Работа в локальной сети. Сервисы глобальной сети Internet

5.Общая стоимость проекта, включающая покупку оборудования, монтаж 
и последующую эксплуатацию.

Основная среда передачи данных ЛКС – неэкранированная 
витая пара, коаксиальный кабель, многомодовое оптоволокно. При примерно 
одинаковой стоимости одномодового и многомодового оптоволокна, оконечное оборудование для одномодового значительно дороже, хотя и обеспечивает большие расстояния. Поэтому в ЛКС используют, в основном, многомодовую оптику. Основные технологии ЛКС: Ethernet, ATM. Технологии FDDI (2 кольца), применявшаяся ранее для опорных сетей и имеющая хорошие характеристики по расстоянию, скорости и отказоустойчивости, сейчас мало используется, в основном, из-за высокой стоимости, как, 
впрочем, и кольцевая технология Token Ring, хотя обе они до сих пор поддерживаются 
на высоком уровне всеми ведущими вендорами, а в отдельных случаях (например, 
применение FDDI для опорной сети масштаба города, где необходима высокая отказоустойчивость и гарантированная доставка пакетов) использование этих технологий 
все еще может быть оправданным.

Типы ЛКС. Ethernet – изначально коллизионная технология, основанная на общей шине, к которой компьютеры подключаются и «борются» между собой за право передачи пакета. Основной протокол – CSMA/CD (множественный доступ с чувствительностью несущей и обнаружению коллизий). Дело в том, что если две станции одновременно начнут передачу, то возникает ситуация коллизии, и сеть некоторое время «ждет», пока «улягутся» переходные процессы и опять наступит «тишина». Существует еще один метод доступа – CSMA/CA (Collision Avoidance) – то же, но с исключением коллизий. Этот метод применяется в беспроводной технологии Radio Ethernet или Apple Local Talk – перед отправкой любого пакета в сети пробегает анонс о том, что сейчас будет происходить передача, и станции уже не пытаются ее инициировать. Ethernet бывает полудуплексный (Half Duplex), по всем средам передачи: источник и приемник «говорит по очереди» (классическая коллизионная технология) и полнодуплексный (Full Duplex), когда две пары приемника и передатчика на устройствах говорят одновременно. Этот механизм работает 
только на витой паре (одна пара на передачу, одна пара на прием) и на оптоволокне 
(одна пара на передачу, одна пара на прием).

Ethernet различается по скоростям и методам кодирования для различной физической среды, а также по типу пакетов (Ethernet II, 802.3, RAW, 802.2 (LLC), SNAP). Ethernet различается по скоростям: 10 Мбит/с, 100 Мбит/с, 1000 Мбит/с (Гигабит). Поскольку недавно ратифицирован стандарт Gigabit Ethernet для витой пары категории 5, можно сказать, что для любой сети Ethernet могут быть использованы витая пара, одномодовое (SMF) или многомодовое (MMF) оптоволокно.

В зависимости от этого существуют различные спецификации:

1. 10 Мбит/с Ethernet: 10BaseT, 10BaseFL, (10Base2 и 10Base5 существуют для коаксиального кабеля и уже не применяются).

2. 100 Мбит/с Ethernet: 100BaseTX, 100BaseFX, 100BaseT4, 100BaseT2.

3. Gigabit Ethernet: 1000BaseLX, 1000BaseSX (по оптике) и 1000BaseTX (для витой пары).

Существуют два варианта реализации Ethernet на коаксиальном кабеле, называемые «тонкий» и «толстый» Ethernet: 

Тонкий Ethernet использует кабель типа RG-58A/V (диаметром 0,2 дюйма). Для маленькой сети используется кабель с сопротивлением 50 Ом. Коаксиальный кабель прокладывается от компьютера к компьютеру. У каждого компьютера оставляют небольшой запас кабеля на случай возможности его перемещения. Длина сегмента 185 м, количество компьютеров, подключенных к шине – до 30. После присоединения всех отрезков кабеля с BNC-коннекторами (Bayonel-Neill-Concelnan) к Т-коннекторам (название 
обусловлено формой разъема, похожей на букву «Т») получится единый кабельный 
сегмент. На его обоих концах устанавливаются терминаторы («заглушки»). Терминатор 
конструктивно представляет собой BNC-коннектор (он также надевается на Т-коннектор) 
с впаянным сопротивлением. Значение этого сопротивления должно соответствовать 
значению волнового сопротивления кабеля, т.е. для Ethernet нужны терминаторы 
с сопротивлением 50 Ом.

