Последовательное по общей шине (8 видео)

Полностью название этого раздела должно бы звучать так: «Компьютерные сети как основа сети Интернет». И действительно, Интернет — это не что иное, как совокупность компьютеров и компьютерных систем, поэтому считаю неверным начинать разговор об Интернете, не рассмотрев типы компьютерных соединений. Итак, компьютерные сети.

При использовании компьютеров часто возникает проблема передачи данных с одного компьютера на другой. Передать данные можно при помощи внешних носителей — компакт-дисков, переносных жестких дисков и других носителей. Но этот способ подходит, если мы обмениваемся данными нечасто, а компьютеры находятся недалеко друг от друга. Но если представить себе огромное двадцатиэтажное офисное здание, между работниками которого необходим постоянный обмен информацией, то такой способ обмена выглядит как минимум неудобным. Единственным выходом в такой ситуации является кабельное соединение. Это намного удобнее, а обмен в такой ситуации происходит очень быстро и без лишних проблем.

Существует четыре основных вида кабелей, которые используются для передачи информации: многожильные, в виде витой пары, коаксиальные и оптоволоконные. Расскажем о них подробнее:

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp многожильные — основой для них служит совокупность проводников, тесно сплетенных между собой. Такой тип, как правило, используют в конфигурациях «кольцо» и «звездочка». Но кабели такого класса имеют и множество минусов, основными среди которых являются незащищенность от электромагнитного излучения, их высокая стоимость (и то, и другое вызвано большим количеством проводников, используемых для изготовления таких кабелей), а также небольшая скорость передачи данных.

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp в виде витой пары — кабели в виде экранованной оболочки, которая содержит одну или несколько пар проводников и может обеспечить большую скорость передачи данных в паре з коаксиальным кабелем (смотрите ниже), но только на короткие расстояния. Считается идеальным вариантом для локальных сетей.

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp коаксиальные— в сердцевине таких кабелей находится центральный проводник, далее шар изоляционного материала, экран (металлический цилиндр или шары плетенного провода), шар изоляции. В соответствии с толщиной существуют толстые и тонкие коаксиальные кабели. Все они характеризуются невысокой ценой, довольно высокой скоростью передачи данных и защищенностью. Кстати, кабели такого типа используются в сетях типа Ethernet, но об этом далее.

Но для соединения нескольких компьютеров недостаточно лишь одного кабеля. Необходимо соединить сам компьютер с кабелем, для этого используют специальные интерфейсные платы — сетевые адаптеры, спроектированные на использование одного из протоколов низшего уровня (Ethernet, Token Ring, FDDI, ARCnet и т. д.). Они могут быть двух типов: для выявления столкновений (колизий) и передачи маркеров («порций» информации).

А сейчас поговорим о типах соединения компьютеров, то есть их топологии. Соединим кабелем два компьютера, приблизительно так, как показано на рисунке ниже:

Теперь для передачи данных с одного компьютера на другой нет нужды во внешних носителях. Данные передаются быстро, в любом объеме и в любое время. К полученной нами сети можно добавить еще компьютеры. Подсоединить их можно двумя способами — последовательно и звездочкой. Последовательное, в свою очередь, можно разделить на три типа: простое последовательное, последовательное кольцом и по общей шине.

Содержание

Простое последовательное соединение
Последовательное соединение кольцом
Последовательное соединение по общей шине
Соединение звездочкой
Шина (топология компьютерной сети)
Работа в сети
Сравнение с другими топологиями
Достоинства
Недостатки
Преимущества и недостатки шинной топологии
Примеры
🎥 Видео

Видео:лекция 417 Чтение и запись данных на общую шинуСкачать

Простое последовательное соединение

При этом информация передается последовательно с одного компьютера на другой и наоборот. Схема работает быстро, но при разрыве одного из соединений или поломке одного компьютера, вся сеть выходит из строя. Необходимо также отметить, что эта схема почти не используется на практике, разве что только в сетях с очень незначительным числом ЭВМ (2-3 машины).

