Основные принципы построения локальных сетей (стр. 1 из 6). Структура локальной сети
Структура локальной сети
Лабораторная работа №4
- Цель работы
Целью работы является создание и настройка виртуальной ЛВС на базе имеющейся ЛВС, с использованием платформы виртуализации VMware Server.
- Общие теоретические сведения
Структура локальной сети
Для начала уточним терминологию предметной области.
Локальная вычислительная сеть– (ЛВС, локальная сеть, Local Area Network, LAN) – компьютерная сеть, покрывающая обычно относительно небольшую территорию или небольшую группу зданий (дом, офис, фирму, институт). Также существуют локальные сети, узлы которых разнесены географически на расстояния более 12 500 км (космические станции и орбитальные центры). Несмотря на такие расстояния, подобные сети всё равно относят к локальным.
Различают топологию физических связей (физическую структуру сети) и топологию логических связей сети (логическую структуру сети).
Физическая структура сети определяется электрическими соединениями компьютеров и может быть представлена в виде графа, узлами которого являются компьютеры и коммуникационное оборудование, а ребра соответствуют отрезкам кабеля, связывающим пары узлов.
Логическая структура сети представляет собой пути прохождения информационных потоков по сети; они образуются путем соответствующей настройки коммуникационного оборудования.
В некоторых случаях физическая и логическая топологии сети совпадают. Например, сеть, представленная на рисунке 1, а, имеет физическую кольцевую топологию. Пусть компьютеры этой сети используют метод детерминированного доступа. Причем токен всегда передается последовательно от компьютера к компьютеру в том же порядке, в котором компьютеры образуют физическое кольцо: то есть компьютер A передает токен компьютеру B, компьютер B – компьютеру C и т.д. В этом случае логическая топология сети также является кольцом.
Рис. 1. Логическая и физическая топология сети
Сеть, показанная на рисунке 1, б, являет собой пример несовпадения физической и логической топологий. Физически компьютеры соединены по топологии общая шина (звезда). Доступ же к шине происходит не по алгоритму случайного доступа, а путем передачи токена в кольцевом порядке: от компьютера A – компьютеру B, от компьютера B – компьютеру C и т.д. Здесь порядок передачи токена уже не повторяет физические связи, а определяется логическим конфигурированием драйверов сетевых адаптеров. Ничто не мешает настроить сетевые адаптеры и их драйверы так, чтобы компьютеры образовали кольцо в другом порядке, например: B, A, C… При этом физическая структура сети никак не меняется.
Цель физической структуризации – обеспечить построение сети не из одного, а из нескольких физических отрезков кабеля. Причем эти различные в физическом отношении отрезки должны были по-прежнему работать как единая разделяемая среда.
Основными средствами физической структуризации локальных сетей являются повторители (repeater) и концентраторы (concentrator), или хабы (hub).
Основная функция повторителя, как это следует из его названия – повторение сигналов, поступающих на один из его портов, на всех остальных портах (Ethernet) или на следующем в логическом кольце порте (Token Ring, FDDI) синхронно с сигналами-оригиналами. Повторитель улучшает электрические характеристики сигналов и их синхронность, и за счет этого появляется возможность увеличивать общую длину кабеля между самыми удаленными в сети станциями.
Многопортовый повторитель часто называют концентратором (hub, concentrator), что отражает тот факт, что данное устройство реализует не только функцию повторения сигналов, но и концентрирует в одном центральном устройстве функции объединения компьютеров в сеть. Практически во всех современных сетевых стандартах концентратор является необходимым элементом сети, соединяющим отдельные компьютеры в сеть.
Отрезки кабеля, соединяющие два компьютера или какие либо два других сетевых устройства называются физическими сегментам. Таким образом, концентраторы и повторители, которые используются для добавления новых физических сегментов, являются средством физической структуризации сети.
Концентраторы образуют из отдельных физических отрезков кабеля общую среду передачи данных – логический сегмент (рис. 2). Логический сегмент также называют доменом коллизий, поскольку при попытке одновременной передачи данных любых двух компьютеров этого сегмента, хотя бы и принадлежащих разным физическим сегментам, возникает блокировка передающей среды. Следует особо подчеркнуть, что какую бы сложную структуру не образовывали концентраторы, например, путем иерархического соединения (рис. 3), все компьютеры, подключенные к ним, образуют единый логический сегмент, в котором любая пара взаимодействующих компьютеров полностью блокирует возможность обмена данными для других компьютеров.
Рис. 2. Повторитель Ethernet синхронно повторяет биты кадра на всех своих портах
Рис. 3. Логический сегмент, построенный с использованием концентраторов
Подсеть – способ получить отдельный IP адрес и локальное разбиение его так, чтобы он мог использоваться на нескольких связанных локальных сетях. Помните, что отдельный IP адрес может использоваться только на одной сети.
Важное слово здесь – локальное: люди обеспокоены, чтобы деление на локальные сети оставляло все в том виде, как было – сеть оставалась отдельной. Важно, что организация подсетей имеет локальную конфигурацию, она невидима для остального мира.
Адресация
Каждый компьютер в сети TCP/IP имеет адреса трех уровней:
1. Локальный адрес узла, определяемый технологией, с помощью которой построена отдельная сеть, в которую входит данный узел. Для узлов, входящих в локальные сети - это МАС-адрес сетевого адаптера или порта маршрутизатора, например, 11-А0-17-3D-BC-01. Эти адреса назначаются производителями оборудования и являются уникальными адресами, так как управляются централизовано. Для всех существующих технологий локальных сетей МАС-адрес имеет формат 6 байтов: старшие 3 байта - идентификатор фирмы производителя, а младшие 3 байта назначаются уникальным образом самим производителем. Для узлов, входящих в глобальные сети, такие как Х.25 или frame relay, локальный адрес назначается администратором глобальной сети.
2. IP-адрес, состоящий из 4 байт, например, 109.26.17.100. Этот адрес используется на сетевом уровне. Он назначается администратором во время конфигурирования компьютеров и маршрутизаторов. IP-адрес состоит из двух частей: номера сети и номера узла. Номер сети может быть выбран администратором произвольно, либо назначен по рекомендации специального подразделения Internet (Network Information Center, NIC), если сеть должна работать как составная часть Internet. Обычно провайдеры услуг Internet получают диапазоны адресов у подразделений NIC, а затем распределяют их между своими абонентами.
Номер узла в протоколе IP назначается независимо от локального адреса узла. Деление IP-адреса на поле номера сети и номера узла – гибкое, и граница между этими полями может устанавливаться весьма произвольно. Узел может входить в несколько IP-сетей. В этом случае узел должен иметь несколько IP-адресов, по числу сетевых связей. Таким образом IP-адрес характеризует не отдельный компьютер или маршрутизатор, а одно сетевое соединение.
1. Символьный идентификатор-имя, например, SERV1.IBM.COM. Этот адрес назначается администратором и состоит из нескольких частей, например, имени машины, имени организации, имени домена. Такой адрес, называемый также DNS-именем, используется на прикладном уровне, например, в протоколах FTP или telnet.
Разработка структуры локальной вычислительной сети многопрофильного предприятия
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ВОРОНЕЖСКИЙ ИНСТИТУТ ВЫСОКИХ ТЕХНОЛОГИЙ
Факультет заочно-послевузовского обучения
Курсов ой проект
По дисциплине: « Архитектура ЭВМ и систем »
Тема: « Разработка структуры локальной вычислительной сети многопрофильного предприятия »
Воронеж 200 4 г.