Толстый Ethernet – сеть на толстом коаксиальном кабеле, имеющем диаметр 0,4 дюйма и волновое сопротивление 50 Ом. Максимальная длина кабельного сегмента – 500 м.

Прокладка самого кабеля почти одинакова для всех типов коаксиального кабеля. Для подключения компьютера к толстому кабелю используется дополнительное устройство, называемое трансивером. Трансивер подсоединен непосредственно к сетевому кабелю. От него к компьютеру идет специальный трансиверный кабель, максимальная длина которого 50 м. На обоих его концах находятся 15-контактные DIX-разъемы (Digital, Intel и Xerox). С помощью одного разъема осуществляется подключение к трансиверу, с помощью другого – к сетевой плате компьютера. Трансиверы освобождают от необходимости подводить кабель к каждому компьютеру. Расстояние от компьютера до сетевого кабеля определяется длиной трансиверного кабеля. Создание сети при помощи трансивера очень удобно. Он может в любом месте в буквальном смысле «пропускать» кабель. Эта простая процедура занимает мало времени, а получаемое соединение оказывается очень надежным. Кабель не режется на куски, его можно прокладывать, не заботясь о точном месторасположении компьютеров, а затем устанавливать трансиверы в нужных местах. Крепятся трансиверы, как правило, на стенах, что предусмотрено их конструкцией. При необходимости  охватить локальной сетью площадь большую, чем это позволяют рассматриваемые кабельные системы, применяется дополнительные устройства – репитеры (повторители). Репитер имеет 2-портовое исполнение, т.е. он может объединить 2 сегмента по 185 м. Сегмент подключается к репитеру через Т-коннектор. К одному концу Т-коннектора подключается сегмент, а на другом ставится терминатор. В сети может быть не больше четырех репитеров. Это позволяет получить сеть максимальной протяженностью 925 м. Существуют 4-портовые репитеры. К одному такому репитеру можно подключить сразу 4 сегмента. Длина сегмента для Ethernet на толстом кабеле 
составляет 500 м, к одному сегменту можно подключить до 100 станций. При наличии 
трансиверных кабелей до 50 м длиной, толстый Ethernet может одним сегментом 
охватить значительно большую площадь, чем тонкий. Эти репитеры имеют DIX-разъемы 
и могут подключаться трансиверами, как к концу сегмента, так и в любом другом 
месте. Очень удобны совмещенные репитеры, т.е. подходящие и для тонкого и для 
толстого кабеля. Каждый порт имеет пару разъемов: DIX и BNC, но он не могут быть 
задействованы одновременно. Если необходимо объединять сегменты на разном кабеле, 
то тонкий сегмент подключается к BNC-разъему одного порта репитера, а толстый 
– к DIX-разъему другого порта. Репитеры очень полезны, но злоупотреблять ими 
не стоит, так как они приводят к замедлению работы в сети. Ethernet на витой 
паре. Витая пара – это два изолированных провода, скрученных между собой. Для Ethernet 
используется 8-жильный кабель, состоящий из четырех витых пар. Для защиты 
от воздействия окружающей среды кабель имеет внешнее изолирующее покрытие. Основной узел на витой паре – hub (в переводе называется накопителем, концентратором или просто хаб). Каждый компьютер должен быть подключен к нему с помощью своего сегмента кабеля. Длина каждого сегмента не должна превышать 100 м. На концах кабельных сегментов устанавливаются разъемы RJ-45. Одним разъемом кабель подключается к хабу, другим – к сетевой плате. Разъемы RJ-45 очень компактны, имеют пластмассовый корпус и восемь миниатюрных площадок. Хаб – центральное устройство в сети на витой паре, от него зависит ее работоспособность. Располагать его 
надо в легкодоступном месте, чтобы можно было легко подключать кабель и следить за индикацией портов. Хабы выпускаются на разное количество портов – 8, 12,
16 или 24. Соответственно к нему можно подключить такое же количество компьютеров. Технология Fast Ethernet IEEE 802.3U. Технология Fast Ethernet была стандартизирована комитетом IEEE 802.3. Новый стандарт получил название IEEE 802.3U. Скорость передачи информации 100 Мбит/с. Fast Ethernet организуется на витой паре 
или оптоволокне. В сети Fast Ethernet организуются несколько доменов конфликтов, но с обязательным учетом класса повторителя, используемого в доменах. Репитеры Fast Ethernet (IEEE 802.3U) бывают двух классов и различаются по задержке в мкс.

