Назва роботи: Структуризація мереж
Предметна область: Інформатика, кібернетика та програмування
Опис: Типові топології невеликих мереж мають властивість однорідності, тобто всі комп'ютери в такій мережі мають однакові права щодо доступу до інших комп'ютерів. Така однорідність структури робить простий процедуру нарощування числа комп'ютерів, полегшує обслуговування і експлуатацію мережі.
Розмір файлу: 238 KB
Роботу скачали: 12 чол.
Типові топології невеликих мереж мають властивість однорідності. тобто всі комп'ютери в такій мережі мають однакові права щодо доступу до інших комп'ютерів. Така однорідність структури робить простий процедуру нарощування числа комп'ютерів, полегшує обслуговування і експлуатацію мережі.
Однак при побудові великих мереж використання типових структур породжує різні обмеження:
- на довжину зв'язку між вузлами;
- на кількість вузлів в мережі;
- на інтенсивність трафіку, що породжується вузлами мережі.
Для зняття цих обмежень використовуються спеціальні методи структуризації мережі і спеціальне обладнання # 151; повторювачі, концентратори, мости, комутатори, маршрутизатори.
Устаткування такого роду називають комунікаційним.
Слід зазначити, що конфігурація фізичних зв'язків визначається електричними з'єднаннями обладнання між собою і може відрізнятися від логічних зв'язків. Логічні зв'язки являють собою маршрути передачі даних між вузлами мережі і утворюються шляхом відповідної настройки комунікаційного обладнання.
Фізична структуризація мережі.
Найпростіше з комунікаційних пристроїв # 151; повторювач (repeator) # 151; використовується для фізичного з'єднання різних сегментів кабелю локальної мережі з метою збільшення загальної довжини мережі. Повторювач передає сигнали, що приходять з одного сегмента мережі, в інші її сегменти.
Повторювач (Малюнок 47.) дозволяє подолати обмеження на довжину ліній зв'язку за рахунок поліпшення якості сигналу # 151; відновлення його потужності і амплітуди, поліпшення фронтів і т. п.
Малюнок 47. Повторювач
Це приклад двухпортового повторювача.
Повторювач, який має кілька портів і з'єднує кілька фізичних сегментів, часто називають концентратором (concentrator) або хабом (hub).
Концентратори повторюють сигнали, що прийшли з одного зі своїх портів, на інших своїх портах.
Концентратор завжди змінює фізичну топологію мережі, але при цьому залишає без зміни її логічну топологію (Малюнок 48.).
Малюнок 48. Фізична і логічна структуризація мережі
Логічна структуризація мережі.
Найбільш важливою проблемою, нерозв'язною шляхом фізичної структуризації, залишається проблема перерозподілу трафіка, що передається між різними фізичними сегментами мережі. Дуже часто найбільш інтенсивний обмін даними спостерігається між комп'ютерами, що належать до однієї підмережі, і тільки невелика частина звернень відбувається до ресурсів комп'ютерів, що знаходяться поза локальних робочих груп (80/20).
Мережа з типовою топологією, в якій всі фізичні сегменти розглядаються в якості однієї розділяється середовища, виявляється неадекватною структурі інформаційних потоків у великій мережі. Поширення трафіку, призначеного для комп'ютерів деякого сегмента мережі, тільки в межах цього сегмента, називається локалізацією трафіку.
На малюнку 49 показаний приклад мережі побудованої на концентраторах. У такій мережі локалізація трафіку неможлива.
Малюнок 49. Мережа на основі концентраторів
Логічна структуризація мережі # 151; це процес розбиття мережі на сегменти з локалізованим трафіком.
Для логічної структуризації мережі використовуються такі комунікаційні пристрої, як мости, комутатори, маршрутизатори і шлюзи.
Малюнок 50 Побудова мережі на основі моста
Комутатор (switch. Switching hub) за принципом обробки кадрів нічим не відрізняється від моста. Однак його порти оснащені спеціалізованими мікропроцесорами, які обробляють кадри по алгоритму моста незалежно від процесорів інших портів, тобто обробка йде в паралельному режимі, що різко підвищує продуктивність.