Видео:03. Основы устройства компьютера. Память и шина. [Универсальный программист]Скачать

Последовательное соединение кольцом

При этом соединении данные также передаются последовательно от компьютера к компьютеру, но, в сравнении с простым последовательным соединением, данные могут передаваться в двух направлениях, что повышает устойчивость к неисправностям, а значит и надежность всей сети. Один разрыв не выводит из строя всю сеть, но значительно снижает скорость передачи данных, превращая данный тип топологии в простое последовательное соединение. А вот уже два разрыва делают всю сеть нерабочей. Несмотря на то, что такое соединение невозможно назвать достаточно надежным, его активно используют, в основном из-за высокой скорости, которую оно обеспечивает. Кольцевые сети самые скоростные, так как пакеты информации могут передаваться двумя путями и система сама выберет кратчайшии путь.

Видео:Лекция 276. Способы передачи данных по Общей шинеСкачать

Последовательное соединение по общей шине

При таком соединении обмен информацией может осуществляться между любыми компьютерами сети, независимо друг от друга. Если в предыдущих соединениях нарушение связи одного или нескольких компьютеров приводило к выходу из строя всей сети, то в данном случае это приведет к отключению от сети лишь неисправных компьютеров, не нарушая работы всей сети. С этой стороны сеть устойчива к повреждениям, но если выйдет из строя сама шина, то и вся сеть будет блокирована.

Видео:Лекция 304 Шинный формировательСкачать

Соединение звездочкой

При соединении звездочкой сеть очень устойчива к различным повреждениям. При повреждении одного из соединений от сети отключится всего один или несколько компьютеров, непосредственно связанных с данным соединением, но не вся сеть. Сети такого типа имеют находящийся в средине воображаемой звездочки центральный компьютер — сервер, обладающий высокими характеристиками памяти и быстродействия и управляющий всей сетью. Один из таких современных мощнейших серверов изображен на рисунке справа.

С помощью сервера осуществляется распределение доступа разных пользователей к компьютерам сети и распределение других ресурсов сети. Сеть с выделенным сервером может быть ранжированная, то есть могут быть выделены компьютеры в сети, к которым будет объявлен ограниченный доступ с других компьютеров. Кроме этого, есть возможность организовывать доступ к общим сетевым программам, модемам и другому оборудованию с любого компьютера. На сервере также могут быть записаны программы, которыми пользуются все компьютеры сети.

Пример сети с выделенным сервером здесь изображен в случае соединения по общей шине:

Соединение компьютеров в Интернет — это по сути соединение их по типу звездочки, а так как сеть очень велика, то серверов в ней очень и очень много и каждый из них выполняет определеннкю функцию. Все компьютеры и серверы в Интернет соединены через спутники (этот метод как правило используется в ноутбуках) или посредством кабеля. Последним методом соединено подавляющее количество компьютеров.

Видео:АПС Л14. ШиныСкачать

Шина (топология компьютерной сети)

Топология типа общая ши́на, представляет собой общий кабель (называемый шина или магистраль), к которому подсоединены все рабочие станции. На концах кабеля находятся терминаторы, для предотвращения отражения сигнала.

Видео:Подключая автоматы гребенкой, знай об этомСкачать

Работа в сети

Топология общая шина предполагает использование одного кабеля, к которому подключаются все компьютеры сети. Отправляемое какой-либо рабочей станцией сообщение распространяется на все компьютеры сети. Каждая машина проверяет кому адресовано сообщение, — если сообщение адресовано ей, то обрабатывает его. Принимаются специальные меры для того, чтобы при работе с общим кабелем компьютеры не мешали друг другу передавать и принимать данные. Для того, чтобы исключить одновременную посылку данных, применяется либо «несущий» сигнал, либо один из компьютеров является главным и «даёт слово» «МАРКЕР» остальным компьютерам такой сети.

Шина самой своей структурой допускает идентичность сетевого оборудования компьютеров, а также равноправие всех абонентов. При таком соединении компьютеры могут передавать информацию только по очереди, — последовательно — потому что линия связи единственная. В противном случае пакеты передаваемой информации будут искажаться в результате взаимного наложения (т. е. произойдет конфликт, коллизия). Таким образом, в шине реализуется режим полудуплексного (half duplex) обмена (в обоих направлениях, но по очереди, а не одновременно (т. е. последовательно а не параллельно)).

