Konseptet "nettverksarkitektur" inkluderer den overordnede strukturen til nettverket, det vil si alle komponentene som får nettverket til å fungere, inkludert maskinvare og systemprogramvare. Her vil vi oppsummere informasjonen som allerede er oppnådd om typene nettverk, prinsippene for deres drift, miljøer og topologier. Nettverksarkitektur er kombinasjonen av standarder, topologier og protokoller som trengs for å lage et funksjonelt nettverk.

Ethernet

Ethernet er den mest populære arkitekturen i dag. Den bruker smalbåndsoverføring med en hastighet på 10 Mbit/s, en "buss"-topologi og CSMA/CD for å regulere trafikken i hovedkabelsegmentet.

Ethernet-mediet (kabelen) er passivt, noe som betyr at det mottar strøm fra datamaskinen. Følgelig vil den slutte å fungere på grunn av fysisk skade eller feil tilkobling av terminatoren.

Ris. NettEthernet"bus" topologi med terminatorer i begge ender av kabelen

Et Ethernet-nettverk har følgende egenskaper:

tradisjonell topologi lineær buss;

andre topologier stjerne-buss;

overføringstype smalbånd;

tilgangsmetode CSMA/CD;

dataoverføringshastighet 10 og 100 Mbit/s;

kabelsystem tykt og tynt koaksialt.

Rammeformat

Ethernet deler data i pakker (rammer) som er i et annet format enn pakkeformatet som brukes på andre nettverk. Rammer er blokker med informasjon som overføres som en enkelt enhet. En Ethernet-ramme kan være alt fra 64 til 1518 byte lang, men selve strukturen Ethernet-ramme bruker, iht i det minste, 18 byte, så Ethernet-datablokkstørrelsen er fra 46 til 1500 byte. Hver ramme inneholder kontrollinformasjon og har en felles organisasjon med andre rammer.

For eksempel brukes en Ethernet II-ramme overført over et nettverk for TCP/IP-protokollen. Rammen består av deler som er oppført i tabellen.

Ethernet fungerer med de fleste populære operativsystemer, inkludert:

Microsoft Windows 95;

Microsoft Windows NT Workstation;

Microsoft Windows NT Server;

TokenRinge

Det som skiller Token Ring fra andre nettverk er ikke bare kabelsystemet, men også bruken av token-passeringstilgang.

Ris. Fysiskstjerne, logiskring

Token Ring-nettverket har følgende egenskaper:

Arkitektur

Topologien til et typisk Token Ring-nettverk er "ring". I IBM-versjonen er det imidlertid en stjernering-topologi: datamaskiner på nettverket er koblet til en sentral hub, token sendes langs en logisk ring. Den fysiske ringen er implementert i navet. Brukere er en del av ringen, men de kobler seg til den gjennom et nav.

Rammeformat

Det grunnleggende Token Ring-rammeformatet er vist i figuren nedenfor og beskrevet i følgende tabell. Data utgjør det meste av rammen.

Ris. Token Ring Data Frame

Rammefelt	Beskrivelse
Start separator	Signaliserer starten på en ramme
Adgangskontroll	Indikerer prioritet til rammen og om en markørramme eller en dataramme blir overført
HR ledelse	Inneholder informasjon om medietilgangskontrollfor alle datamaskiner eller “endestasjonsinformasjon”kun for én datamaskin
Mottakers adresse	Mottakers datamaskinadresse
Kildeadresse	Avsender datamaskinadresse
	Overført informasjon
Rammesjekksekvens
Sluttavgrensning	Signaliserer slutten av rammen
Rammestatus	Forteller om rammen ble gjenkjent og kopiert (om destinasjonsadressen er tilgjengelig)

Operasjon

Når den første datamaskinen begynner å jobbe på Token Ring-nettverket, genererer nettverket et token. Tokenet går langs ringen fra datamaskin til datamaskin til en av dem melder seg klar til å overføre data og tar kontroll over tokenet. Et token er en forhåndsdefinert sekvens av biter (datastrøm) som gjør at data kan sendes over en kabel. Når et token først er fanget opp av en datamaskin, kan ikke andre datamaskiner overføre data.

Etter å ha fanget tokenet, sender datamaskinen en dataramme til nettverket (som vist i figuren nedenfor). Rammen går rundt ringen til den når en node med en adresse som samsvarer med destinasjonsadressen i rammen. Den mottakende datamaskinen kopierer rammen til mottaksbufferen og noterer i rammestatusfeltet om mottak av informasjon.