Введение.. 3
1. Архитектуры построения компьютерных сетей, выбор архитектуры. 4
2. Обзор протоколов и выбор основного протокола. 7
2.1. TCP/IP. 7
2.2. NetBEUI 8
2.3. Х.25. 8
2.4. IPX/SPX и NWLink. 8
3. Кабельные системы в компьютерных сетях. 9
3.1. Компоненты кабельной системы. 9
4. Сетевое оборудование. 10
5. Типовые требования предъявляемые к оснащению и модернизации типовых локальных узлов — объектов. 12
5.1. Общие положения. 12
5.2. Требования к средствам вычислительной техники. 12
5.3. Требования к коммуникационному (сетевому) оборудованию.. 13
5.4. Требования к системе электропитания. 13
5.5. Требования к общесистемному программному обеспечению.. 14
6. Предлагаемое решение по реализации компьютерной сети. 14
7. СОСТАВ ОБОРУДОВАНИЯ.. 26
7.1. Аппаратная конфигурация серверов и их оснащение общесистемным ПО. 26
Современные условия развития информационных технологий диктуют необходимость их ускоренного применения, как наиболее оперативного способа контроля, управления и обмена данными, как внутри отдельного подразделения, так и в масштабах целого производственного комплекса. В рамках этого направления требуется внедрение новых перспективных информационных технологий.
Возрастающая важность проблем информатизации напрямую связана с переменами, как технологическими, так и социальными. Без информационных технологий нельзя представить ни одно современное предприятие или организацию.
Современные информационные технологии внедряются в России с небывалым размахом, опровергая все, даже очень смелые прогнозы. К сожалению многие предприятия и организации часто ограничиваются решением локальных проблем не заглядывая в перспективу, это вызвано как отсутствием специалистов необходимой квалификации, так и не проработанностью государственной политики в области информатизации. Данная работа может рассматриваться как один из вариантов построения корпоративной сети.
Все предложения даются на основании и во исполнение, рекомендаций изложенных в руководящем документе «Специальные требования и рекомендации по защите информации, составляющей государственную тайну, от утечки по техническим каналам (СТР)», Москва, 1997г.
Сетевая архитектура - это совокупность стандартов, топологий и протоколов, необходимых для создания работоспособной сети.
В конце 70х годов, когда ЛВС стали восприниматься в качестве потенциального инструмента для работы и были сформулированы основные стандарты (Project 802).
Project 802 установил основные стандарты для физических компонентов сети - сетевых карт и кабельных систем.
Стандарты ЛВС, определенные Project 802, делятся на 12 категорий, каждая из которых имеет свой номер.
802.1 - объединение сетей
802.2 - управление логической связью
802.3 - ЛВС с множественным доступом, контролем несущей и обнаружением коллизий (Ethernet)
802.4 - ЛВС топологии “шина” с передачей маркера
802.5 - ЛВС топологии “кольцо” с передачей маркера
802.6 - сеть масштаба города
802.7 - Консультативный совет по широковещательной технологии
802.8 - Консультативный совет по оптоволоконной технологии
802.9 - интегрированные сети с передачей речи и данных
802.10 - безопасность сетей
802.11 - беспроводные сети (радио сети)
802.12 - ЛВС с доступом по приоритету запроса
Наибольшую популярность получил стандарт 802.3 Ethernet именно на этой архитектуре построения компьютерных сетей остановимся более подробно.
Ethernet - самая популярная в настоящее время сетевая архитектура, Она использует узкополосную передачу со скоростью 10 Мбит/сек и топологию “шина”, а для регулирования трафика в основном кабеле - CSMA/CD.
Сеть Ethernet имеет следующие характеристики:
традиционная топология - линейная шина;
другие топологии - звезда - шина;
тип передачи - узкополосная;
метод доступа - CSMA/CD;
спецификации -802.3;
скорость передачи данных - 10, 100 и 1000 Мбит/сек;
кабельная система - Толстый и тонкий коаксиальный кабель, витая пара (UTP, STP), оптоволокно.
В основе построения любой сети стоит эталонная модель OSI (Open System Interconnection, Взаимодействие открытых систем), Эта модель разделяет работающее оборудование и процессы, происходящие при объединение компьютерных сетей согласно логике их работы. Каждый из уровней выполняет свою специфическую, функцию тем самым облегчая проектирование всей системы в целом. При сетевом обмене сообщаются соответствующие уровни двух компьютеров делаемся это не напрямую, а путем запроса на обслуживание у ниже лежащего. Уровни могут иметь одинаковую реализацию, а могут и разную. Самое главное то, что они идентично работаю демонстрируя полное взаимопонимание. Самому нижнему уровню не некого “свалить” работу, поэтому физическая реализация должна совпадать (по крайней мере на уровне одного сегмента сети).
На каждом из уровней единицы информации называются по разному. На физическом уровне мельчайшая единица - бит. На канальном уровне информация объединена во фреймы, На сетевом уровне мы говорим о дейтаграммах. На транспортном уровне единицей измерения является сегмент. Прикладные уровни обмениваются сообщениями. Прямая параллель с файловой системой на диске - локальные изменения намагниченности (биты) объединены в сектора, имеющие заголовки, сектора объединяются в блоки, а те, в свою очередь, в файлы, тоже имеющие заголовки, содержащие служебную информацию.
Важно понимать, что эталонная модель не является чем то реальным, таким что обеспечивает связь. Сама по себе она не заставляет коммуникации функционировать и служит лишь для классификации. Она классифицирует то, что непосредственно вместе работает, а именно- протоколы. Протоколы считаются набором спецификаций, определяющих реализацию одного или нескольких уровней OSI. Спецификация протоколов разрабатываются стандартизирующими организациями, так и производителями оборудования. Многие разработанные производителями протоколы оказываются настолько успешными, что применяются не только разработчиками но и другими фирмами становясь стандартом де-факто.
Физический уровень определяет механические и электрические параметры среды передачи, сетевых плат, соединителей, способы помещения информации в среду передачи и извлечения ее оттуда. Спецификации физического уровня определяют тип разъема и назначение ножек, уровень сигнала, скорость передачи и т.д.
Канальный уровень формирует из битов, получаемых от физического уровня, последовательности пакетов или фреймов. Здесь также осуществляется управление доступом к разделяемой всеми сетевыми устройствами передающей среде и обнаруживается и корректируется часть ошибок. Как и большинство других уровней канальный добавляет заголовок передаваемой информации. В заголовке обычно содержится физический адрес приемника, адрес источника и другая информация.
Сетевой уровень заведует движением информации по сетям, состоящим из нескольких или многих сегментов. Для успешного решения этой задачи в протокол данного уровня вносится информация о логическом адресе источника и адреса пакета. При прохождении пакетов через узлы, соединяющие различные сети, эта информация анализируется и пакет пересылается к следующему узлу, принадлежащему уже другому сегменту. Информация о том , куда пересылать пакет, может содержаться в таблицах устройства выполняющего роль маршрутизатора, или вычисляться в реальном времени. Таким образом, пакеты путешествуют по сети переходя от узла к узлу. В функции сетевого уровня входит также идентификация и удаление “заблудившихся” пакетов, то есть таких которые прошли через некоторое число узлов, ноток и не попали к адресату.
Транспортный уровень находится в самом центре эталонной модели. Он отвечает за гарантированную доставку данных, компенсируя ошибки которые могут возникать при работе нижележащих уровней. “Гарантированная” доставка не означает, что данные попадут к адресату в любом случае: оборванный кабель, отстыкованный разъем, вышедшая из строя сетевая карта - все это “гарантирует именно недоставку”. Однако надежные реализации протоколов транспортного уровня обеспечивают подтверждение успеха или не успеха доставки, информируя вышележащие уровни которые предают сообщения по требовавшему обслуживания программному приложению. Гарантированная доставка осуществляется при помощи различных механизмов, среди которых - установление и разрыв соединения, механизм подтверждения и контроль скорости потока.
