Лекция № 4 (2 часа)

Тема: Сетевые технологии.

Цель: Изучить основные типы применяемых сетевых технологий.

План

Введение

1. Сети Ethernet и Fast Ethernet

2. Сети Token Ring

3. Cети FDDI

Введение

При построении локальной вычислительной сети могут применятся различные сетевые технологии, которые регламентируют используемую сетевую топологию, тип применяемого сетевого кабеля, и скорость передачи данных.

1. Сети Ethernet и Fast Ethernet

Ethernet – стандарт организации локальных вычислительных сетей, используемых для соединения устройств, находящихся на небольшом расстоянии друг от друга (в одном здании, группе зданий) на скорости до 10 Мбит/сек.

Сеть Ethernet может иметь шинную или звёздную топологию. В качестве среды передачи могут быть использованы как коаксиальный кабель так и витая пара.

Спецификация Ethernet предусматривает несколько стандартов физического уровня, определяющих вид кабельных систем и сетевой топологии при организации сетей.

Расмотрим следующие стандарты Ethernet:

- 10Base-2 (тонкий Ethernet);

- 10Base-5 (толстый Ethernet);

- 10Base-Т (неэкранированная витая пара);

Стандарт 10 Base-2 – использует в качестве передающей среды тонкий коаксиальный кабель, в качестве топологии используется общая шина. Максимальная длина сегмента без повторителей составляет 185 метров. На концах сегмента необходимо устанавливать терминаторы.

Максимальное количество рабочих станций, подключаемых к одному сегменту, равно 30. Минимально расстояние между станциями - 1м. Рабочие станции подключаются к кабелю при помощи BNC Т-коннектора.

Число 10 означает максимальную скорость передачи данных 10 Мбит/с. Слово BASE является сокращением от baseband (принцип передачи данных без модуляции), а двойка является первой цифрой числа 200 - округлённой максимальной длины сегмента сети.

Достоинства:

- хорошая защищённость кабеля от внешних воздействий;

- сравнительно большое расстояние между узлами;

- дешевизна кабеля;

Недостатки:

- ограниченный размер сети.

- остановка работы сети при повреждении кабеля или плохом соединении.

Стандарт 10 Base-5 – соответствует экспериментальной сети Ethernet фирмы «Xerox» и может считаться классическим Ethernet. Использует в качестве среды передачи данных толстый коаксиальный кабель. в качестве топологии используется общая шина. Рабочая станция подключается к кабелю при помощи трансивера. К компьютеру трансивер подключается с помощью кабеля AUI (Attachment Unit Interface).

Сегмент кабеля имеет максимальную длину без повторителей 500 м, на концах сегмента устанавливаются терминаторы. Максимальное количество рабочих станций, подключаемых к одному сегменту 100. Минимальный интервал подключения трансиверов 2,5 метра. Это расстояние грубо соответствует длине волны сигнала. Подходящие места установки трансиверов отмечаются на кабеле чёрными метками.

Число 10 означает максимальную скорость передачи данных 10 Мбит/с. Слово BASE является сокращением от baseband (принцип передачи данных без модуляции), а пятерка является первой цифрой числа 500 - максимальной длины сегмента сети.

Достоинства:

- большое расстояние передачи сигнала без использования повторителей;

- достаточно большое количество компьютеров подключаемых к одному сегменту сети.

Недостатки:

- дороговизна кабеля и сопутствующего сетевого оборудования;

- сложность прокладки кабеля из-за его жесткости.

Стандарт 10Base-T - принят в 1991 году, использует в качестве среды передачи данных неэкранированную витую пару. Соединения рабочих станций осуществляется по топологии звезда со специальным устройством – многопортовым концентратором.

10BASE-T использует разъёмы типа 8P8C (RJ-45), обжатые согласно таблицам T568A или T568B, определённым в стандарте TIA/EIA-568-B. Используются только вторая и третья пара (оранжевая и зелёная).

Общее количество рабочих станций не должно превышать 1024, длина кабеля от персонального компьютера до концентратора не более 100м.

Достоинства:

- относительно низкая стоимость оборудования и используемоего сетевого кабеля;

- простота локализации неисправностей;

- легкость модернизации оборудования (переход на стандарт 100BaseT).

Недостатки:

- ограничение максимальной длины сетевого сегмента 100 метров;

- склонность к наводкам в кабеле неэкранированных витых пар;

- дополнительные расходы, связанные с установкой концентраторов.

Fast Ethernet - стандарт организации локальных вычислительных систем, используемых для соединения устройств, находящихся на небольшом удалении друг от друга (в одном здании, группе зданий) на скорости до 100 Мбит/с.

Сеть Fast Ethernet имеет звёздную или древовидную топологию. В качестве среды передачи могут быть использованы кабель витая пара или оптоволоконный кабель.