Rammen fortsetter å bli overført rundt ringen til den når datamaskinen som sendte den, som bekrefter at overføringen var vellykket. Etter dette fjerner datamaskinen rammen fra ringen og returnerer markøren dit.

Ris. Markøren går rundt den logiske ringen med klokken

Bare ett token kan overføres på nettverket om gangen, og bare i én retning.

Token-overføring er en deterministisk prosess, som betyr at datamaskinen ikke kan begynne å jobbe på nettverket uavhengig (som for eksempel i CSMA/CD-miljøet). Den vil bare overføre data etter å ha mottatt tokenet. Hver datamaskin fungerer som en ensrettet repeater, regenererer tokenet og sender det videre.

Systemovervåking

Datamaskinen som var den første som begynte å jobbe er utstyrt med spesielle funksjoner av Token Ring-systemet: den må utøve løpende kontroll over driften av hele nettverket. Den verifiserer at rammer sendes og mottas riktig ved å spore rammer som går gjennom sløyfen mer enn én gang. I tillegg sikrer det at kun én enkelt markør er i ringen om gangen.

Datagjenkjenning

Når en ny datamaskin dukker opp på nettverket, initialiserer Token Ring-systemet den slik at den blir en del av ringen. Denne prosessen inkluderer:

sjekke adressens unikhet;

Varsle alle på nettverket om utseendet til en ny node.

Maskinvarekomponenter

Hub

I TokenRing-nettverket har huben der selve ringen er organisert flere navn, for eksempel:

MAU ;

MSAU (MultiStation Access Unit);

SMAU.

Kabler kobler klienter og servere til MSAU, som fungerer på samme måte som andre passive huber. Når en datamaskin er tilkoblet, er den inkludert i ringen (se figur under).

Ris. Danner en ring i konsentratoren (markørens bevegelsesretning er angitt)

Kapasitet

IBMMSAU har 10 tilkoblingsporter. Du kan koble opptil åtte datamaskiner til den. TokenRing-nettverket er imidlertid ikke begrenset til én ring (hub). Hver ring kan ha opptil 33 nav.

Et MSAU-basert nettverk kan støtte opptil 72 datamaskiner ved bruk av uskjermede tvunnede kabler og opptil 260 datamaskiner ved bruk av skjermede tvunnede kabler.

Andre produsenter tilbyr huber større kapasitet(avhengig av modell).

Når ringen er full, dvs. En datamaskin er koblet til hver MSAU-port; nettverket kan utvides ved å legge til en annen ring (MSAU).

Den eneste regelen å følge er at hver MSAU må kobles til slik at den blir en del av ringen.

"Input" og "output"-kontaktene på MSAU lar deg koble opptil 12 stablede MSAUer til en enkelt ring ved hjelp av en kabel.

Ris. Tilførte nav bryter ikke den logiske ringen

De vanligste arkitekturene:

· Ethernet eter– kringkasting) – kringkastingsnettverk. Dette betyr at alle stasjoner på nettet kan motta alle meldinger. Topologi – lineær eller stjerneformet. Dataoverføringshastighet 10 eller 100 Mbit/s.

· Arcnet ( Vedlagt ressurs datanettverk– datanettverk av tilkoblede ressurser) – kringkastingsnettverk. Fysisk topologi er et tre. Dataoverføringshastighet 2,5 Mbit/s.

· Token Ring (stafett) ring nettverk, token-passeringsnettverk) er et ringnettverk der prinsippet for dataoverføring er basert på det faktum at hver ringnode venter på ankomsten av en kort unik sekvens av biter - markør– fra en tilstøtende tidligere node. Ankomsten av tokenet indikerer at det er mulig å sende en melding fra denne noden videre langs flyten. Dataoverføringshastighet 4 eller 16 Mbit/s.

FDDI ( Fiberdistribuert datagrensesnitt) – nettverksarkitektur for høyhastighets dataoverføring via fiberoptiske linjer. Overføringshastighet – 100 Mbit/sek. Topologi – dobbel ring eller blandet (inkludert stjerne- eller treundernett). Maksimalt antall stasjoner i nettverket er 1000. Svært høye kostnader på utstyr.

minibank ( Asynkron overføringsmodus) er en lovende, kostbar arkitektur som gir overføring av digitale data, videoinformasjon og tale over de samme linjene. Overføringshastighet på opptil 2,5 Gbps. Optiske kommunikasjonslinjer.