Сеансовый уровень отвечает за вызовы удаленных процедур. Это специальный поддерживаемый соответствующими протоколами интерфейс, при котором вызов программной процедуры производится на одном компьютере а выполнение - на другом, после чего результат возвращается к вызвавшей программе так, словно процедура была выполнена локально. Сеансовый уровень также контролирует установление, течение и завершение сеанса связи между взаимодействующими программами, что и отражается в его названии.
mirznanii.com
Структура локальных вычислительных сетей
Как только компьютеров становится много (больше двух), появляется проблема конфигурации физических связей, или топологии. Под топологией сети понимается конфигурация графа, вершинам которого соответствуют конечные узлы сети (например, компьютеры) и коммуникационное оборудование (например, маршрутизаторы), а ребрам - электрические и информационные связи между ними.
От выбора топологии связей существенно зависят многие характеристики сети. Например, наличие между узлами нескольких путей повышает надежность сети. Простота присоединения новых узлов, свойственная некоторым топологиям, делает сеть легко расширяемой.
Среди множества возможных конфигураций различают полносвязные и неполносвязные.
Полносвязнаятопология соответствует сети, в которой каждый компьютер непосредственно связан со всеми остальными (см. рис. 1,а). Несмотря на логическую простоту, этот вариант оказывается громоздким и неэффективным, т.к. в таком случае комп в сети должен иметь большое количество коммуникационных портов для связи с каждым из остальных компов сети. Эта топология в крупных сетях применяется редко, так как для связиNузлов требуетсяN(N-1)/2 физических дуплексных линий связей, т.е. имеет место квадратичная зависимость.
Рис. 1
Все другие варианты основаны на неполносвязных топологиях, когда для обмена данными между двумя компьютерами может потребоваться промежуточная передача данных через другие узлы сети. Из этих известных топологий локальных сетей рассмотрим следующие: кольцевая, звездная (типа "звезда"), иерархическая (дерево) и магистральная (общая шина).
Кольцевая топология (рис. 1,б) основана на использовании однонаправленного высокоскоростного канала связи, образующего замкнутое кольцо или петлю. ЭВМ подключаются к кольцевой сети через активные элементы, входящие в состав сети и транслирующие циркуляцию в ней сообщения. По кольцевой структуре построена, например, сеть Flashnet фирмы "Ford Aerospase".
Достоинства кольцевой сети - простота организации связи между отдельными ЭВМ и высокая скорость обмена.
Недостатки - малая надежность при использовании единственной однонаправленной линии связи (для повышения надежности используют двойные линии связи с возможностью переключения при отказе одной из них).
Топология "звезда"(рис. 1,в) имеет центральный переключатель, осуществляющий коммутацию двунаправленных каналов связи, связывающих все ЭВМ сети с центральным переключателем (ЦП) или устройством. Последний помимо коммутации линий связи может выполнять обработку данных. Звездную конфигурацию имеет сеть GRNET фирмы "GRI". Надежность сети типа "звезда" определяется надежностью центрального переключателя. Недостаток сети - более высокая стоимость сетевого оборудования из-за необходимости приобретения ЦП; возможности по наращиванию количества узлов в сети ограничиваются количеством портов ЦУ.
Иерархическая (дерево)(рис. 1,в) топология в настоящее время наиболее распространена как в локальных, так и глобальных сетях. При этом сеть строится с использование нескольких ЦУ (концентраторов), иерархически соединенных между собой связями типа звезда. Возможности ЭВМ в такой сети увеличиваются от нижних уровней к верхним. На надежность сети основное влияние оказывает ЭВМ верхнего уровня.
Особым частным случаем звезды является топология магистральная или общая шина. Сеть строится на основе одного общего канала связи и коллективном использовании его в режиме разделения времени (недостаток). Примером такой сети может служить сеть Ethernet, разработанная фирмой "Xorox corp".
Магистральная сеть имеет те же достоинства, что и кольцевая, однако ее проще реализовывать и расширить. Надежность магистральной сети определяется надежностью общего канала связи (недостаток). До недавнего времени общая шина являлась одной из самых популярных топологий для локальных сетей.
В то время как небольшие сети, как правило, имеют типовую, рассмотренную выше топологию, для крупных сетей характерно наличие произвольных связей между компами. В таких сетях можно выделить отдельные, произвольно связанные фрагменты (подсети), имеющие типовую топологию, поэтому их называют сетями со смешанной топологией (рис. 2).
Рис. 2.
studfiles.net
Основные принципы построения локальных сетей
Министерство Образования Российской Федерации
Московская государственная академия приборостроения и информатики
филиал в г. Сергиев Посад.
Кафедра ИТ – 4
Реферат
по дисциплине «Организация ЭВМ, комплексов и систем»
Тема: «Основные принципы построения локальных сетей»
Преподаватель : Бенда и.м.
Студент: Глазков А.А.
спец. 2201
курс 3
группа ИТ-02-02Д
оценка ________________ _______________________ _________________________
подпись преподавателя ФИО преподавателя
Сергиев Посад
2004 г.
Содержание
Введение .................................................................................... 3
Что такое ЛВС? ....................................................................... 4
· одноранговые сети ...................................................... 5
· иерархические сети ..................................................... 5
Базовая модель OSI ............................................................... 6
Сетевые устройства и средства коммуникации .......... 10
· витая пара ...................................................................... 10
· коаксиальный кабель ................................................ 10
· широкополосный коаксиальный кабель ............. 11
· ethernet – кабель ........................................................ 11
· cheapernet – кабель .................................................... 11
· оптоволоконные линии ............................................ 12
Топологии вычислительной сети .................................... 12
· топология типа звезда ............................................... 12
· кольцевая топология ................................................. 14
· шинная топология ...................................................... 15
· древовидная структура ЛВС ..................................... 18
Типы построения сетей по методам передачи
информации ............................................................................. 19
· локальная сеть token ring ........................................ 19
· локальная сеть arknet ............................................... 19
· локальная сеть ethernet ........................................... 20
Стандартные стеки коммуникационных
протоколов ………………………………………………….. . 21
· Стек OSI ……………………………………………….. . 2 1
· Стек TCP / IP …………………………………………….22
· Стек IPX / SPX ………………………………………….. 24
· Стек NetBIOS / SMB ……………………………………25
Сетевые операционные системы для локальных
сетей ........................................................................................... 26
Использованная литература ............................................... 28
Введение
Компьютерная сеть – это совокупность компьютеров и различных устройств, обеспечивающих информационный обмен между компьютерами в сети без использования каких-либо промежуточных носителей информации.
Все многообразие компьютерных сетей можно классифицировать по группе признаков:
1) Территориальная распространенность;
2) Ведомственная принадлежность;
3) Скорость передачи информации;
4) Тип среды передачи;
По территориальной распространенности сети могут быть локальными, глобальными, и региональными. Локальные – это сети, перекрывающие территорию не более 10 м2 , региональные – расположенные на территории города или области, глобальные на территории государства или группы государств, например, всемирная сеть Internet.
По принадлежности различают ведомственные и государственные сети. Ведомственные принадлежат одной организации и располагаются на ее территории. Государственные сети – сети, используемые в государственных структурах.
По скорости передачи информации компьютерные сети делятся на низко-, средне- и высокоскоростные.
По типу среды передачи разделяются на сети коаксиальные, на витой паре, оптоволоконные, с передачей информации по радиоканалам, в инфракрасном диапазоне.
Компьютеры могут соединяться кабелями, образуя различную топологию сети (звездная, шинная, кольцевая и др.).
Следует различать компьютерные сети и сети терминалов (терминальные сети). Компьютерные сети связывают компьютеры, каждый из которых может работать и автономно. Терминальные сети обычно связывают мощные компьютеры (майнфреймы), а в отдельных случаях и ПК с устройствами (терминалами), которые могут быть достаточно сложны, но вне сети их работа или невозможна, или вообще теряет смысл. Например, сеть банкоматов или касс по продажи авиабилетов. Строятся они на совершенно иных, чем компьютерные сети, принципах и даже на другой вычислительной технике.
