Локальные вычислительные сети с общей шиной

Способ, который применяется при компьютерном соединении, называется топологией сети. Существует несколько распространенных разновидностей, каждая из них имеет свои положительные и отрицательные стороны, которые нужно учитывать при планировании работы.

Видео:Виды топологий локальных сетей | Звезда, кольцо, шинаСкачать

Что это такое

Когда используется локальная сеть «шина», предусмотрен один основной кабель, к которому подсоединены все компьютеры. Такую топологию называют «шиной», «магистралью» или «общей шиной».

Видео:Основы компьютерных сетей - принципы работы и оборудованиеСкачать

Какой она может быть

Чтобы выбрать наиболее эффективный способ подсоединения компьютеров и оборудования в общую сеть, необходимо учитывать их количество. Если соединятся менее десяти устройств при помощи рассматриваемой топологии, то этот способ будет эффективным.

Обратите внимание! Если устройств в ЛВС будет намного больше, то данное решение — неэффективно. В таком случае сеть организуют на основе серверов.

Различия между этими двумя способами состоят в следующем:О

• В одноранговой сети все компьютеры участвуют на равных порах. Поэтому при наращивании количества информационные каналы перегружаются.
• Использование выделенных серверов означает, что основные данные и используемые приложения находятся на серверах и предоставляют их для пользования остальным компьютерам. Кроме перечисленного, именно они осуществляют необходимые подключения к внешним устройствам, определяют маршруты следования информационных сообщений, проводят управление всей локальной сетью.

Видео:Занятие 4-2. Локальные сети (базовые понятия). Общая шина и метод доступа к общей разделяемой средеСкачать

Сравнение с другими топологиями

Кроме рассматриваемой топологии широкое распространение имеют другие: «звезда» и «кольцо».

Обратите внимание! Если сравнивать «шину» с ними, то можно выделить достоинства и недостатки.

Достоинства

Выбор данной конфигурации имеет важные плюсы:

• в данном случае настройка сети делается относительно просто;
• стоимость проведения работ будет меньшей по сравнению с использованием других топологий;
• выполнение монтажа является менее сложным, чем в аналогичном случае;
• необходимо учитывать вероятность выхода одного или нескольких компьютеров из строя — при такой схеме подключения это не нанесет ущерба работе остальной подключенной техники.

Недостатки

Однако такому решению присущи также некоторые недостатки:

• уязвимость в случае неисправности основной шины, к которой подсоединены компьютеры — при этом выйдет из строя вся структура;
• при такой архитектуре поиск неисправностей является довольно сложным;
• важный минус состоит в том, что только один компьютер в каждый момент времени может осуществлять передачу;
• если необходимо подключить новые компьютеры, то возникают проблемы с проведением масштабирования — придется вносить изменения в ранее существовавший отрезок сети.

Преимущества и недостатки шинной топологии

Ее простота монтажа и низкая стоимость компенсируются наличием более сложного управления.

Обратите внимание! Последнее выражается, в частности, в сложности диагностики и исправления ошибок, изоляции возникших проблем от остальной части локальной сети.

Видео:Компоненты локальной сети Устройства связиСкачать

Примеры

Долгое время по такой топологии строили сети на основе использования коаксиального кабеля. Его проводили через все комнаты, в которых находились подключаемые компьютеры. Для вывода на каждое из устройств использовались Т-коннекторы. Один из их выходов был подключен к сетевой плате соответствующего компьютера.

Видео:Организация корпоративной сети. Разводим интернет по образовательному учреждению. ТРУДНОСТИ.Скачать

Монтаж домашних локальных компьютерных сетей топологии «шина»

Согласно стандартам, монтаж сетей с топологией «шина» может выполняться в соответствии с одной из следующих технологий. Каждая из них имеет свои важные особенности.

Обратите внимание! В обоих случаях регламентировано обязательное использование коаксиального кабеля. Но для 10BASE-2 применяется тонкий вариант, а для 10BASE-5 — толстый кабель.

Монтаж локальных сетей топологии «шина» технологией 10BASE-2 Ethernet

Для одноранговой локальной сети с общей шиной используемые типы кабеля — RG-58 и PK-50. Этот вариант требует при монтаже меньших усилий по сравнению со вторым, но качество работы при этом ниже. Такой способ более выгоден для небольших домашних или офисных сетей. Они менее масштабны, но и стоят гораздо дешевле.

Здесь предусмотрены следующие ограничения:

• Имеет главный кабель, который может быть разбит на несколько сегментов (не более пяти), соединенных репитерами. Длина каждого из них не может превышать 185 метров.
• Общая длина главного кабеля, включающая в себя все сегменты, не должна превышать 925 метров.
• К каждому из отрезков коаксиального кабеля допустимо не более 30 подключений.