В топологии «шина» отсутствует центральный абонент, через которого передается вся информация, что увеличивает надежность «шины». (При отказе любого центра перестает функционировать вся управляемая им система). Добавление новых абонентов в «шину» достаточно простое и обычно возможно даже во время работы сети. В большинстве случаев при использовании «шины» нужно минимальное количество соединительного кабеля по сравнению с другой топологией. Правда, нужно учесть, что к каждому компьютеру (кроме двух крайних) подходят два кабеля, что не всегда удобно.

«Шине» не страшны отказы отдельных компьютеров, потому что все другие компьютеры сети продолжат нормально обмениваться информацией. Но так как используется только один общий кабель, — в случае его обрыва нарушается работа всей сети. Тем не менее может показаться, что «шине» обрыв кабеля не страшен, поскольку в этом случае остаются две полностью работоспособные «шины». Однако из-за особенности распространения электрических сигналов по длинным линиям связи необходимо предусматривать включение на концах шины специальных устройств — Терминаторов.

Без включения терминаторов в «шину» сигнал отражается от конца линии и искажается так, что связь по сети становится невозможной. Таким образом при разрыве или повреждении кабеля нарушается согласование линии связи, и прекращается обмен даже между теми компьютерами, которые остались физически соединенными между собой. Короткое замыкание в любой точке кабеля «шины» выводит из строя всю сеть. Хотя в целом надежность «шины» все же сравнительно высока, так как выход из строя отдельных компьютеров не нарушит работоспособность сети в целом, поиск, тем не менее, неисправности в «шине» затруднен. В частности: любой отказ сетевого оборудования в «шине» очень трудно локализовать, потому что все сетевые адаптеры включены параллельно, и понять, который из них вышел из строя, не так-то просто.

При построении больших сетей возникает проблема ограничения на длину линии связи между узлами, — в таком случае сеть разбивают на сегменты. Сегменты соединяются различными устройствами — повторителями, концентраторами или хабами. Например, технология Ethernet позволяет использовать кабель длиной не более 185 метров.

Видео:Как в дома приходит НУЛЕВОЙ проводник? Отследили путь от электростанции к розетке! #энерголикбезСкачать

Сравнение с другими топологиями

Достоинства

Небольшое время установки сети;
Дешевизна (требуется кабель меньшей длины и меньше сетевых устройств);
Простота настройки;
Выход из строя одной рабочей станции не отражается на работе всей сети.

Недостатки

Неполадки в сети, такие как обрыв кабеля или выход из строя терминатора, полностью блокируют работу всей сети;
Затрудненность выявления неисправностей;
С добавлением новых рабочих станций падает общая производительность сети.

Шинная топология представляет собой топологию, в которой все устройства локальной сети подключаются к линейной сетевой среде передачи данных. Такую линейную среду часто называют каналом, шиной или трассой. Каждое устройство (например, рабочая станция или сервер) независимо подключается к общему кабелю-шине с помощью специального разъема. Шинный кабель должен иметь на конце согласующий резистор, или терминатор, который поглощает электрический сигнал, не давая ему отражаться и двигаться в обратном направлении по шине.

Преимущества и недостатки шинной топологии

Типичная шинная топология имеет простую структуру кабельной системы с короткими отрезками кабелей. Поэтому по сравнению с другими топологиями стоимость ее реализации невелика. Однако низкая стоимость реализации компенсируется высокой стоимостью управления. Фактически, самым большим недостатком шинной топологии является то, что диагностика ошибок и изолирование сетевых проблем могут быть довольно сложными, поскольку здесь имеются несколько точек концентрации. Так как среда передачи данных не проходит через узлы, подключенные к сети, потеря работоспособности одного из устройств никак не сказывается на других устройствах. Хотя использование всего лишь одного кабеля может рассматриваться как достоинство шинной топологии, однако оно компенсируется тем фактом, что кабель, используемый в этом типе топологии, может стать критической точкой отказа. Другими словами, если шина обрывается, то ни одно из подключенных к ней устройств не сможет передавать сигналы.

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

Примеры

Примерами использования топологии общая шина является сеть 10BASE5 (соединение ПК толстым коаксиальным кабелем) и 10BASE2 (соединение ПК тонким коаксиальным кабелем). Сегмент компьютерной сети, использующей коаксиальный кабель в качестве носителя и подключенных к этому кабелю рабочих станций. В этом случае шиной будет являться отрезок коаксиального кабеля, к которому подключены компьютеры.

источники:

https://fasad-adelante.ru/posledovatelnoe-po-obschey-shine