В классификации сетей существует два основных термина: LAN и WAN.
LAN (LocalAreaNetwork) – локальные сети, имеющие замкнутую инфраструктуру до выхода на поставщиков услуг. Термин «LAN» может описывать и маленькую офисную сеть, и сеть уровня большого завода, занимающего несколько сотен гектаров. Зарубежные источники дают даже близкую оценку – около шести миль (10 км) в радиусе; использование высокоскоростных каналов.
WAN (WideAreaNetwork) – глобальная сеть, покрывающая большие географические регионы, включающие в себя как локальные сети, так и прочие телекоммуникационные сети и устройства. Пример WAN – сети с коммутацией пакетов (FrameRelay), через которую могут «разговаривать» между собой различные компьютерные сети.
Термин «корпоративная сеть» также используется в литературе для обозначения объединения нескольких сетей, каждая из которых может быть построена на различных технических, программных и информационных принципах.
Рассмотренные выше виды сетей являются сетями закрытого типа, доступ к ним разрешен только ограниченному кругу пользователей, для которых работа в такой сети непосредственно связана с их профессиональной деятельностью. Глобальные сети ориентированы на обслуживание любых пользователей.
Что такое ЛВС?
Под ЛВС понимают совместное подключение нескольких отдельных компьютерных рабочих мест (рабочих станций) к единому каналу передачи данных. Благодаря вычислительным сетям мы получили возможность одновременного использования программ и баз, данных несколькими пользователями.
Понятие локальная вычислительная сеть - ЛВС относится к географически ограниченным (территориально или производственно) аппаратно-программным реализациям, в которых несколько компьютерных систем связанны друг с другом с помощью соответствующих средств коммуникаций. Благодаря такому соединению пользователь может взаимодействовать с другими рабочими станциями, подключенными к этой ЛВС.
В производственной практики ЛВС играют очень большую роль. Посредством ЛВС в систему объединяются персональные компьютеры, расположенные на многих удаленных рабочих местах, которые используют совместно оборудование, программные средства и информацию. Рабочие места сотрудников перестают быть изолированными и объединяются в единую систему. Рассмотрим преимущества, получаемые при сетевом объединении персональных компьютеров в виде внутрипроизводственной вычислительной сети.
Разделение ресурсов.
Разделение ресурсов позволяет экономно использовать ресурсы, например, управлять периферийными устройствами, такими как лазерные печатающие устройства, со всех присоединенных рабочих станций.
Разделение данных .
Разделение данных предоставляет возможность доступа и управления базами данных с периферийных рабочих мест, нуждающихся в информации.
Разделение программных средств.
Разделение программных средств предоставляет возможность одновременного использования централизованных, ранее установленных программных средств.
Разделение ресурсов процессора .
При разделении ресурсов процессора возможно использование вычислительных мощностей для обработки данных другими системами, входящими в сеть. Предоставляемая возможность заключается в том, что на имеющиеся ресурсы не “набрасываются” моментально, а только лишь через специальный процессор, доступный каждой рабочей станции.
Многопользовательский режим.
Многопользовательские свойства системы содействуют одновременному использованию централизованных прикладных программных средств, ранее установленных и управляемых, например, если пользователь системы работает с другим заданием, то текущая выполняемая работа отодвигается на задний план.
Локальные вычислительные сети подразделяются на два кардинально различающихся класса: одноранговые (одноуровневые или PeertoPeer) сети и иерархические (многоуровневые).
Одноранговые сети
Одноранговая сеть представляет собой сеть равноправных компьютеров, каждый из которых имеет уникальное имя (имя компьютера) и обычно пароль для входа в него во время загрузки ОС. Имя и пароль входа назначаются владельцем ПК средствами ОС. Одноранговые сети могут быть организованы с помощью таких операционных систем, как LANtastic, Windows’3.11, NovellNetWareLite. Указанные программы работают как с DOS, так и с Windows. Одноранговые сети могут быть организованы также на базе всех современных 32-разрядных операционных систем – Windows’95 OSR2, WindowsNTWorkstation версии, OS/2) и некоторых других.
Иерархические сети
В иерархических локальных сетях имеется один или несколько специальных компьютеров – серверов, на которых хранится информация, совместно используемая различными пользователями.
Сервер в иерархических сетях – это постоянное хранилище разделяемых ресурсов. Сам сервер может быть клиентом только сервера более высокого уровня иерархии. Поэтому иерархические сети иногда называются сетями с выделенным сервером. Серверы обычно представляют собой высокопроизводительные компьютеры, возможно, с несколькими параллельно работающими процессорами, с винчестерами большой емкости, с высокоскоростной сетевой картой (100 Мбит/с и более). Компьютеры, с которых осуществляется доступ к информации на сервере, называются станциями или клиентами.
mirznanii.com
3.4 Организация локальной вычислительной сети (лвс) (2/2)
Физическая структура ЛВС
Типовая структура сети предприятия
Длина кабеля от одного элемента активного оборудования до другого, например от компьютера до коммутатора, в сети Ethernetсогласно стандартаIEEE 802.3не должна превышать 100 м. На практике максимальную длину самого кабеля определяют90 м, а 10 м отводится на соединительные кабели.
На практике существует два подхода к построению линий передачи данных. В первом случае развитие начинается от комнаты системного администратора, в которой устанавливается коммутирующее оборудование, становящееся центром сети. В дальнейшем, по мере увеличения числа рабочих мест, к сети подключаются новые коммутаторы, и структура сети принимает достаточно хаотичный вид. Подобная сеть, хотя и обеспечивает текущее функционирование сетевых приложений, не является отказоустойчивой и часто не позволяет внедрить современные решения, критичные к параметрам инфраструктуры.
Если предприятие въезжает в новый офис, то,как правило, структура сети проектируется «с нуля». Принято выделять несколько уровней структуры.
Современная сеть создается на основе трех уровней:
· ядра (Core),
· распределения (Distribution)
· доступа (Access),
На уровне доступаобеспечивается подключение конечных рабочих станций. Науровне распределения реализуется маршрутизация пакетов и их фильтрация (на основе списков доступа и т. п.).Задача оборудованияуровня ядра — максимально быстро передать трафик между оборудованием уровня распределения.
Если рассматривать типовую сеть небольшой организации, занимающей несколько этажей одного здания, то уровень распределения будет соответствовать оборудованию, объединяющим коммутаторы каждого этажа, а уровень ядра — активному оборудованию, размещаемому обычно в главной серверной.
Рисунок 82 . Трёхуровневая сеть предприятия
Это классическая схема иерархической структуры, которая на практике часто модифицируется с учетом специфики организации, оборудования и т. д. Так, в зависимости от размеров предприятия,может отсутствовать какой-либо уровень, и структура сети станет двухуровневой.Маршрутизацию данных можно реализовать на уровне ядра, а оборудование уровня распределения будет только пересылать данные внутри сегмента сети. Все зависит от решаемых задач, распределения потоков информации и предъявляемых к информационной системе требований.
Часто в схеме сети выделяют серверную ферму. Принципиально серверная ферма представляет собой обычный узел распределения, но реализованный на быстродействующем оборудовании и, как правило, со 100%-ным резервированным решением.
В малых организациях часто практикуется подключение серверов непосредственно к ядру сети передачи данных., так как трехуровневая схема больше свойственна крупным сетям. Для средних и небольших предприятий чаще всего создается двухуровневая схема: существует один, обычно самый мощный коммутатор, к которому подключаются как серверы, так и рабочие станции. К этому коммутатору подключены коммутаторы второго уровня, распределяющие данные на остальные рабочие станции.
На практике структуру сети администраторам обычно приходится «примерять» на уже существующие линии связи, ограничиваться возможностями по созданию новых соединений (учитывая, по какой трассе можно проложить линию связи собственными силами) и т. д. Поэтому одной из основных рекомендаций при изменении топологии сети должна быть минимизация количества коммутаторов между любыми двумя точками подключения компьютеров.