Hovedproblemet løst når du oppretter datanettverk, er å sikre kompatibilitet av utstyr i elektrisk og mekaniske egenskaper og sikre kompatibilitet informasjonsstøtte(programmer og data) etter kodesystem og dataformat. Løsningen på dette problemet tilhører feltet standardisering og er basert på den såkalte modellen OSI (interoperabilitetsmodell) åpne systemer– Modell av åpne systemforbindelser). OSI-modell ble opprettet på grunnlag av tekniske forslag fra International Institute ISO-standarder(International Standards Organization).

I følge OSI-modellen bør datanettverksarkitektur vurderes mht ulike nivåer (totalt antall nivåer – opptil syv). Det høyeste nivået brukes. På dette nivået samhandler brukeren med datasystem. Det laveste nivået er fysisk. Det sikrer utveksling av signaler mellom enheter. Datautveksling i kommunikasjonssystemer skjer ved å flytte den fra det øvre nivået til det nedre, deretter transportere det og til slutt spille det av på klientens datamaskin som et resultat av å flytte fra det nedre nivået til det øvre.

Ris. 8. Kontrollnivåer og protokoller for OSI-modellen

For å sikre nødvendig kompatibilitet opererer spesielle standarder kalt protokoller på hvert av de syv mulige nivåene av datanettverksarkitektur. De bestemmer arten av maskinvareinteraksjonen til nettverkskomponenter (maskinvareprotokoller) og arten av interaksjonen mellom programmer og data (programvareprotokoller). Fysisk utføres protokollstøttefunksjoner av maskinvareenheter (grensesnitt) og programvare (protokollstøtteprogrammer). Programmer som støtter protokoller kalles også protokoller.

Hvert nivå av arkitekturen er delt inn i to deler:

· spesifikasjon av tjenester;

· protokollspesifikasjon.

En tjenestespesifikasjon definerer hva et lag gjør, og en protokollspesifikasjon definerer hvordan det gjør det, og hvert spesielt lag kan ha mer enn én protokoll.

La oss se på funksjonene som utføres av hvert lag med programvare:

1. Det fysiske laget lager forbindelser til fysisk kanal, så, koble fra kanalen, administrere kanalen. Dataoverføringshastigheten og nettverkstopologien bestemmes.

2. Datalinklaget legger til hjelpesymboler til de overførte arrayene med informasjon og overvåker riktigheten av de overførte dataene. Her overført informasjon er delt opp i flere pakker eller rammer. Hver pakke inneholder kilde- og destinasjonsadresser, samt feildeteksjon.

3. Nettverkslaget bestemmer ruten for overføring av informasjon mellom nettverk, sørger for feilhåndtering og administrerer også dataflyt. Hovedoppgaven nettverkslaget– dataruting (dataoverføring mellom nettverk).

4. Transportlaget forbinder nedre lag (fysisk, datalink, nettverk) med øvre nivåer, som er under implementering programvare. Dette nivået skiller midlene for å generere data på nettverket fra midlene for å overføre dem. Her deles informasjonen etter en viss lengde og destinasjonsadressen er spesifisert.

5. Sesjonslaget administrerer kommunikasjonsøkter mellom to interagerende brukere, bestemmer begynnelsen og slutten av en kommunikasjonsøkt, tid, varighet og modus for en kommunikasjonsøkt, synkroniseringspunkter for mellomkontroll og gjenoppretting under dataoverføring; Gjenoppretter forbindelsen etter feil under en kommunikasjonsøkt uten å miste data.

6. Representant – kontrollerer presentasjonen av data i den formen som kreves av brukerprogrammet, utfører datakomprimering og dekompresjon. Oppgaven til dette nivået er å konvertere data ved overføring av informasjon til et format som brukes i informasjon System. Når du mottar data dette nivået datarepresentasjon utfører den omvendte transformasjonen.

7. Påføringslag samhandler med applikasjonen nettverksprogrammer, visning av filer, og utfører også beregningsarbeid, informasjonsinnhenting, logiske transformasjoner av informasjon, overføring e-postmeldinger og så videre. hovedoppgaven Dette nivået skal gi et praktisk grensesnitt for brukeren.

På ulike nivåer utveksles ulike informasjonsenheter: biter, rammer, pakker, øktmeldinger, brukermeldinger.

Nettverksarkitektur. De vanligste arkitekturene.

Et datanettverk (CN) er et komplekst kompleks av sammenkoblede og koordinerte maskinvare- og programvarekomponenter. Maskinvarekomponenter lokalt nettverk er datamaskiner og diverse kommunikasjonsutstyr (kabelsystemer, huber osv.). Programvarekomponenter VS er operativsystemer (OS) og nettverksapplikasjoner.