Соответственно в сегменте (логическом) может быть до двух репитеров класса 2 и один репитер класса 1. Для Ethernet (IEEE 802.3) сеть подчиняется правилу 5-4-3-2-1. Правило 5-4-3-2-1 гласит: между любыми двумя рабочими станциями не должно быть более 5 физических сегментов, 4 репитеров (концентраторов), 3 «населенных»физических сегментов, 2 «населенных» межрепитерных связей (IRL), и все это должно представлять собой один коллизионный домен (25,6 мкс). Физически из концентратора «растет» много проводов, но логически это все один сегмент Ethernet и один коллизионный домен, в связи с ним любой сбой одной станции отражается на работе других. Поскольку все станции вынуждены «слушать» чужие пакеты, коллизия происходит в пределах всего концентратора (на самом деле на другие порты посылается сигнал Jam, но это не меняет сути дела). Поэтому, хотя концентратор – это самое дешевое устройство и, кажется, что оно решает все проблемы заказчика, советуем постепенно отказаться от этой методики, особенно в условиях постоянного роста требований к ресурсам сетей, и переходить на коммутируемые сети. Сеть их 20 компьютеров, собранная на репитерах 100 Мбит/с, может работать медленнее, чем сеть из 20 компьютеров, включенных в коммутатор 10 Мбит/с. Если раньше считалось «нормальным» присутствие в сегменте до 30 компьютеров, то в нынешних сетях даже 3 рабочие станции могут загрузить весь сегмент. В Fast Ethernet внутри одного домена конфликтов могут находиться не более двух повторителей класса II
или не более одного повторителя класса I. Различные типы кабелей и устройств Fast Ethernet дают разную величину задержки RTD. Витая пара категории 5 – 1,11 бит-тайм на метр длины, оптоволоконный кабель 1 бит-тайм также на метр длины, сетевой адаптер – 50 бит-тайм, медиаконвертеры от 50 до 100, повторитель класса I –140, повторитель класса II – 92 бит-тайм. Задержку RTD между двумя сетевыми узлами рассчитать несложно, она равняется сумме соответствующих задержек их сетевых адаптеров и всех промежуточных сетевых компонентов (кабелей, повторителей).

Следующий шаг в развитии технологии Ethernet – разработка проекта стандарта IEEE-802.32. Данный стандарт предусматривает скорость обмена информацией между станциями локальной сети 1 Гбит/с. Предполагая, что устройства Gigabit Ethernet будут объединять сегменты сетей с Fast Ethernet со скоростями 100 Мбит/с. Разрабатываются сетевые карты со скоростью 1 Гбит/с, а также серия сетевых устройств, таких как коммутаторы и маршрутизаторы. В сети с Gigabit Ethernet будет использоваться управление трафиком, контроль перегрузок и обеспечение качества обслуживания (Quality Of Service - QOS). Стандарт Gigabit Ethernet – один из серьезных соперников развивающейся сегодня технологии АТМ.

Технологии АТМ. Сеть АТМ имеет звездообразную топологию. Сеть АТМ строится на основе одного или нескольких коммутаторов, являющихся неотъемлемой частью данной коммуникационной структуры. Высокая скорость передачи и чрезвычайно низкая вероятность ошибок в волоконно-оптических системах выдвигают на первый план задачу создания высокопроизводительных систем коммутации на основе стандартов АТМ. Простейший пример такой сети – один коммутатор, обеспечивающий коммутацию пакетов, данных и несколько оконечных устройств. АТМ – это метод передачи информации между устройствами в сети маленькими пакетами фиксированной длины, названными ячейками (cells).

Фиксация размеров ячейки имеет ряд существенных преимуществ по сравнению с пакетами переменной длины.