Топология каналов сети распределенного предприятия
Если при построении сети внутри здания обычно удается придерживаться иерархии связей «здание — этаж — рабочее место»,то в случае размещения предприятия в нескольких зданиях структура сети в значительной степени определяется возможностями прокладки внешних кабелей.Наличие кабельной канализации, воздушных линий связи, кабельных эстакад и т. п. достаточно жестко определяют возможные направления каналов передачи данных.Поскольку стоимость прокладки кабелей между зданиями достаточно высока, обычно прокладывается лишь минимум связей, которые обеспечат отказоустойчивость сетевой структуры. При этом весьма часто используется кольцевая структура,иногда снабжаемая «перемычкой» для снижения числа промежуточных узлов между двумя узлами распределения.
Документирование структуры линий и каналов связи
Традиционной проблемой большинства организаций является документирование своей кабельной подсистемы. Специализированные программные продукты, позволяющие поддерживать схемы сети с учетом вносимых в нее изменений в актуальном состоянии, стоят весьма дорого, а исходная документация быстро становится неактуальной после нескольких перемещений сотрудников и прокладки дополнительных каналов связи. Существует много программ, которые позволяют контролировать трафик и автоматически воспроизвести структуру сети.
Задачу контроля и анализа сетевого трафика успешно решают так называемые программы «снифферы».
Анализатор трафика, или сниффер (от англ. tosniff, нюхать)-сетевойанализатор трафика, программа или программно-аппаратное устройство,предназначенное для перехвата и последующего анализа, либо только анализа сетевого трафика, предназначенного для других узлов.
Одна из таких программ - Wireshark(ранее Ethereal)- программа для анализа пакетовEthernetи некоторых других сетей( сниффер ).Имеет графический пользовательский интерфейс . Программа позволяет использовать сетевую карту в«режим прослушивания» ( Promiscuous mode ) и даёт возможность пользователю просматривать весь проходящий по сети трафик в режиме реального времени.
Рисунок 83 . Скриншот программы Wireshark
Более полную картину о состоянии сети в целом, и отдельных её узлов, предоставляют программные (аппаратно-программные) комплексы SNMP-управления.
D-View 6.0– современная многофункциональная платформа для SNMP-управления . D-View 6.0поставляется в двух версиях: стандартная (DV-600S) и профессиональная(DV-600P). Стандартная версия поддерживает управление до 1000IP-узлами и предназначена для использования на предприятиях сектораSMB. Профессиональная версия поддерживает управление более 1000IP-узлами и рекомендована для использования на крупных предприятиях.
Рисунок 84 . Скриншот программы D-View 6.0
D-View 6.0 позволяет визуально отобразить схему подключения и поддерживает групповую конфигурацию устройств, что дает возможность выполнить резервную копию конфигурации, обновление программного обеспечения и другие аналогичные действия сразу для всех устройств в группе.Также в D-View 6.0 реализованы другие важные функции системы сетевого управления, включая MIB-браузер иMIB-компилятор, мониторинг производительности и рассылку уведомляющих сообщений.
Надежность сетевой инфраструктуры
Необходимым условием надежной работы информационной системы является безотказное функционирование каналов связи.Данная задача решается путем дублирования как собственно каналов связи, так и активного оборудования (коммутаторов). Понятно, что на практике отказоустойчивая конфигурация сети создается только в тех случаях, когда простои в работе информационной системы недопустимы и могут привести к существенным экономическим потерям.
Дублирование каналов связи и оборудования производят как в ядре сети (обязательно), так и на уровне распределения(рекомендуется). Подключение оконечных устройств (рабочих станций пользователей) не дублируется.
Отказоустойчивая топология сети передачи данных
На предыдущих рисунках показаны варианты отказоустойчивой схемы сети передачи данных. Связи между коммутаторами уровня распределения и ядра дублированы, коммутаторы также дублированы. Серверы предприятия отказоустойчивым образом подключены к коммутаторам ядра (один сетевой интерфейс сервера подключен к одному коммутатору, второй — к другому).
Отказоустойчивые схемы, несмотря на кажущуюся простоту, требуют тщательной настройки коммутаторов. При этом в зависимости от выбранного варианта конфигурации может потребоваться использование протоколов, которые не поддерживаются относительно дешевыми моделями оборудования.
Простое соединение двух коммутаторов двумя кабелями создаст кольцо, которое недопустимо в сети Ethernet. Результатом станет широковещательный шторм и практическая не работоспособность сегмента сети. Поэтому создание отказоустойчивых решений требует первоначальной настройки активного оборудования.
Отказоустойчивая конфигурация, построенная с использованием протоколов второго уровня, обеспечивает самое быстрое восстановление в случае аварии. Сеть может восстановиться за считанные секунды или даже еще быстрее, в случае использования проприетарныхпротоколов.
Проприетарнымназывают протокол, не описываемый открытым стандартом, а являющийся уникальной технологией определенного вендора. Хотя использование проприетарных решений позволяет получить лучшие показатели по сравнению с открытыми стандартами, но такой выбор связан с ориентацией на использование оборудования только одного вендора и с вытекающими из этого рисками.
studfiles.net
22. Лекция: Сети и сетевые структуры
В лекции рассмотрены: сети и сетевые структуры; распределенные и сетевые системы; топологии и типы сетей; коммуникации по сети; маршрутизация; именование и разрешение имен.
Содержание
Введение
Распределенные системы
Сетевые и распределенные операционные системы
Сетевые топологии
Типы сетей
Глобальные и региональные сети
Проблема организации коммуникаций по сети.
Стратегии маршрутизации
Стратегии соединения и разрешение коллизий
Ключевые термины
Краткие итоги
Набор для практики
Введение
Данная и следующая лекция посвящены сетям и сетевым структурам. Поддержка сетевых технологий и работы в сетях – неотъемлемая часть современных операционных систем. В лекции рассмотрены следующие вопросы:
Мотивация использования сетей
Топологии сетей
Типы организации сетей
Коммуникация в сетях.
Распределенные системы
Мотивация сетей. Использование компьютеров в современных условиях осуществляется не изолированно, а в распределенных системах и сетях – домашней или офисной локальной сети, сети Интернет, корпоративных сетей и др. На рис. 22.1 показана структура типичной распределенной системы.
Рис. 22.1. Распределенная система.
Пользователь с сетевого сайта B работает с сервером, расположенным на сетевом сайте B. На сетевом сайте C пользователям предоставлены полезные ресурсы.
Таким образом, использование сетей и сетевых структур имеет следующую мотивацию:
Совместное использование ресурсов. Ресурсы, предоставляемые различными узлами (сайтами) сети, могут совместно использоваться всеми ее сайтами.
Совместное использование и публикация файлов на удаленных сайтах. Сети позволяют пользователям публиковать информацию на удаленных сайтах для ее использования другими пользователями сети.
Обработка информации в распределенной базе данных. С помощью сетей пользователям предоставляются удаленные и распределенные базы данных с разнообразной информацией из области бизнеса, экономики, образования, туризма и др.
Использование удаленных специализированных устройств. Через сеть пользователи могут обращаться к специализированным устройствам, отсутствующим на их локальных компьютерах – например, принтерам.
Ускорение вычислений – распределение загрузки. С использованием сети могут быть организованы распределенные вычисления, в которых каждый узел сети решает свою часть задачи, благодаря чему вычисления могут быть значительно ускорены.
Надежность – обнаружение отказа машины, реинтеграция отказавшей машины. Сетевые архитектуры позволяют в случае сбоев или отказов одного из узлов сети (например, сервера) перераспределить его рабочую нагрузку на другой аналогичный узел сети и вывести дефектный узел из конфигурации сети, с целью его последующего ремонта или замены.