Nettverket kan bygges i henhold til en av tre ordninger:

· peer-to-peer-nettverk - peer-to-peer-nettverk;

· nettverk basert på klienter og servere - et nettverk med dedikerte servere;

· et nettverk som inkluderer noder av alle typer - et hybridnettverk.

Nettverksarkitektur definerer hovedelementene i nettverket og karakteriserer dets helhet logisk organisering, teknisk støtte,programvare, beskriver kodingsmetoder. Arkitekturen definerer også driftsprinsippene og brukergrensesnittet.

Terminalarkitektur hoveddatamaskin– dette er konseptet informasjonsnettverk, der all databehandling utføres av en eller en gruppe vertsdatamaskiner. Arkitekturen som vurderes involverer to typer utstyr:

Hoveddatamaskinen hvor nettverksadministrasjon, datalagring og prosessering utføres;

Terminaler designet for å overføre kommandoer til vertsdatamaskinen for å organisere økter og utføre oppgaver, legge inn data for å fullføre oppgaver og oppnå resultater.

Peer-to-peer-arkitektur er konseptet med et informasjonsnettverk der ressursene er spredt over alle systemer. Denne arkitekturen er preget av at alle systemer i den har like rettigheter. Peer-to-peer-nettverk inkluderer små nettverk der en hvilken som helst arbeidsstasjon samtidig kan utføre funksjonene til en filserver og arbeidsstasjon.

Klient-server-arkitektur er et konsept for et informasjonsnettverk der hoveddelen av ressursene er konsentrert i servere som betjener deres klienter. Den aktuelle arkitekturen definerer to typer komponenter:

· Servere er objekter som tilbyr tjenester til andre nettverksobjekter basert på deres forespørsler. Service er prosessen med å betjene kunder.

· Klienter er arbeidsstasjoner som bruker serverressurser og leverer praktiske grensesnitt bruker. Brukergrensesnitt er prosedyrer for hvordan en bruker samhandler med et system eller nettverk. datavitenskap dataprosessornettverk

Klassifisering av datanettverk etter grad av geografisk fordeling. Hvordan nettverksenheter er koblet til hverandre.

I henhold til graden av geografisk distribusjon er nettverk delt inn i lokalt, by, bedrift, globalt osv. Lokalt nettverk (LAN - Lokalt område NetWork) er et nettverk som kobler sammen en rekke datamaskiner i et område begrenset av grensene til ett rom, en bygning eller en bedrift. Globalt nettverk(WAN - World Area NetWork) - et nettverk som kobler sammen datamaskiner som er geografisk fjerntliggende lange avstander fra hverandre. Den skiller seg fra lokal i mer omfattende kommunikasjon (satellitt, kabel, etc.). Det globale nettverket forbinder lokale nettverk. Bynett(MAN - Metropolitan Area NetWork) er et nettverk som betjener informasjonsbehovene til en stor by.

Spesialutstyr brukes til å koble til nettverksenheter:

Ш Nettverkskabler

o koaksial, bestående av to konsentriske ledere isolert fra hverandre, hvorav den ytre har utseendet som et rør;

o fiberoptisk;

o kabler på vridd par, dannet av to ledninger sammenflettet med hverandre, etc.

Ш Kontakter (kontakter) for tilkobling av kabler til en datamaskin, kontakter for tilkobling av kabelseksjoner.

Ш Nettverksgrensesnittadaptere for mottak og overføring av data. I henhold til en bestemt protokoll styres tilgangen til dataoverføringsmediet. Lokalisert i systemenheter datamaskiner koblet til nettverket. En nettverkskabel er koblet til adapterkontaktene.

Ш Transceivere forbedrer kvaliteten på dataoverføring over en kabel og er ansvarlige for å motta signaler fra nettverket og oppdage konflikter.

Ш Huber (huber) og svitsjhuber (svitsjer) utvider de topologiske, funksjonelle og hastighetsfunksjonene til datanettverk. En hub med et sett med forskjellige typer porter lar deg kombinere nettverkssegmenter med forskjellige kabelsystemer. Du kan koble enten en separat nettverksnode eller et annet hub eller kabelsegment til hubporten.

Ш Repeatere (repeatere) forsterker signaler som sendes langs en kabel over en lang kabellengde.

Nettverksarkitekturen definerer hovedelementene i nettverket, karakteriserer dets generelle logiske organisering, maskinvare, programvare og beskriver kodingsmetoder.

Arkitekturen definerer også driftsprinsippene og brukergrensesnittet.