Во-первых, ячейки фиксированной длины требуют минимальной обработки 
при операциях маршрутизации в коммутаторах. Это позволяет максимально 
упростить схемные решения коммутаторов при высоких скоростях коммутации.

Во-вторых, все виды обработки ячеек по сравнению с обработкой пакетов переменной длины значительно проще, так как отпадает необходимость в вычислении длины ячейки.

В-третьих, в случае применения пакетов переменной длины передача длинного пакета данных могла бы вызвать задержку выдачи в линию пакетов с речью или видео, 
что привело бы к их искажению.

Модель АТМ имеет четырехуровневую структуру, она имеет несколько уровней:

- пользовательский (User Layer) – включает уровни, начиная с сетевого и выше (IPX/SPX или TCP/IP);

- адаптации (АТМ Adaptation Layer - AAL);

- ATM (ATM Layer);

- физический (Physical Layer).

Пользовательский уровень обеспечивает создание сообщения, которое должно быть передано в сеть АТМ и соответствующим образом преобразовано. Уровень адаптации (AAL) обеспечивает доступ пользовательских приложений к коммутирующим устройствам АТМ. Данный уровень формирует стандартные АТМ-ячейки и передает их передает их на уровень АТМ для последующей обработки. Физический уровень обеспечивает передачу ячеек через разнообразные коммутационные среды. Данный уровень состоит из двух подуровней – подуровня преобразования передачи, реализующего различные протоколы передачи по физическим линиям, и подуровня адаптации к среде передачи. Оконечные устройства АТМ – сети, подключающиеся к коммутаторам через интерфейс, называемый UNI – интерфейс пользователя с сетью. UNI может быть интерфейсом между рабочей станцией, ПК, АТС, маршрутизатором, или каким угодно «черным ящиком» и АТМ-коммутатором.

Глава 3. Глобальные компьютерные сети.

Характеристика глобальных компьютерных сетей Первоначально
глобальные сети решали задачу доступа удаленных ЭВМ и терминалов к мощным
ЭВМ, которые назывались host-компьютер (часто используют термин сервер). Такие подключения осуществлялись через коммутируемые или некоммутируемые каналы 
телефонных сетей или через спутниковые выделенные сети передачи данных, например, 
сети, работающие по протоколу Х.25. Для подключения к таким сетям передачи 
данных использовались модемы, работающие под управлением специальных телекоммуникационных 
программ, таких как BITCOM, COMIT, PROCOM, MITEZ и т.д. Эти программы, 
работая под операционной системой MS-DOS, обеспечивали установление соединения 
с удаленным компьютером и обмен с ним информацией. С закатом эры MS-DOS их место 
занимает встроенное в операционные системы коммуникационное программное обеспечение. 
Примером могут служить средства Windows95 или удаленный доступ (RAS) 
в WindowsNT. В настоящее время все реже используются подключенные к глобальным 
сетям одиночные компьютеры. Это в основном домашние ПК. В основной массе абонентами 
компьютерных сетей являются компьютеры, включенные в локальные вычислительные 
сети (ЛВС), и поэтому часто решается задача организации взаимодействия нескольких 
удаленных локальных вычислительных сетей. При этом требуется обеспечить 
удаленному компьютеру связь с любым компьютером удаленной локальной сети, и, наоборот, 
любому компьютеру ЛВС с удаленным компьютером. Последнее становится весьма 
актуальным при расширении парка домашних и персональных компьютеров. В России 
крупнейшими глобальными сетями считаются Спринт сеть (современное название 
Global One), сеть Инфотел, сети Роснет и Роспак, работающие по протоколу Х.25, 
а также сети Relcom и Internet, работающие по протоколу TCP/IP. В качестве сетевого 
оборудования применяются центры коммутации, которые для сетей Х.25 часто исполняются 
как специализированные устройства фирм-производителей Siemens, Telenet, 
Alcatel, Ericsson и др., а для сети с TCP/IP используются маршрутизаторы фирм 
Cisco и Decnis. Структура сетей показана на рисунке 6. Рисунок 6 - Принцип объединения 
компьютеров в глобальных сетях. 3.2 Сеть Internet Internet является 
старейшей глобальной сетью. Internet предоставляет различные способы взаимодействия 
удаленных компьютеров и совместного использования распределенных услуг и информационных 
ресурсов. Internet работает по протоколу TCP/IP. Основным «продуктом», 
который вы можете найти в Internet, является информация. Эта информация собрана 
в файлы, которые хранятся на хост-компьютерах, и она может быть представлена 
в различных форматах. Формат данных зависит от того, каким сетевым сервисом 
вы воспользовались, и какие возможности по отображению информации есть на ПК. 
Любой компьютер, который поддерживает протоколы TCP/IP, может выступать в качестве 
хост-компьютера. Ключом к получению информации в Internet являются адреса 
ресурсов. Вам придется использовать почтовые адреса (mail addresses) при пересылке 
сообщений по электронной почте своим коллегам и адреса хост-компьютеров (host 
names) для соединения с ними и для получения файлов с информацией. Одним из 
недостатков передачи данных по сети Internet является недостаточная защита информации. 
Услуги Internet.1. Передача файлов по протоколу FTP. Информационный сервис, 
основанный на передаче файлов с использованием протокола FTP (протокол передачи 
файлов).2. Поиск файлов с помощью системы Archie. Archie – первая поисковая 
система необходима для нахождения нужной информации, разбросанной по Internet.3. 
Электронная почта. ЭП – это вид сетевого сервиса. ЭП предусматривает передачу 
сообщений от одного пользователя, имеющего определенный компьютерный адрес, 
к другому. Она позволяет быстро связаться друг с другом.4. Списки рассылки. Список 
рассылки – это средство, предоставляющее возможность вести дискуссию группе 
пользователей, имеющих общие интересы.