Коммуникация – с помощью передачи сообщений. Сеть – удобный способ коммуникации, делового и личного общения.
Сетевые и распределенные операционные системы
По отношению к сетям, операционные системы можно разделить на сетевые ОС и распределенные ОС.
В сетевых ОС пользователи осведомлены относительно множественности машин. Доступ к ресурсам на различных машинах выполняется явно с помощью:
Удаленного входа на соответствующую машину.
Передачи данных с удаленной машины на локальную машину с помощью механизма FTP (File Transfer Protocol).
В распределенных ОС пользователи не осведомлены относительно множественности машин. Доступ к удаленным ресурсам осуществляется аналогично доступу к локальным ресурсам (пример – уже рассмотренная сетевая файловая система NFS). Методы использования распределенной ОС следующие:
Миграция данных – передача данных по сети путем передачи целого файла, или передачи только тех частей данного файла, которые необходимы для выполнения непосредственно наиболее срочной задачи.
Миграция вычислений – передача по сети вычислений, а не данных, всей остальной системе.
Миграция процессов – исполнение процесса или его частей на удаленных машинах.
Преимущества миграции процессов:
Балансировка загрузки – распределенное выполнение процессов в сети.
Ускорение вычислений – процессы могут исполняться параллельно на разных машинах.
Потребность в оборудовании – для исполнения процесса может потребоваться какой-либо конкретный процессор.
Потребность в программном обеспечении – требуемое программное обеспечение может быть доступно только на какой-либо конкретной машине.
Доступ к данным – процесс исполняется удаленно, вместо того, чтобы пересылать все данные на локальную машину.
Сетевые топологии
Машины в системе могут быть физически соединены разнообразными способами – например, проводной связью (кабелями "витая пара" или коаксиальными, волоконно-оптическими кабелями, телефонными кабелями), беспроводной связью – Wi-Fi / Wi-MAX, Bluetooth, инфракрасной связью и др. Способы объединения машин в сеть могут анализироваться и сравниваться с учетом следующих критериев:
Базовая стоимость. Насколько дорогостоящим может быть соединение всех машин в системе?
Стоимость коммуникации. Сколько времени требуется для посылки сообщения от машины A машине B?
Надежность. Если соединение или машина отказывают, то могут ли, тем не менее, остальные машины нормально осуществлять коммуникацию?
Различные топологии представляются в виде графов, вершины которых соответствуют машинам. Дуга из вершины A в вершину B соответствует непосредственному соединению двух машин.
Схемы на рис. 22.2 поясняют основные сетевые топологии.
Рис. 22.2. Сетевые топологии.
Основные топологии сетей, изображенные на схемах, - полностью соединенная сеть (любая машина соединена с любой другой), частично соединенная сеть, сеть древовидной структуры, сеть типа звезда, сеть типа кольцо.
На практике, практически любая проводная локальная сеть организована логически по принципу полностью соединенной сети, но физически сеть реализована следующим образом: каждая машина подсоединена к концентратору (hub) – устройству для установки коммуникаций между машинами в сети, а непосредственные соединения каждой машины с любой другой отсутствуют. В беспроводных сетях, аналогично, используются особые сетевые концентраторы для коммуникации машин друг с другом, так что можно также считать, что беспроводная локальная сеть – это полностью соединенная сеть.
В клиент-серверных региональных и глобальных сетях, разумеется, схема иная – компьютеры-клиенты соединяются только со своим сервером.
Более старый способ непосредственного соединения в сеть двух компьютеров – это их соединение по нуль-модемному кабелю. Также для непосредственного беспроводного соединения двух портативных компьютеров можно использовать инфракрасные порты, если они есть, или Bluetooth.
Типы сетей
Локальные сети. По числу машин, размеру и протяженности сети подразделяются на локальные и глобальные.
Локальная сеть - Local-Area Network (LAN) – это сеть, расположенная на небольшой площади, например, в пределах здания или нескольких соседних зданий – офисов, либо даже в одной комнате (например, домашняя локальная сеть). Пример относительно большой локальной сети (из нескольких тысяч машин) – локальная сеть Петродворцового учебно-научного комплекса СПбГУ, включающего четыре факультета, несколько НИИ и студенческие общежития.
Локальная сеть организуется на основе многопользовательской шины, топологии кольца или звезды.
Скорость работы в локальной сети – порядка 10 мегабит в секунду при использовании кабеля типа витая пара (twisted pair) и сетевых концентраторов (hubs). Эта скорость невелика, особенно если машины расположены на расстоянии несколько сот метров друг от друга; при работе чувствуется замедление. Если используются волоконно-оптические кабели (fiber optic cables) и оптические переключатели (optical switches), то скорость работы сети возрастает до 100 мегабит в секунду, но такое способ соединения в сеть гораздо более дорогой. Современные сетевые адаптеры персональных компьютеров позволяют осуществлять соединение в сеть на скорости до 1 гигабита в секунду.
Узлами локальной сети являются, как правило, рабочие станции и (или) персональные компьютеры. В локальной сети могут быть также несколько (обычно одна или две) mainframe-машин или даже суперкомпьютеров или компьютерных кластеров (последнее характерно для университетов и крупных исследовательских центров)
В локальной сети доступны такие разделяемые сетевые ресурсы, как сетевые принтеры и другие устройства (например, сетевые диски – mass storage devices). Такие устройства имеют сетевые карты (адаптеры), свои сетевые адреса и свои имена в сети, так что они являются полноправными элементами сети, наряду с компьютерами. Если у принтера нет сетевой карты (в стандартных конфигурациях), то для его использования его необходимо подключить к какому-либо компьютеру сети, внести его в список разделяемых сетевых ресурсов и для его использования постоянно держать этот компьютер включенным (что не всегда удобно). Подобные нюансы необходимо иметь в виду тем, кто только приступает к организации домашней или офисной локальной сети.
Таким образом, тот минимум, который необходимо иметь для организации локальной сети, – это два или более компьютеров, сетевой концентратор (hub) и сетевые кабели типа витая пара с разъемами типа RJ45 для подсоединения к концентратору каждого компьютера локальной сети. В стандартной TCP/IP – сети каждый компьютер должен иметь свой IP-адрес и свое сетевое имя. Кроме того, необходимо не забыть выделить на каждом компьютере сети хотя бы один разделяемый сетевой ресурс (например, диск или принтер), который "видят" на этом компьютере другие компьютеры сети, иначе (по личному опыту автора) могут быть проблемы с распознаванием этого компьютера как элемента сети.
На рис. 22.3 изображена схема типичной организации локальной сети. В схеме, кроме компьютеров и сетевых ресурсов, присутствует шлюз (gateway) – вход в локальную сеть: обычно это одна выделенная машина, которая играет роль входной в данной локальной сети. Она занимается фильтрацией сетевых пакетов, их передачей другим компьютерам, защитой от внешних сетевых атак.
Рис. 22.3.
Глобальные и региональные сети
Глобальные сети - Wide-Area Network (WAN) – связывают географически удаленные машины. Используются соединения типа "точка-точка" (point-to-point) по линиям большой протяженности (часто арендуемым у телефонных компаний) – выделенным линиям (dedicated lines). Более современные способы организации глобальных сетей – волоконно-оптические кабели и беспроводная связь типа Wi-FI.
Взаимодействие в глобальной сети обычно требует нескольких сообщений.
Узлами глобальной сети могут быть как персональные компьютеры, так и mainframe-компьютеры, суперкомпьютеры, кластеры компьютеров.
Одним из современных видов глобальных и региональных сетей является WWAN (Wireless Wide Area Network) – беспроводная региональная сеть. Подобные сети реализуются фирмой Cingular (США). Распространены в США и Канаде. Основаны на протоколах мобильной связи GSM и CDMA. Скорость такой сети - порядка 100 МБит / с. Современные лэптопы (например, Sony VAIO) оборудуются WWAN – адаптерами и антеннами. В России аналогом являются беспроводные сети Wi-MAX, которые в настоящее время находят все более широкое распространение.