I dette kurset Tre typer arkitekturer vil bli vurdert:

arkitektur terminal - hoveddatamaskin;

peer-to-peer-arkitektur;

klient-server-arkitektur.

Terminal - vertsdatamaskinarkitektur er et konsept for et informasjonsnettverk der all databehandling utføres av en eller en gruppe vertsdatamaskiner.

Ris. 1.3

Arkitekturen som vurderes involverer to typer utstyr:

Hoveddatamaskinen hvor nettverksadministrasjon, datalagring og prosessering utføres.

Terminaler designet for å overføre kommandoer til vertsdatamaskinen for å organisere økter og utføre oppgaver, legge inn data for å fullføre oppgaver og oppnå resultater.

Vertsdatamaskinen samhandler med terminalene gjennom dataoverføringsmultipleksere (MTD), som vist i fig. 1.3.

Et klassisk eksempel på en nettverksarkitektur med vertsdatamaskiner er systemets nettverksarkitektur ( Systemnettverk Arkitektur - SNA).

Peer-to-peer-arkitektur er konseptet med et informasjonsnettverk der ressursene er spredt over alle systemer. Denne arkitekturen er preget av at alle systemer i den har like rettigheter.

Peer-to-peer-nettverk inkluderer små nettverk der en hvilken som helst arbeidsstasjon samtidig kan utføre funksjonene til en filserver og en arbeidsstasjon. På peer-to-peer LAN diskplass og filer på hvilken som helst datamaskin kan deles. For at en ressurs skal bli delt, må den deles ved hjelp av tjenester fjerntilgang nettverk peer-to-peer operativsystemer. Avhengig av hvordan databeskyttelsen er satt opp, vil andre brukere kunne bruke filene umiddelbart etter at de er opprettet. Peer-to-peer LAN er bare gode nok for små arbeidsgrupper.

Ris. 1.4

Peer-to-peer LAN er den enkleste og billigste typen nettverk å installere. De krever på datamaskinen, bortsett fra nettverkskort og nettverksmedier, kun i drift Windows-systemer 95 eller Windows for Arbeidsgrupper. Ved å koble til datamaskiner kan brukere dele ressurser og informasjon.

Peer-to-peer-nettverk har følgende fordeler:

de er enkle å installere og konfigurere;

individuelle PC-er er ikke avhengige av en dedikert server;

brukere er i stand til å kontrollere ressursene sine;

lav pris og enkel betjening;

minimum maskinvare og programvare;

ikke behov for en administrator;

godt egnet for nettverk med ikke mer enn ti brukere.

Problemet med peer-to-peer-arkitektur er når datamaskiner går offline. I disse tilfellene forsvinner typene tjenester de leverte fra nettverket. Nettverksikkerhet kan kun brukes på én ressurs om gangen, og brukeren må huske så mange passord som nettverksressurser. Når du får tilgang til en delt ressurs, merkes et fall i datamaskinytelsen. Betydelig ulempe Peer-to-peer-nettverk mangler sentralisert administrasjon.

Bruken av en peer-to-peer-arkitektur utelukker ikke bruken av en terminal-vert-arkitektur eller en klient-server-arkitektur på samme nettverk.

Klient-server-arkitektur er et konsept for et informasjonsnettverk der hoveddelen av ressursene er konsentrert i servere som betjener deres klienter (fig. 1.5). Den aktuelle arkitekturen definerer to typer komponenter: servere og klienter.

En server er et objekt som gir tjenester til andre nettverksobjekter basert på deres forespørsler. Service er prosessen med å betjene kunder.

Ris. 1.5

Serveren jobber på ordre fra klienter og administrerer utførelsen av jobbene deres. Etter at hver jobb er fullført, sender serveren resultatene til klienten som sendte jobben.

Tjenestefunksjonen i klient-server-arkitekturen er beskrevet av et sett med applikasjonsprogrammer, i samsvar med hvilke ulike applikasjonsprosesser utføres.

En prosess som kaller en tjenestefunksjon ved hjelp av visse operasjoner kalles en klient. Dette kan være et program eller en bruker. I fig. 1.6 viser en liste over tjenester i klient-server-arkitekturen.

Klienter er arbeidsstasjoner som bruker serverressurser og gir praktiske brukergrensesnitt. Brukergrensesnitt er prosedyrer for hvordan en bruker samhandler med et system eller nettverk.

Oppdragsgiver er initiativtaker og bruker e-post eller andre servertjenester. I denne prosessen ber klienten om en tjeneste, etablerer en økt, får de resultatene den ønsker, og rapporterer fullføring.