Малюнок 51. Побудова мережі на основі маршрутизатора
Маршрутизатор більш надійно і ефективно, ніж мости, ізолюють трафік окремих частин мережі один від одного. Крім цього вони виконують вибір найбільш раціонального маршруту в мережі із замкнутими контурами з декількох можливих. Інший дуже важливою функцією маршрутизаторів є їх здатність зв'язувати в єдину мережу підмережі, побудовані з використанням різних мережевих протоколів.
Крім перерахованих пристроїв окремі частини мережі може з'єднувати шлюз (gateway). Зазвичай основною причиною, по якій в мережі використовують шлюз, є необхідність об'єднати мережі з різними типами системного і прикладного програмного забезпечення. Як побічний ефект шлюз забезпечує і локалізацію трафіка.
Великі мережі практично ніколи не будуються без логічної структуризації. Для окремих сегментів і підмереж характерні однорідні типові топології базових технологій, і для їх об'єднання завжди використовується обладнання, що забезпечує локалізацію трафіка, # 151; мости, комутатори, маршрутизатори і шлюзи.
Стеки комунікаційних протоколів
Стек OSI (Open System Interconnection).
Цей стек, на відміну від моделі, являє собою набір цілком конкретних специфікацій протоколів для всіх семи рівнів взаємодії. Найбільш популярними протоколами стека OSI є прикладні протоколи. До них відносяться: протокол передачі файлів FTAM. протокол емуляції терміналу VTP. протоколи довідкової служби X .500, електронної пошти X .400 і ряд інших. Протоколи стека OSI відрізняє велика складність і неоднозначність специфікацій, так як розробники прагнули врахувати всі існуючі і з'являються технології. Через свою складність протоколи OSI вимагають великих витрат обчислювальної потужності центрального процесора, що прийнятно для мейнфреймів, а не для персональних комп'ютерів.
стек OSI # 151; міжнародний, незалежний від виробників стандарт. Одним з найбільших виробників, що підтримують цей стек, є компанія AT T. її Stargroup повністю базується на цьому стеку.
Стек TCP / IP (Transfer Control Protocol / Internet Protocol).
Сьогодні цей стек є одним з найпоширеніших, він використовується в мережі Internet і багатьох локальних мережах. Стек TCP / IP на нижньому рівні підтримує всі популярні стандарти фізичного і канального рівнів. За довгі роки використання він увібрав в себе велику кількість протоколів прикладного рівня: протокол пересилки файлів FTP. протокол емуляції терміналу telnet. поштовий протокол SMTP. гіпертекстові сервіси служби WWW і багато інших.
У стеці TCP / IP дуже економно використовуються можливості широкомовних розсилок. Ця властивість абсолютно необхідна при роботі на повільних каналах зв'язку, характерних для територіальних мереж.
Стек IPX / SPX (Internetwork Packet Exchange / Sequenced Packet Exchange).
Це оригінальний стек протоколів фірми Novell. Багато особливості стека IPX / SPX обумовлені орієнтацією на роботу в локальних мережах невеликих розмірів, що складаються з персональних комп'ютерів зі скромними ресурсами. Адаптація їх роботи в великих корпоративних мережах усуває їх перевантаження широкомовними пакетами, які інтенсивно використовуються декількома протоколами цього стека (наприклад, для встановлення зв'язку між клієнтами і серверами). Вимагає отримання ліцензії від фірми Novell.
Стек NetBIOS / SMB (Network Basic Input-Output System / Server Message Block).
Використовує протокол NetBEUI (NetBIOS Extended User Interface), що споживає небагато ресурсів і призначений для мереж, що мають не більше 200 робочих станцій. З його допомогою неможлива маршрутизація пакетів, що обмежує його застосування однотипними локальними мережами. На основі протоколу SMB реалізується файлова служба, служба друку і передачі повідомлень між додатками.
У таблиці 1 показано відповідність деяких, найбільш популярних протоколів рівням моделі OSI.