Читайте также: Каким должно быть давление в шинах для грузового автомобиля

Важно! Определено минимальное расстояние между проводами, подсоединяющими соседние компьютеры к шине. Оно составляет 0,5 метра.

Монтаж локальных сетей топологии «шина» технологией 10BASE-5 Ethernet

Этот вариант создания сети более дорогой, но у него имеется больше возможностей. Он допускает создание более масштабного соединения, отличается высокими надежностью и качеством работы.

У рассматриваемой технологии меньшие ограничения по сравнению с предыдущим вариантом.

Здесь должны быть соблюдены следующие правила:

• Количество сегментов может быть не больше пяти.
• Допустимая длина сегмента составляет 500 метров.
• Общая длина кабеля может доходить до 2,5 километра.
• Теперь возросло предельное количество устройств для подключения к каждому сегменту — теперь оно достигает ста устройств.
• Ближайшие компьютеры не могут подключаться к основному кабелю на расстоянии, меньшем 2,5 метра.

Важно! Для обоих рассматриваемых технологий максимальная пропускная способность составляет 10 Мбит в секунду.

Еще одним достоинством варианта 10BASE-5 Ethernet является более высокая механическая прочность.

Видео:Ethernet на пальцахСкачать

Топология и ее многозначительность

При выборе топологии важно понимать, что речь идет не только о расположении компьютеров и местах прокладки кабеля. Этот термин в литературе упоминается в различных смыслах.

Под ним в различных случаях могут понимать следующее:

• Расположение составляющих элементов сети.
• Могут иметь в виду логическую топологию. В этом случае предметом рассмотрения является характер распространения информационных сигналов, иерархия связей в сети.
• В некоторых случаях имеется в виду топология операций обмена данными. Она может быть смешанной — сочетать различные схемы. Здесь речь идет об организации операций захвата управления шиной между различными компьютерами и порядке передачи такого права между различными устройствами в сети. Оно может, например, передаваться по кругу.
• При рассмотрении информационной топологии важное значение имеет организация информационных потоков в сети.

Чтобы пояснить сказанное, можно привести следующий пример. Возможна ситуация, когда физическое подключение устройств происходит на основе применения топологии шины. Таким же образом будет организована логическая топология.

Обратите внимание! Однако информационная может предусматривать, что информационные потоки устроены на основе использования одного компьютера в качестве главного. То есть информация будет передаваться ему, а потом от него нужному компьютеру. Здесь будет применен принцип звезды.

А передача управления от одного элемента другому будет осуществляться по эстафетному принципу. Он состоит в кольцевой передаче такого права между устройствами и соответствует типу подсоединения «кольцо».

При создании локальной сети важно правильно выбрать подходящую топологию. Использование шины в некоторых случаях может быть наиболее подходящим решением.

Видео:Топологии сетей | Курс "Компьютерные сети"Скачать

Раздел 3. Локальные вычислительные сети

1. ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ ЛВС

Локальная вычислительная сеть (ЛВС, локальная сеть / Local Area Network — LAN) — сеть передачи данных со скоростью, как правило, не менее 1 Мбит/с, обеспечивающая связь на небольших расстояниях — от нескольких десятков метров до нескольких километров.

1.1. Характерные особенности ЛВС

Территориальный охват — от нескольких десятков метров до нескольких километров. Оборудование, подключаемое к ЛВС, может находиться в одном или нескольких соседних зданиях.

Соединяет обычно персональные компьютеры и другое электронное офисное оборудование, позволяя пользователям обмениваться информацией и совместно использовать ресурсы, например, принтеры, модемы и устройства для хранения данных.

Отсутствует АПД, так как сигналы передаются в «естественной» цифровой форме.

В качестве устройства сопряжения ЭВМ с сетью связи используется сетевой адаптер.

Сравнительно простые топологии: «общая шина», «кольцо», «звезда».

Отсутствует маршрутизация (3-й уровень модели OSI).

ЛВС являются частными и не содержат арендованные каналы, однако могут иметь шлюзы в коммутируемые сети общего пользования или другие частные сети.

1.2. Возможности, предоставляемые пользователям ЛВС

Разделение файлов, обеспечивающее одновременную работу многих пользователей с одними и теми же файлами.

Читайте также: Давление в шинах киа рио 15 радиус лето

Передача файлов, обеспечивающая быстрое копирование с одной ЭВМ на другую без использования дискет.

Разделение прикладных программ, позволяющее разным пользователям использовать одну и ту же копию программы.

Сравнительно небольшие затраты на построение сети.

Высокая скорость передачи данных, как правило, более 1 Мбит/с (1-100 Мбит/с и более).