Ris. 1.6

I nettverk med dedikerte filserver Et servernettverksoperativsystem er installert på en dedikert frittstående PC. Denne PC-en blir en server. Programvare(programvare) installert på arbeidsstasjonen lar den utveksle data med serveren. De vanligste nettverksoperativsystemene er:

NetWare fra Novel;

Windows NT fra Microsoft;

PÅ UNIX

I tillegg til nettverket operativsystem nettverk er nødvendig applikasjonsprogrammer, innse fordelene gitt av nettverket.

Serverbaserte nettverk har beste egenskaper og økt pålitelighet. Serveren eier hovednettverksressursene som andre arbeidsstasjoner får tilgang til.

I moderne klient-tjener-arkitektur skilles fire grupper av objekter ut: klienter, servere, data og nettverkstjenester. Klienter er lokalisert i systemer på brukerarbeidsstasjoner. Data lagres hovedsakelig på servere. Nettverkstjenester er delte servere og data. I tillegg administrerer tjenester databehandlingsprosedyrer.

Nettverksklient - serverarkitektur har følgende fordeler:

lar deg organisere nettverk med stort beløp arbeidsstasjoner;

gi sentralisert administrasjon av brukerkontoer, sikkerhet og tilgang, noe som forenkler nettverksadministrasjon;

effektiv tilgang til nettverksressurser;

brukeren trenger ett passord for å logge på nettverket og for å få tilgang til alle ressurser som brukerens rettigheter gjelder.

Sammen med fordelene med klient-server-nettverket har arkitekturen også en rekke ulemper:

en serverfeil kan gjøre nettverket ubrukelig, eller i det minste tap av nettverksressurser;

kreve kvalifisert personell for administrasjon;

har en høyere kostnad for nettverk og nettverksutstyr.

Nettverksarkitektur refererer til et sett med standarder, topologier og protokoller lavt nivå nødvendig for å skape et funksjonelt nettverk.

Over mange års utvikling nettverksteknologier mange forskjellige arkitekturer er utviklet. La oss se på dem.

Token Ring.

Teknologien ble utviklet av IBM på 1970-tallet og senere standardisert av IEEE i 802 Project som 802.5-spesifikasjonen. Den har følgende egenskaper:

· fysisk topologi - "stjerne";

· logisk topologi – "ring"

· dataoverføringshastighet – 4 eller 16 Mbit/s;

· overføringsmedium – tvunnet par (2 par brukes);

UTP – 150 m (for 4 Mbit/s)

STP – 300 m (for 4 Mbit/s)

eller 100 (for 16 Mbit/s);

· maksimal segmentlengde med repeatere:

UTP – 365 m

STP – 730 m

* maksimalt beløp datamaskiner per segment – ​​72 eller 260 (avhengig av kabeltype)

For å koble til datamaskiner i nettverk Token Ring MSAU-huber, uskjermet eller skjermet tvunnet par brukes (det er også mulig å bruke optisk fiber).

Til fordelene med arkitektur Token Ring Dette kan tilskrives den høye overføringsrekkevidden ved bruk av repeatere (opptil 730 m). Kan brukes i automatiserte systemer i virkeligheten.

Ulempene med arkitekturen er ganske høye kostnader og lav utstyrskompatibilitet.

Nettverksmiljø ARCNet ble utviklet av Datapoint Corporation i 1977. Det ble ikke en standard, men samsvarer med IEEE 802.4-spesifikasjonen. Det er en enkel, fleksibel og rimelig arkitektur for små nettverk(opptil 256 datamaskiner) er preget av følgende parametere:

· fysisk topologi – "buss" eller "stjerne";

· logisk topologi – "buss"

· tilgangsmetode – token-overføring;

· dataoverføringshastighet – 2,5 eller 20 Mbit/s;

· overføringsmedium – tvunnet par eller koaksialkabel;

· maksimal størrelse ramme – 516 byte;

· overføringsmedium – tvunnet par eller koaksialkabel

maksimal segmentlengde:

For tvunnet par – 244 m (for enhver topologi)

For koaksialkabel – 305 m eller 610 m (for henholdsvis buss- eller stjernetopologi).

Huber brukes til å koble til datamaskiner. Hovedtypen kabel er koaksial type RG-62. Twisted pair og optisk fiber støttes også. BNC-kontakter brukes for koaksialkabler, RJ-45-kontakter brukes for tvunnet par kabler. Den største fordelen er den lave kostnaden for utstyr og relativt lang rekkevidde.

AppleTalk.