Расмотрим следующие стандарты Fast Ethernet:

- 100Base-TX;

- 100Base-T4;

Стандарт 100Base-TX на текущий момент являются наиболее доступными вариантом организации 100 мегабитной сети. В качестве среды передачи данных используется кабель неэкранированной витой пары UTP категории 5 или экранированная витая пара STP Type 1. Максимальная расстояние между соединяемыми устройствами составляет 100 метров.

Достоинства:

- высокая пропускная способность;

- относительно низкая стоимость оборудования и используемоего сетевого кабеля;

- простота локализации неисправностей;

Недостатки:

- ограничение максимальной длины сетевого сегмента 100 метров;

- повышенная чувствительность к электромагнитным помехам;

- дополнительные расходы, связанные с установкой концентраторов

Стандарт 100Base-T4 появился позже всех других спецификаций физического уровня Fast Ethernet. Спецификация 100Base-T4 была разработана для того, чтобы можно было использовать уже имеющуюся проводку на витой паре категории 3. А общую пропускную способность эта спецификация позволяет повысить за счет одновременной передачи потоков данных по всем 4 парам кабеля.

Сети Token Ring

Сетевая технология Token Ring была разработана компанией IBM в 1970 году.

Token Ring - технология локальной вычислительной сети использующей топологию кольцо с применением маркерного доступа.

В качестве передающей среды применяется витая пара или оптоволокно. Метод управления доступом станции к передающей среде – маркерное кольцо. Применяется кольцевая топология либо зведа-кольцо.

Все устройства, подключенные к сети, могут передавать данные, только получив маркер доступа. Маркер передаётся по кольцу, минуя каждую рабочую станцию в сети.

Рабочая станция, располагающая информацией, которую необходимо передать, может добавить к маркеру кадр данных. В противном случае, она просто передаёт маркер следующей станции. В любой момент времени таким правом обладает только одна станция в сети.

Данные, посланные станцией-отправителем, всегда возвращается к ней обратно, и в них содержится информация о том, были ли он удачно принят станцией получателем.

Имеется возможность назначать различные приоритеты захвата маркера доступа разным рабочим станциям.

Рисунок 18.Сеть Token ring.

Сети Token Ring в отличие от Ethernet работают с двумя битовыми скоростями - 4 и 16 Мбит/с. В одном кольце все станции работают только на одной определенной скорости - либо 4 Мбит/с, либо 16Мбит/с.

Достоинства сетей Token Ring:

- применение "активной" топологии, когда каждый компьютер регенерирует сигнал, позволяет "бороться" с затуханием сигнала;

- высокая надежность, обеспечиваемая маркерным методом доступа (исключена возможность неожиданного сбоя, связанная с перегрузкой сети).

Недостатки сетей Token Ring:

- достаточно большие затраты, связанные с дорогостоящим оборудованием;

- сложность монтажа и модернизации;

- довольно низкая скорость передачи данных.

Сети FDDI

FDDI (Волоконно-оптический интерфейс передачи данных) - стандарт передачи данных в локальной сети, протянутой на расстоянии до 200 километров. Стандарт основан на технологии Token Ring. Кроме большой территории, сеть FDDI способна поддерживать несколько тысяч пользователей.

В качестве среды передачи данных в FDDI рекомендуется использовать волоконно-оптический кабель, однако можно использовать и медный кабель, в таком случае используется сокращение CDDI (Copper Distributed Data Interface). В качестве топологии используется схема двойного кольца, при этом данные в кольцах циркулируют в разных направлениях. Одно кольцо считается основным, по нему передаётся информация в обычном состоянии; второе - вспомогательным, по нему данные передаются в случае обрыва на первом кольце.

Для контроля за состоянием кольца используется сетевой маркер, как и в технологии Token Ring.

Поскольку такое дублирование повышает надёжность системы, сети данного типа с успехом применяется на магистральных каналах связи.

Рисунок 19.Сеть FDDI

Достоинства сетей FDDI:

- высокая пропускная способность;

- устойчивость к сбоям и повреждениям;

- нечувствительность к электромагнитным помехам;

- низкое затухание сигнала.

Недостатки сетей FDDI:

- высокая стоимость установки;

- сложность модернизации сети.

Контрольные вопросы

1. Какие существуют технологии построения сети?

2. Основные положения стандарта 10 Base-2.

3. Опишите достоинства и недостатки стандарта 10 Base-2.

4. Основные положения стандарта 10 Base-5.

5. Опишите достоинства и недостатки стандарта 10 Base-5.

6. Основные положения стандарта 10Base-T.

7. Опишите достоинства и недостатки стандарта 10Base-T.

8. Основные положения стандарта Fast Ethernet и 100Base-TX.

9. Опишите достоинства и недостатки стандарта 100Base-TX.

10. Основне положення технологи Token Ring.

11. Опишите достоинства и недостатки сетей Token Ring.