Простота сетевого оборудования и организации кабельной системы.

Эффективное использование всех общих ресурсов (ПК, принтеров, факсов, дисковой памяти, программ, баз данных и т.д.).

Примеры ЛВС: Ethernet, Token Ring, FDDI, Arcnet.

В общем случае ЛВС включает в себя:

множество ЭВМ, обычно персональных компьютеров (ПК), называемых рабочими станциями;

сетевые адаптеры, представляющие собой электронную плату для сопряжения ПК со средствами коммуникации;

среду передачи, представляющую собой совокупность средств коммуникаций (коммуникационная сеть, сеть связи), объединяющая все ПК в единую вычислительную сеть и реализованная в виде кабельной системы или радиосистемы связи.

Сетевые адаптеры — СА (платы, карты) предназначены для сопряжения ПК со средствами коммуникации с учетом принятых в данной сети правилами обмена информацией.

Перечень функций, возлагаемых на СА, зависит от конкретной сети и, в общем случае может быть разбит на две группы:

1) магистральные функции, обеспечивающие сопряжение адаптера с ПК;

2) сетевые функции, обеспечивающие организацию обмена в сети.

Под магистральными (канальными, шинными) функциями СА понимается организация сопряжения с системной магистралью ПК.

К магистральным функциям СА относятся:

1) электрическое буферирование сигналов магистрали;

2) распознавание собственного адреса на магистрали (так называемая селекция или дешифрация адреса);

3) обработка стробов обмена на магистрали (выработка внутренних управляющих сигналов).

К сетевым функциям СА относятся функции, реализующие принятый в сети протокол обмена. Сетевые функции обычно реализуются аппаратно, однако иногда часть функций может быть реализована программно в ПК.

К сетевым функциям СА относятся:

1) гальваническая развязка ПК и средств коммуникации; необязательная функция, отсутствующая при некоторых типах среды передачи данных (оптоволокно, радиоканал);

2) преобразование уровней сигналов из логических в сетевые при передаче данных и из сетевых в логические при приеме;

3) кодирование сигналов при передаче и декодирование при приеме; отсутствует при использовании в сети простейшего кода NRZ;

4) распознавание своего пакета при приеме;

5) преобразование кода: параллельного в последовательный при передаче и последовательного в параллельный при приеме;

6) буферирование передаваемых и принимаемых данных в буферном ОЗУ;

7) проведение арбитража обмена по сети (контроль состояния сети, разрешение конфликтов и т.д.);

8) подсчет контрольной суммы пакета при передаче и приеме.

Первые четыре функции всегда реализуются аппаратно, остальные могут быть реализованы программно, что естественно снижает скорость обмена.

Алгоритм функционирования СА при передаче пакетов сводится к последовательности следующих этапов (при приеме последовательность обратна по отношению к нижеприведенной).

1. Передача данных. Данные передаются из ОЗУ ПК в адаптер или из адаптера в память ПК через программируемый канал ввода/вывода, канал прямого доступа к памяти или разделяемую память.

2. Буферизация. Необходима для хранения данных во время обработки в СА и обеспечения согласования между собой скоростей передачи и обработки информации различными компонентами ЛВС.

3. Формирование пакета. Сетевой адаптер:

разделяет данные (сообщение) на пакеты при передаче и объединяет пакеты в сообщение при приеме; размер пакета определяется типом сети: для Ethernet — 1500 байт; для Token Ring — до 4-х Кбайт;

добавляет к пакету заголовок и концевик, представляющие собой оболочки физического уровня.

4. Доступ к кабелю. Сетевой адаптер проверяет возможность передачи пакета в линию связи: для Ethernet проверяется незанятость линии связи; для Token Ring — наличие маркера. При приеме пакета этот этап отсутствует.

5. Преобразование данных из параллельной формы в последовательную при передаче и из последовательной формы в параллельную при приеме.

Читайте также: Шины для грузовиков белшина

6. Кодирование/декодирование данных. Формируются электрические сигналы, используемые для представления данных. Большинство СА используют для этих целей Манчестерское кодирование, не требующее передачи синхронизирующих сигналов для распознавания единиц и нулей по уровням сигналов. Вместо этого для представления 1 и 0 используется перемена полярности сигнала.

7. Передача/прием импульсов. Закодированные электрические импульсы передаются в линию связи. (При приеме импульсы принимаются из линии связи и направляются на декодирование).

Кроме этих этапов при приеме СА вместе с программным обеспечением ПК распознают и обрабатывают ошибки, возникающие из-за электрических помех, конфликтов в сетях со случайным доступом или из-за плохой работы оборудования.