Proprietært nettverksmiljø foreslått av Apple i 19883 og bygget inn Macintosh-datamaskiner. Den inkluderer et helt sett med protokoller som tilsvarer OSI-modellen. På nettverksarkitekturnivået brukes LokalTalkФ-protokollen, som har følgende egenskaper:

· topologi – "buss" eller "tre";

· tilgangsmetode – CSMA/CA;

· dataoverføringshastighet – 230,4 Kbps;

· dataoverføringsmedium – skjermet tvunnet par;

· maksimal nettverkslengde – 300 m;

· maksimalt antall datamaskiner – 32.

Den svært lave båndbredden har ført til at mange produsenter tilbyr utvidelsesadaptere som lar AppleTalk jobbe med nettverksmiljøer med høy båndbredde – EtherTalk, TokenTalk, FDDITalk. I lokale nettverk bygget på IBM-kompatible datamaskiner, er AppleTalk-nettverksmiljøet praktisk talt ikke funnet.

100VG-AnyLAN.

Arkitektur 100VG-AnyLAN ble utviklet på 90-tallet av AT&T og Hewlett-Packard for å kombinere Ethernet- og Token Ring-nettverk. I 1995 fikk denne arkitekturen IEEE 802.12 standardstatus. Hun har følgende parametere:

· topologi - "stjerne";

· tilgangsmetode – etter forespørselsprioritet;

· dataoverføringshastighet – 100 Mbit/s;

· overføringsmedium – tvunnet par kategori 3, 4 eller 5 (alle 4 parene brukes);

· maksimal segmentlengde (for HP-utstyr) – 225 m.

På grunn av kompleksiteten og høy kostnad utstyr er foreløpig praktisk talt ikke brukt.

Arkitektur for hjemmenettverk.

Hjemme PNA.

I 1966 hele linjen Bedrifter har gått sammen for å lage en standard som gjør at hjemmenettverk kan bygges ved hjelp av vanlig telefonledning. Resultatet av dette arbeidet var utseendet til arkitektur i 1998 Hjemme PNA 1.0 og deretter Hjemme PNA 2.0, Hjemme PNA3.0. Deres korte egenskaper:

Tabell nr. 1. Sammenligning av standarder Hjemme PNA.

Alle disse standardene bruker den mest populære metoden for mediumtilgang – CSMA/CD; som medium - telefonkabel; RJ-11 telefonkontakter brukes som kontakter. Enheter Hjemme PNA kan fungere med både tvunnet par og koaksialkabel, og overføringsrekkevidden øker betraktelig.

Det skal ikke glemmes telefonlinjer i Russland oppfyller ikke standardene til utviklede land både i kvalitet og dekning. Adapterprisene er ganske høye. Imidlertid kan denne arkitekturen betraktes som et alternativ for trådløse nettverk i kontorbygg og boligbygg.

Hjemmenettverk basert på elektriske ledninger.

Denne teknologien har dukket opp nylig og kalles Home PLC. Utstyret er tilgjengelig for salg, men er ennå ikke populært.

HomePlug nettverksparametere:

· topologi – "buss";

· dataoverføringshastighet – opptil 85 Mbit/c$

· tilgangsmetode – CSMA/CD;

· overføringsmedium – elektriske ledninger;

Ulemper med nettverk Hjemme-PLS– usikkerhet mot avlytting, som krever obligatorisk bruk av kryptering og større følsomhet for elektrisk interferens. Dessuten er slik teknologi fortsatt dyr.

Teknologier som brukes i moderne lokale nettverk.

Ethernet.

Arkitektur Ethernet kombinerer et helt sett med standarder som har begge deler vanlige trekk, og utmerket. Det ble opprinnelig laget av Xerox på midten av 70-tallet og var et overføringssystem med en hastighet på 2,93 Mbit/s. Etter avslutning med deltakelse av DEC og Intel-arkitektur Ethernet fungerte som grunnlaget for IEEE 802.3-standarden vedtatt i 1985, som definerte følgende parametere for den:

· topologi – "buss";

· tilgangsmetode – CSMA/CD;

· overføringshastighet – 10 Mbit/s;

· overføringsmedium – koaksialkabel;

· bruk av terminatorer er obligatorisk;

· maksimal lengde på et nettverkssegment – ​​opp til 500 m;

· maksimal nettverkslengde – opptil 2,5 km;

· maksimalt antall datamaskiner i et segment – ​​100;

· maksimalt antall datamaskiner på nettverket er 1024.

Den originale versjonen ga bruk av to typer koaksialkabel, "tykk" og "tyn" (henholdsvis standardene 10Base-5 og 10Base-2).