Телеконференции в Internet предоставляют возможность вести дискуссии (при помощи сообщений) по тысячам размещенных тем. Возможности сети Internet. Интернет представляет собой глобальную компьютерную сеть, содержащую гигантский объем информации по любой тематике, доступной на коммерческой основе для всех желающих, и предоставляющую большой спектр информационных услуг. В настоящее время Интернет представляет собой объединение более 40 000 различных локальных сетей, за что она получила название сеть сетей. Каждая локальная сеть называется узлом или сайтом, а юридическое лицо, обеспечивающее работу сайта – провайдером. Сайт состоит из нескольких компьютеров – серверов, каждый из которых предназначен для хранения информации определенного типа и в определенном формате. Каждый сайт и сервер на сайте имеют уникальные имена, посредствам которых они идентифицируются в Интернет. Для подключения в Интернет пользователь должен заключить контракт на обслуживание с одним из провайдеров в его регионе. Доступ к информационным ресурсам. Имеется несколько видов информационных ресурсов в Интернет, различающихся характером информации, способом ее организации, методами работы с ней. Каждый вид информации хранится на сервере соответствующего типа, по типу хранимой информации. Для каждой информационной системы существуют свои средства поиска необходимой информации во всей сети Интернет по ключевым словам.

В Интернет работают следующие информационные системы: World Wide Web (WWW) – Всемирная информационная паутина. Эта система в настоящее время является наиболее популярной и динамично развивающейся. Информация в WWW состоит из страниц (документов). Страницы могут содержать графику, сопровождаться анимацией изображений и звуком, воспроизводимым непосредственно в процессе поступления информации на экран пользователя. Информация в WWW организована в форме гипертекста. Это означает, что в документе существуют специальные элементы – текст или рисунки, называемые гипертекстовыми ссылками (или просто ссылками), щелчок мышью на которых выводит на экран другой документ, на который указывает данная ссылка. При этом новый документ может храниться на совершенно другом сайте, возможно, расположенном в другом конце земного шара.

Gopher-система является предшественником WWW и сейчас утрачивает свое значение, хотя пока и поддерживается в Интернет. Просмотр информации на Gopher-сервере организуется с помощью древовидного меню, аналогичного меню в приложениях Windows или аналогично дереву каталогов (папок) файловой системы. Меню верхнего уровня состоит из перечня крупных тем, например, экономика, культура, медицина и др. Меню следующих уровней детализируют выбранный элемент меню предыдущего уровня. Конечным пунктом движения вниз по дереву (листом дерева) служит документ аналогично тому, как конечным элементом в дереве каталогов является файл.