Большинство СА устанавливаются в один из слотов материнской платы ПК. Для портативных ПК, которые не имеют слотов расширения, разработаны СА, подключаемые к параллельному порту компьютера. Такие устройства называются карманными сетевыми адаптерами.

В ЛВС наиболее широкое распространение получили следующие топологии.

1. «Шина» (bus), представляющая собой кабель, именуемый магистралью или сегментом, к которому подключены компьютеры.

Данные, передаваемые по шине, адресуются конкретному компьютеру, причем в каждый момент времени передачу может вести только один компьютер.

На производительность сети (скорость передачи данных) влияют следующие факторы:

количество компьютеров в сети и их технические параметры;

интенсивность (частота) передачи данных;

тип работающих сетевых приложений;

расстояние между компьютерами в сети.

Для предотвращения отражения электрических сигналов на каждом конце кабеля устанавливают терминаторы, поглощающие отраженные сигналы.

При нарушении целостности сети (обрыв или отсоединение кабеля), а также при отсутствии терминаторов, сеть «падает» и прекращает функционировать.

2. «Звезда» (star), в которой все компьютеры подключаются к центральному компоненту – концентратору (рис.2).

Подключение кабеля и управление конфигурацией сети централизованы.

значительный расход кабеля для территориально больших сетей;

низкая надежность (при выходе из строя концентратора).

3. «Кольцо» (ring). Сигналы передаются по кольцу в одном направлении и проходят через каждый компьютер. В отличие от пассивной топологии «шина», каждый компьютер выступает в роли повторителя, усиливая сигналы и передавая их следующему компьютеру.

В зависимости от способа передачи сигналов различают:

1) пассивные топологии, в которых компьютеры только «слушают» передаваемые по сети данные, но не перемещают их от отправителя к получателю;

2) активные топологии, в которых компьютеры регенерируют сигналы и передают их по сети.

Одноранговые (равноранговые) сети (peеr-to-peеr) — сети с равноправными компьютерами, которые могут использовать ресурсы друг друга. Некоторые одноранговые сети позволяют использовать компьютеры как в качестве рабочей станции в составе сети, так и в качестве выделенного и невыделенного сервера.

Архитектура одноранговой сети оправдана, если:

количество пользователей не превышает 10;

пользователи расположены компактно;

вопросы защиты данных не критичны;

имеется необходимость повысить производительность и эффективность офисной деятельности путем совместного использования файлов и периферийного оборудования, т.е. в сети планируется использование ПК с разнообразными периферийными устройствами (у одного ПК имеется лазерный принтер, у другого — модем, у третьего — большой винчестер).

простота построения и эксплуатации (нет необходимости в сетевом администрировании).

небольшой размер сети, объединяющей обычно не более 10 пользователей (компьютеров), образующих рабочую группу;

трудно обеспечить должную защиту информации при большом размере сети.

Основными одноранговыми сетевыми операционными системами являются:

LANtastic (фирмы Artisoft) — имеет развитые средства защиты данных и интегрированные приложения для коллективной работы (электронная почта и календарное планирование);

PowerLan (Performance Technology) — хорошо подходит для рабочих групп небольшого и среднего размеров и может использоваться для подключения к большим ЛВС

Поддержка одноранговых сетей встроена также в операционные системы Windows фирмы Microsoft (Windows NT Workstation, Windows for Workgroups, Windows 95 и др.).

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

• Свежие записи
  • Нужно ли менять пружины при замене амортизаторов
  • Скрипят амортизаторы на машине что делать
  • Из чего состоит стойка амортизатора передняя
  • Чем стянуть пружину амортизатора без стяжек
  • Для чего нужны амортизаторы в автомобиле

  
  

  источники:

  https://fasad-adelante.ru/lokalnye-vychislitelnye-seti-s-obschey-shinoy

  🔥 Видео

  настройка локальной сети часть 1Скачать

  

  Модель OSI | 7 уровней за 7 минутСкачать

  

  Соединение офисов общей сетью - часть 2Скачать

  

  Построение крупной локальной сетиСкачать

  

  Дизайн сети предприятия. Секрет успешного проектирования.Скачать

  

  Маршрутизатор. Коммутатор. Хаб. Что это и в чем разница?Скачать

  

  Классификация сетей | Курс "Компьютерные сети"Скачать

  

  Локальные и глобальные компьютерные сети | Информатика 9 класс #22 | ИнфоурокСкачать

  

  4.Основы документирования сетей. Структурная схема сетиСкачать

  

  Что такое локальная сетьСкачать

  

  Что такое TCP/IP: Объясняем на пальцахСкачать

  

  Принципы работы компьютерных сетейСкачать

  

  Соединение офисов общей сетьюСкачать