På begynnelsen av 90-tallet dukket det opp en spesifikasjon for å bygge Ethernet-nettverk ved bruk av tvunnet par (10Base-T) og optisk fiber (10Base-FL). I 1995 ble den utgitt IEEE standard 802.3u, gir overføring med hastigheter på opptil 100 Mbit/s. I 1998 dukket standarden IEEE 802.3z og 802.3ab opp, og i 2002, IEEE802.3 ae. Sammenligning av standarder er gitt i tabell nr. 12.2.

Tabell nr. 12.2. Kjennetegn på ulike Ethernet-standarder.

Gjennomføring	Hastighet Mbit/s	Topologi	Overføringsmedium	Maksimal lengde kabel, m
Ethernet
10Base-5		"dekk"	Tykk koaksialkabel
10Base-2		"dekk"	Tynn koaksialkabel	185; realistisk opp til 300
10Base-T		"stjerne"	vridd par
10Base-FL		"stjerne"	optisk fiber	500 (knutepunktstasjon); 200 (mellom konsertledere)
Rask Ethernet
100Base-TX		"stjerne"	Kategori 5 tvunnet par (2 par brukt)
100Base-T4		"stjerne"	Twisted pair kategori 3,4, 5 (fire par brukes)
100Base-FX		"stjerne"	Multimode eller singlemode fiber	2000 (flermodus) 15 000 (enkeltmodus) realistisk - opptil 40 km
Gigabit Ethernet
1000Dase-T		"stjerne"	Twisted pair-kabel kategori 5 eller høyere
1000Dase-CX		"stjerne"	Spesialkabel STR type
1000Dase-SX		"stjerne"	optisk fiber	250-550 (multimodus), avhengig av type
1000Dase-LX		"stjerne"	optisk fiber	550 (multi-modus); 5000 (enkeltmodus); realistisk – opptil 80 km
10 Gigabit Ethernet
10GDase-x		"stjerne"	optisk fiber	300-40000 (avhengig av kabeltype og laserbølgelengde)

En ulempe med Ethernet-nettverk er bruken av CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) medietilgangsmetode. Etter hvert som antallet datamaskiner øker, øker antallet kollisjoner, noe som reduseres gjennomstrømning nettverk og øker rammeleveringstiden. Derfor den anbefalte belastningen Ethernet-nettverk nivået anses å være 30-40 % av felles band overføring. Denne ulempen elimineres enkelt ved å erstatte huber med broer og brytere som kan isolere dataoverføring mellom to datamaskiner på nettverket fra andre.

Det er mange fordeler med Ethernet. Selve teknologien er enkel å implementere. Kostnaden for utstyret er ikke høy. Nesten alle typer kabel kan brukes. Derfor kan denne nettverksarkitekturen i dag sies å være dominerende.

Trådløst nettverk

Wi-Fi er en teknologi som er populær i verden og i rask utvikling i Russland, og gir trådløs tilkobling. mobilbrukere til det lokale nettverket og Internett (fig. 12.5).

802.11-standarden spesifiserer bruken av kun halv-dupleks-sendere/mottakere, som ikke kan sende og motta informasjon samtidig. Derfor bruker alle standarder CSMA/CA (kollisjonsunngåelse) som medietilgangsmetode for å unngå kollisjoner.

Den største ulempen Wi-Fi-nettverk er en kort dataoverføringsrekkevidde, som ikke overstiger 150 m (maksimalt 300 m) for de fleste enheter i åpent rom og bare noen få meter innendørs.

Dette problemet løser WiMAX-arkitekturen, utviklet innenfor rammen av arbeidsgruppe IEEE 802.16. Implementeringen av denne teknologien, som også bruker radiosignaler som overføringsmedium, vil gi brukerne høyhastighets trådløs tilgang på avstander på opptil flere titalls km (fig. 10.6.).

Ris. 12.6. Trådløs tilkobling mobilbrukere til det lokale nettverket og Internett (opptil titalls km).

Ny teknologi Bluetooth bruker et 2,4 GHz radiosignal. Hun har lavt energiforbruk, som gjør at den kan brukes i bærbare enheter - bærbare datamaskiner, mobiltelefoner(Fig. 12.7.)

Ris. 12.7. Trådløs tilkobling av mobilbrukere til lokalnettet og Internett (opptil ti meter).

Bluetooth krever praktisk talt ingen oppsett. Den har lav rekkevidde (opptil 10 meter) ved 400-700 Kbps.

Distribuert databehandlingsspesialisering:

Nettverk og protokoller;

Multimedia nettverkssystemer;

Distribuert databehandling;