Как показано на рис. 22.4, в глобальных сетях для коммуникации используются специальные коммуникационные процессоры.
Рис. 22.4. Коммуникационные процессоры в глобальной сети
Проблема организации коммуникаций по сети.
При проектировании коммуникационной сети должны быть решены следующие основные проблемы:
Именование и разрешение имен. Как два процесса найдут друг друга для коммуникации?
Стратегии маршрутизации (routing). Каким образом сообщения посылаются по сети?
Стратегии соединения (connection). Каким образом два процесса обмениваются сообщениями?
Разрешение конфликтов. Сеть – разделяемый ресурс; каким образом разрешаются конфликтующие запросы на ее использование?
Именование и разрешение имен в сети. Системы (машины) в сети имеют имена. Сообщения идентифицируются номерами процессов (process ids). Процесс на удаленной системе идентифицируется парой <host-name, process-identifier>.
Для глобального разрешения сетевых имен используется Domain Name Service (DNS), обеспечивающий структуру именования машин, а также преобразование имени в IP-адрес (в сети Интернет). Пример доменного имени (domain name) машины в сети Интернет: spbu.ru – доменное имя Санкт-Петербургского университета. С помощью протокола и сервисов DNS доменные имена преобразуются в числовые IP-адреса конкретных машин в сети, например, 100.200.150.2.
Стратегии маршрутизации
Маршрутизация (routing) – поиск маршрута для каждого сетевого пакета и направление его по найденному маршруту. Для маршрутизации в сетях используется специальное сетевое оборудование – маршрутизаторы (routers), которые обязательно должны использоваться в больших локальных сетях. Наиболее известные компании, выпускающие маршрутизаторы, - Cisco и 3COM. Рассмотрим возможные стратегии маршрутизации.
Фиксированная маршрутизация. Путь от A к B задан заранее; он изменяется, только если им невозможно воспользоваться из-за отказов аппаратуры. При этом:
Поскольку выбирается кратчайший путь, затраты на коммуникацию минимизированы.
Фиксированная маршрутизация не может быть адаптирована к изменению загрузки.
Обеспечивается получение сообщений в том же порядке, в каком они были посланы.
Виртуальная цепочка. Путь от A к B фиксируется на время одного сеанса. Различные сеансы, включающие сообщения от A в B, могут иметь различную маршрутизацию. Особенности данного способа маршрутизации:
Это частичное средство адаптации к изменениям загрузки.
Обеспечивается получение сообщений в том же порядке, в каком они были посланы.
Динамическая маршрутизация. Путь для отправки сообщения от A к B определяется только в момент отправки данного сообщения.
Обычно система посылает сообщение другой системе через соединение, наименее используемое в данный момент времени.
Метод адаптирован к изменениям загрузки, так как избегает отправки сообщений через интенсивно используемые соединения.
Сообщения при данном методе могут приходить в другом порядке. Эта проблема может быть решена путем присваивания номера последовательности каждому сообщению (что и реализовано в сетях TCP/IP).
Стратегии соединения и разрешение коллизий
Сети с кольцевой топологией. Для осуществления сетевой коммуникации необходимо установить сетевое соединение (connection). Различаются следующие виды сетевых соединений.
Переключение схем. Устанавливается постоянное физическое соединение на все время коммуникации (например, по телефонной линии или по кабелю "витая пара").
Переключение сообщений. Устанавливается временное соединение на период передачи сообщения (например, пересылка электронной почты).
Переключение пакетов. Сообщения переменной длины делятся на пакеты фиксированной длины, которые и посылаются адресату. Пакеты могут передаваться по сети различными путями. Пакеты должны быть вновь собраны в сообщения по их прибытии. Пример – основной протокол Интернета TCP/IP.
Переключение схем требует времени для установки, но меньших накладных расходов на посылку каждого сообщения; при этом могут иметь место потери пропускной способности сети. Переключение сообщений и пакетов требует меньшего времени на установку, но накладные расходы на передачу сообщений больше, чем в первых двух методах.
Коллизии в сети возникают, если несколько систем одновременно обращаются к одному и тому же участку сети для передачи информации.
Для разрешения коллизий в сетях используется метод CSMA/CD (Carrier sense with multiple access; collision detection: носитель, чувствительный к одновременному доступу; обнаружение коллизий). Суть метода в следующем. Система определяет, не передается ли одновременно по данному участку сети сообщение другой системой. Если две или более систем начинают передачу сообщений в точности в одно и то же время, то фиксируется коллизия, и передача прекращается.
Недостаток метода: если система сильно загружена, то может возникнуть множество коллизий, что приведет к падению производительности.
Метод CSMA/CD успешно используется в сетях типа Ethernet – наиболее распространенном типе сетей.
Методы сетевого соединения в сетях с кольцевой топологией. В России пока не столь популярны сети с кольцевой топологией, однако их изучение и освоение представляет несомненный интерес. Известны следующие методы организации сетевого соединения и коммуникации в сетях с кольцевыми топологиями.
Передача маркера (token). Специальные сообщения, называемые маркерами, постоянно циркулируют в системе (обычно – при кольцевой топологии сети). Машина, которой требуется передать информацию, должна дождаться получения сообщения-маркера. Когда машина завершает свой раунд передачи сообщения, она передает по сети маркерное сообщение. Схема передачи маркерных сообщений используется в системах IBM и Apollo. Такая архитектура сети называется маркерным кольцом (token ring).
Слоты для сообщений. Несколько слотов для сообщений фиксированного размера постоянно циркулируют в системе (обычно – кольцевой структуры). Поскольку слот может вмещать только сообщения фиксированного размера, единое с логической точки зрения сообщение может быть разбито на несколько пакетов меньшей длины, каждый из которых пересылается в отдельном слоте. Такая схема была опробована в экспериментальной архитектуре сети Cambridge Digital Communication Ring (Кембриджское кольцо).
Ключевые термины
Cambridge Digital Communication Ring (Кембриджское кольцо) – разновидность исследовательской сетевой системы с кольцевой топологией.
CSMA/CD (Carrier sense with multiple access; collision detection: носитель, чувствительный к одновременному доступу; обнаружение коллизий) – распространенный метод разрешения коллизий в сетях.
Domain Name Service (DNS) – сервис в сети Интернет, обеспечивающий структуру именования машин, а также преобразование доменного имени в IP-адрес.
Виртуальная цепочка – метод маршрутизации, при котором путь сетевых пакетов между двумя заданными сетевыми узлами фиксируется на время одного сеанса связи.
Витая пара (twisted pair) - распространенный тип сетевого кабеля, используемый в сетях Ethernet, с разъемами типа RJ45.
Волоконно-оптический кабель (fiber optic cable) – быстродействующий сетевой кабель со скоростью передачи данных до 100 МБит / с, принцип действия, которого основан на волоконной оптике.
Выделенная линия (dedicated line) – телефонная линия связи, используемая только для сетевого взаимодействия двух узлов (компьютеров) локальной или глобальной сети.
Глобальная сеть - Wide-Area Network (WAN) – сеть, связывающая географически удаленные машины.
Динамическая маршрутизация - метод маршрутизации, при котором путь для отправки сообщения между двумя заданными сетевыми узлами определяется только в момент отправки данного сообщения.
Доменное имя (domain name) – составное символьное имя компьютера в сети Интернет (например, spbu.ru).
Коллизия в сети – ситуация, когда несколько систем одновременно обращаются к одному и тому же участку сети для передачи информации.
Коммуникационный процессор – специализированный процессор, используемый в глобальных сетях для сетевой коммуникации.
