенного сервера. Каждый из компьютеров может функционировать одновременно и как клиент, и как сервер.

Особенности:

1. ограниченные размеры (не более 10 компьютеров);

2. стоимость как правило ниже, чем на базе сервера, однако, в связи с тем, что компьютеры являются одновременно и клиентами, и серверами, то каждый из них должен обеспечивать более высокую производительность;

3. современные ОС имеют встроенную поддержку одноранговых сетей, следовательно, не требуется закупать дополнительное ПО;

4. отдельного администратора для таких сетей не выделяется, каждый пользователь является администратором своего компьютера;

5. управление централизованной защитой информации в таких сетях невозможно.

Целесообразность применения: одноранговая сеть вполне подходит там, где количество пользователей не превышает 10-15, они расположены компактно, вопросы защиты данных не критичны, в обозримом будущем не ожидается значительного расширения сети.

Сеть на базе сервера

Сеть, в которой имеется выделенный сервер или серверы, называется сетью на базе сервера. Выделенным называют такой сервер, который функционирует только как сервер, исключая функции клиента.

С увеличением размеров сети и объема сетевого трафика необходимо увеличивать количество серверов. Распределение задач среди нескольких серверов гарантирует, что каждая задача будет выполняться самым эффективным способом из всех возможных.

Специализированные серверы

Круг задач, которые должны выполнять серверы, многообразен и сложен. Чтобы приспособиться к возрастающим потребностям пользователей, серверы в больших сетях стали специализированными (specialized). Например, в сети Windows 2003 Server существуют различные типы серверов.

Файл-серверы и принт-серверы.

Файл-серверы и принт-серверы управляют доступом пользователей соответственно к файлам и принтерам. Например, чтобы работать с текстовым процессором, Вы прежде всего должны запустить его на своем компьютере. Документ текстового процессора, хранящийся на файл-сервере, загружается в память Вашего компьютера, и, таким образом, Вы можете работать с этим документом на своем компьютере. Другими словами, файл-сервер предназначен для хранения файлов и данных.

Серверы приложений.

На серверах приложений выполняются прикладные части клиент-серверных приложений, а также находятся данные, доступные клиентам. Например, чтобы упростить извлечение данных, серверы хранят большие объемы информации в структурированном виде. Эти серверы отличаются от файл- и принт-серверов. В последних файл или данные целиком копируются на запрашивающий компьютер. А в сервере приложений на запрашивающий компьютер пересылаются только результаты запроса. Приложение-клиент на удаленном компьютере получает доступ к данным, хранимым на сервере приложений. Однако вместо всей базы данных на Ваш компьютер с сервера загружаются только результаты запроса. Например, Вы можете получить список работников, родившихся в ноябре.

Почтовые серверы.

Почтовые серверы управляют передачей электронных сообщений между пользователями сети.

Факс-серверы.

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

Коммуникационные серверы.

Коммуникационные серверы управляют потоком данных и почтовых сообщений между этой сетью и другими сетями, мэйнфреймами или удаленными пользователями через модем и телефонную линию.

Особенности сетей на основе сервера: 1) кол-во пользователей не ограничено; 2) стоимость выше; 3) необходима специальная ОС и спец. ПО; 4) ресурсы расположены централизовано, что обеспечивает их поиск и поддержку. 5) резервирование; 6) ресурсы расположены централизованно, что облегчает их поиск и поддержку, а также соблюдение их конфиденциальности; 7) повышенная отказоустойчивость; 8) аппаратное обеспечение клиента – минимально; 9) в таких сетях назначается системный администратор, управляющий всей сетью.

Топология сети

Топологии локальных сетей бывают двух типов:

• физическая;

• логическая.

Физическая топология определяет правило физических соединений узлов. Логическая топология определяет направление потоков данных между узлами сети. Чаще всего встречаются три способа объединения компьютеров в локальную сеть: "звезда", "общая шина" и "кольцо".

Если предприятие занимает многоэтажное здание, то в нем может быть применена схема "снежинка", в которой имеются файловые серверы для разных рабочих групп и один центральный сервер для всего предприятия.

Методы доступа

Методы доступа к среде передачи делятся на вероятностные(CSMA/CD, Ethernet) и детерминированные. При вероятностном узел, желающий послать кадр в сеть, прослушивает линию и если обнаруживает, что она занята, попытка передачи откладывается на некоторое время. Для данного типа методов доступа характерно равенство всех абонентов (узлов).При детерминированном узлы получают доступ к среде передачи в предопределённом порядке. Последовательность определяется контролером сети, который может быть централизованным или распределённым.

Структурированная кабельная система (СКС)

Эта система - универсальная кабельная проводка в том числе и для ЛВС, проектируемая и устанавливаемая без привязки к их конкретным приложениям (сетевым технологиям). Это набор коммутационных элементов таких как кабели, разъёмы, коннекторы, кроссовые панели и шкафы, а также методика их совместного использования, которое позволяет создавать регулярные легко изменяемые структуры связи в вычислительных сетях.

В основу концепции СКС положена возможность реализации следующих основных принципов:

1. Универсальность. Для передачи данных в ЛВС организации локальной телефонной сети, передачи видео-информации или сигналов от датчиков, пожарной безопасности или охранных систем используется единая кабельная система.

2. Гибкость. СКС позволяют быстро и легко изменять конфигурацию кабельной системы как внутри здания, так и между зданиями. Для этого администратору сети достаточно перекоммутировать контакты на кроссовых панелях.

3. Устойчивость. Тщательно спланированная и продуманная СКС устойчива к внешним ситуациям и гарантирует высокую надежность и защиту данных в течение многих лет. Обычно гарантия составляет от 10 до 20 лет.

Стандарты СКС

Разработку стандартов в области СКС начали две организации в конце 80 годов EIA и TIA. Разработали всего 4 стандарта, которые являются национальными стандартами США.

Стандарт 1. 1990 год. ANSI/TIA/EIA-569. Она назывался стандартом прокладки телекоммуникационных каналов для коммерческих зданий. Необходимость его принятия была обусловлена осознанием факта о невозможности построения эффективной кабельной системы без предъявления специальных требований к архитектуре здания, в котором она должна быть установлена.

Стандарт 2. 1991 год. TIA/EIA-568. Определяет следующие положения: функциональные элементы, из которых формируется СКС; подсистемы СКС; топологию СКС; назначение, правила построения и размещение телекоммуникационных помещений; типы и длины размещенных прокладкой кабелей и правила их установки; интерфейс подключения пользователя. Европейский аналог - стандарт CENELIC EN 50173, ISO 11881.

Стандарт 3. 1993 год. TIA/EIA-606. Стандарт администрирования телекоммуникационной инфраструктуры коммерческих зданий. Описывает правила маркировки всех элементов СКС; их изображение на чертежах и рисунках; правила ведения учетных записей; предписывает, чтобы все вносимые изменения в кабельную систему сразу бы документировались после их внедрения; предписывает введения в электронном виде.

Стандарт 4. 1994 год. TIA/EIA-607. Представляет требования по заземлению и электрическому соединению телекоммуникационных систем; описывает устройство системы заземления и требования по обеспечению электрического контакта проводящих элементов конструкций аппаратуры, кабеле-проводов и кабелей.

Эти стандарты - национальные стандарты США. В 2008 году был выпущен отечественный стандарт ГОСТ-Р-53246-2008 - Системы кабельные структурированные. Дата введения 2010 год.

Настоящий стандарт как и его аналоги распространяется на структурированные кабельные системы, способные обслуживать различные типа коммерческих зданий и поддерживать работу разнообразных приложений (передача речи, данные, видео и так далее). Размер обслуживания объекта может охватывать площадь диаметров до 3 км при полезной площади обслуживания до 1 млн. квадратных метров и количество пользователей до 50 тысяч.

Структура стандарта IEEE 802.x

В 1980 году в институте IEEE был организован комитет 802 по стандартизации локальных сетей, в результате работы которого было принято семейство стандартов IEEE 802-х, которые содержат рекомендации по проектированию нижних уровней локальных сетей. Позже результаты работы этого комитета легли в основу комплекса международных стандартов ISO 8802-1...5. Эти стандарты были созданы на основе очень распространенных фирменных стандартов сетей Ethernet, ArcNet и Token Ring.

Стандарты семейства IEEE 802.x охватывают только два нижних уровня согласно МВОС, а именно канальный и физический. Именно эти два уровня отражают основную специфику локальных сетей. Все расположенные выше уровни идентичны, что для глобальных, что для локальных сетей.

Основная характерная особенность – это разделение уровня канала передачи данных на два подуровня: верхний LLС (логическая передача данных) и MАС (уровень доступа к раздеяемой среде передачи). Появление уровня МАС связно с существованием в локальных сетях разделяемой среды передачи. Именно он обеспечивал корректное совместное использование общей среды между несколькими абонентами. Уровень LLC отвечает за передачу данных между узлами с различной степенью надежности, а также организует взаимодействие с протоколами сетевого уровня.