Концентратор (hub) – устройство для установки коммуникаций между машинами в локальной сети, к которому подключены все сетевые компьютеры.
Локальная сеть - Local-Area Network (LAN) – сеть, расположенная на небольшой площади, например, одной комнате, в пределах здания или нескольких соседних зданий.
Маршрутизатор (router) – сетевое устройство для маршрутизации.
Маршрутизация (routing) – поиск маршрута для каждого сетевого пакета и направление его по найденному маршруту.
Оптический переключатель (optical switch) – быстродействующее сетевое устройство, аналогичное концентратору, используемое в сетях с волоконно-оптическими кабелями.
Передача маркера (token), или маркерное кольцо (token ring) – метод коммуникации в сети с кольцевой топологией, при котором специальные сообщения, называемые маркерами, постоянно циркулируют в системе.
Переключение пакетов - метод сетевого соединения, при котором сообщения переменной длины делятся на пакеты фиксированной длины, которые и посылаются адресату.
Переключение схем – метод сетевого соединения, при котором устанавливается постоянное физическое соединение на все время коммуникации.
Переключение сообщений - метод сетевого соединения, при котором устанавливается временное соединение на период передачи сообщения.
Полностью соединенная сеть – сеть, в которой любая машина соединена с любой другой.
Распределенная операционная система – ОС, в которой пользователи не осведомлены относительно множественности машин; доступ к удаленным ресурсам осуществляется аналогично доступу к локальным ресурсам.
Сетевая карта (сетевой адаптер) – специализированный сетевой процессор, встроенный в компьютер и обеспечивающий доступ компьютера к локальной сети при подключении к нему сетевого кабеля.
Сетевая операционная система – ОС, в которой пользователи осведомлены относительно множественности машин и осуществляют доступ к ресурсам на удаленных машинах явно с помощью удаленного входа или передачи данных с удаленной машины по протоколу FTP.
Сетевое соединение (connection) – способ соединения компьютеров в сети, обеспечивающий их сетевую коммуникацию.
Сетевой диск – жесткий диск, являющийся частью сетевого компьютера или отдельным элементом сети (со своей сетевой картой), к которому разрешен общий доступ компьютеров локальной сети.
Сетевой принтер – принтер, подключенный к сетевому компьютеру или являющийся отдельным элементом сети (со своей сетевой картой), к которому разрешен общий доступ компьютеров локальной сети.
Слоты для сообщений - метод коммуникации в сети с кольцевой топологией, при котором несколько слотов для сообщений фиксированного размера постоянно циркулируют в системе.
Фиксированная маршрутизация – метод маршрутизации, при котором путь сетевого пакета между двумя сетевыми узлами известен заранее и изменяется только при неисправности сетевых устройств.
Шлюз (gateway) – выделенный компьютер локальной сети, играющая роль входного компьютера в данную локальную сеть.
studfiles.net
Структура и ресурсы локальной сети факультета МИФ
Все компьютеры учебных классов, кафедр и лабораторий факультета математики, информатики и физики ВГСПУ подключены к единой локальной сети. Локальная сеть обеспечивает:
- доступ к ресурсам сети Интернет;
- работу с локальным файловым сервером;
- доступ к информационным службам университета;
- работу с локальными веб-ресурсами факультета и университета.
Работать с ресурсами локальной сети можно как на компьютерах факультета, так и на своих собственных компьютерах, подключенных к беспроводной сети Wi-Fi (в учебном корпусе), или к локальной сети через удалённый VPN-доступ (с домашних компьютеров).
Учётная запись локальной сети
Чтобы использовать все возможности локальной сети, вам нужно пройти регистрацию и получить учётную запись. Регистрацию можно пройти только со стационарного компьютера локальной сети.
Во время прохождения регистрации вы получаете:
- Свой логин и пароль. Вы можете их использовать, начиная работу на любом компьютере локальной сети (вход в домен FIZMAT). Это позволит вам использовать свои настройки, работать с ресурсами сервера, безопасно хранить файлы, подключаться к сети при помощи WiFi или VPN.
- Персональную (домашнюю) папку на файловом сервере. Здесь вы можете хранить свои файлы, использовать их на любом компьютере локальной сети, делиться файлами с другими пользователями.
Если вы прошли регистрацию, но забыли пароль, то попробуйте воспользоваться службой восстановления пароля.
Домашняя папка
Домашняя папка создается на сервере локальной сети. Её имя совпадает с вашим логином. В структуре этой папки есть три раздела:
- PrivateЭта папка, которая доступна только вам. Сохраняйте в ней все ваши файлы, которые должны быть закрыты от постороннего доступа, но с которыми вы сами хотите работать на любом компьютере локальной сети.
- SharedВ этой папке файлы открыты для чтения всем пользователям локальной сети, но изменять и удалять их можете только вы. Используйте эту папку, если хотите какие-то файлы открыть для чтения другим пользователям локальной сети.
- PublicЭта папка открыта всем пользователям для чтения и записи. Используйте её не для хранения своих файлов, а для получения нужных вам файлов от других пользователей.
Как получить доступ к домашней папке и другим ресурсам сети
Если при включении компьютера вы используете свой логин и пароль (вход в домен FIZMAT), то для вас будут подключены сетевые диски:
Z:Это ваша домашняя папка. Содержит папки private, public и shared (см. выше).
X:Это сетевая папка, которая объединяет различные ресурсы локальной сети. Наиболее важными из них являются:
- HomesКаталог домашних папок. Здесь вы сможете найти свою домашнюю папку, а также папки других пользователей.
- PublicЭта папка для временного хранения файлов и их копирования между компьютерами локальной сети. Файлы из этой папки перед каждым новым семестром автоматически удаляются. Сохранность файлов в этой папке не гарантируется.
- MediaВ этой папке собраны коллекции рисунков, презентаций, звуковых файлов, электронных учебников, которые можно использовать на занятиях. Если у вас есть желание пополнить эти коллекции, то свяжитесь со службой технической поддержки.
- TutorialВ этой папке собраны учебные материалы по различным предметам, которые вы можете использовать на занятиях или при выполнении самостоятельной работы.
- InstallВ этой папке собраны дистрибутивы программ и драйверов, используемые на компьютерах факультета. Всё программное обеспечение в этой папке является бесплатным или распространяется по свободной лицензии.
- WorkgroupВ этом каталоге собраны ссылки на домашние папки кафедр и лабораторий факультета.
Данные ресурсы вы можете использовать и без подключения сетевых дисков, обращаясь к ним напрямую по адресу \\fizmat\dfs
Удалённый доступ и беспроводная сеть
С ресурсами локальной сети вы можете работать и на своих личных компьютерах. Для этого есть две возможности: беспроводная сеть и удалённый доступ .
Беспроводная сеть
Если вы используете свой ноутбук или мобильное устройство, то можете настроить подключение к сети Wi-Fi, чтобы работать с Интернетом или ресурсами локальной сети. Точки беспроводного доступа установлены в ключевых аудиториях, библиотеке, актовом зале, холлах учебного корпуса факультета математики, информатики и физики ВГСПУ.
Удалённый доступ
Если ваш компьютер подключён к Интернету (например, дома или в другом учебном корпусе), то настроив VPN-подключение, вы можете получить доступ к своей домашней папке и другим ресурсам локальной сети факультета. Ознакомьтесь с информацией о настройке удалённого доступа к локальной сети, если хотите воспользоваться таким способом подключения.
Удаленное VPN-подключение, а также беспроводной доступ через сети учебных классов осуществляется на основе учётных записей локальной сети (см. выше). Чтобы такое подключение работало, вам надо оформить заявку на подключение и дождаться её утверждения администратором сети.
Беспроводной доступ через общедоступное подключение (сеть fizmat) вы можете настроить и без заявки. Пароль доступа вам сообщат в любом компьютерном классе.
Все разделы справочной системы
mif.vspu.ru
