Локально вычислительные сети

Остановимся подробнее на принципах работы сетевого адаптера. Связь между компьютерами ЛВС физически осуществляется на основе одной из двух схем - обнаружения коллизий и передачи маркера. Метод обнаружения коллизий используется стандартами Ethernet, Fast Ethernet и Gigabit Ethernet, а передачи маркера - стандартом Token Ring. В сетях Ethernet адаптеры непрерывно находятся в состоянии прослушивания сети. Для передачи данных сервер или рабочая станция должны дождаться освобождения ЛВС и только после этого приступить к передаче. Однако не исключено, что передача может начаться несколькими узлами одного сегмента сети одновременно, что приведет к коллизии. В случае возникновения коллизии, узлы должны повторить свои сообщения. Повторная передача производится адаптером самостоятельно без вмешательства процессора компьютера. Время, затрачиваемое на преодоление коллизии, обычно не превышает одной микросекунды. Передача сообщений в сетях Ethernet производится пакетами со скоростью 10, 100 и 1000 Мбит/с. Естественно, реальная загрузка сети меньше, поскольку требуется время на подготовку пакетов. Все узлы сегмента сети принимают сообщение, передаваемое компьютером этого сегмента, но только тот узел, которому оно адресовано, посылает подтверждение о приеме. Основными поставщиками оборудования для сетей Ethernet являются фирмы 3Com, Bay Networks (недавно компания Nortel купила Bay Networks), CNet.

В ЛВС с передачей  маркера сообщения передаются последовательно  от одного узла к другому вне зависимости от того, какую архитектуру имеет сеть - кольцевую или звездообразную. Каждый узел сети получает пакет от соседнего. Если данный узел не является адресатом, то он передает тот же самый пакет следующему узлу. Передаваемый пакет может содержать либо данные, направляемые от одного узла другому, либо маркер. Маркер - это короткое сообщение, являющееся признаком незанятости сети. В том случае, когда рабочей станции необходимо передать сообщение, ее сетевой адаптер дожидается поступления маркера, а затем формирует пакет, содержащий данные, и передает этот пакет в сеть. Пакет распространяется по ЛВС от одного сетевого адаптера к другому до тех пор, пока не дойдет до компьютера-адресата, который произведет в нем стандартные изменения. Эти изменения являются подтверждением того, что данные достигли адресата. После этого пакет продолжает движение дальше по ЛВС, пока не возвратится в тот узел, который его сформировал. Узел - источник убеждается в правильности передачи пакета и возвращает в сеть маркер. Важно отметить, что в ЛВС с передачей маркера функционирование сети организовано так, что коллизии возникнуть не могут. Пропускная способность сетей Token Ring равна 16 Мбит/с. Оборудование для сетей Token Ring производит IBM, 3Com и некоторые другие фирмы.

КОМПОНЕНТЫ СЕТИ

Небольшая сеть обычно состоит из:

•    ПК и периферийных устройств, таких  как принтеры;

•    сетевых адаптеров для ПК и  сетевых кабелей;

•    сетевого оборудования, такого как  концентраторы и коммутаторы, которые соединяют между собой ПК и принтеры;

•   сетевой  операционной системы, например Windows.

Кроме того, может  потребоваться и другое оборудование.

В ПК для того, чтобы его можно было использовать в сети, необходимо установить сетевые адаптеры. Некоторые ПК имеют заранее установленный сетевой адаптер. Сетевой адаптер должен быть по скорости совместим с концентратором, к которому ПК подключается. Так, сетевой адаптер Ethernet соответствует концентратору Ethernet, а сетевой адаптер Fast Ethernet - концентратору Fast Ethernet.

Чем отличается концентратор от коммутатора

Концентратор  и коммутатор относятся к разным типам активного сетевого оборудования, которое используется для соединения устройств сети. Они различаются способом передачи в сеть поступающих данных (трафика).

Концентраторы

Термин "концентратор" иногда используется для обозначения  любого сетевого устройства, которое  служит для объединения ПК сети, но на самом деле концентратор - это многопортовый повторитель. Устройства подобного типа просто передают (повторяют) всю информацию, которую они получают - то есть все устройства, подключенные к портам концентратора, получают одну и ту же информацию.

Концентраторы используются для расширения сети. Однако чрезмерное увлечение концентраторами может привести к большому количеству ненужного трафика, который поступает на сетевые устройства. Ведь концентраторы передают трафик в сеть, не определяя реальный пункт назначения данных. ПК, которые получают пакеты данных, используют адреса назначения, имеющиеся в каждом пакете, для определения, предназначен ли пакет им или нет. В небольших сетях это не является проблемой, но даже в сетях среднего размера с интенсивным трафиком следует использовать коммутаторы, которые минимизируют количество необязательного трафика.

Коммутаторы

Коммутаторы контролируют сетевой трафик и управляют  его движением, анализируя адреса назначения каждого пакета, Коммутатор знает, какие устройства соединены с его портами, и направляет пакеты только на необходимые порты. Это дает возможность одновременно работать с несколькими портами, расширяя тем самым полосу пропускания.

Таким образом, коммутация уменьшает количество лишнего  трафика, что происходит в тех случаях, когда одна и та же информация передается всем портам,

Коммутаторы и концентраторы  часто используются в одной и той же сети; концентраторы расширяют сеть, увеличивая число портов, а коммутаторы разбивают сеть на небольшие, менее перегруженные сегменты. Однако применение коммутатора оправдано лишь в крупных сетях, т. к, его стоимость на порядок выше стоимости концентратора.

Когда следует использовать концентратор или коммутатор

В небольшой  сети (до 20 рабочих мест) концентратор или группа концентраторов вполне могут справиться с сетевым трафиком, В этом случае концентратор просто служит для соединения всех пользователей сети,

В сети большего размера (около 50 пользователей) может появиться необходимость использовать коммутаторы для разделения сети на сегменты, чтобы уменьшить количество необязательного трафика.

 

Правила формирования сети

 

Правила Ethernet и Fast Ethernet

При формировании сети из нескольких устройств необходимо соблюдать  ряд правил, относящихся к:

•   числу концентраторов, которые можно соединять друг с другом,

•   длине  используемого кабеля,

•   типу используемого кабеля.

Эти правила  аналогичны для Ethernet и Fast Ethernet. Если вы имеете дело с концентраторами, поддерживающими соединения двух типов - Ethernet и Fast Ethernet, то вы должны использовать Ethernet - или Fast Ethernet-правила в зависимости от типа подключаемого к концентратору оборудования. Если же вы соединяете два концентратора вместе, то должно иметь место Fast Ethernet-соединение.

Когда необходимо подключить к сети больше пользователей, вы можете просто использовать еще один концентратор, подключив его к существующему оборудованию сети, Концентраторы работают не так, как другое оборудование сети. Они просто передают поступающую к ним информацию на все остальные порты, Существует ограничение на число концентраторов, которые можно соединять вместе, поскольку большое число концентраторов вызывает чувствительность сети к коллизиям.

В сетях Ethernet 10Ваsе-Т максимальное количество расположенных подряд концентраторов не должно превышать четырех.

Проблема  может быть решена путем размещения между концентраторами одного коммутатора. Как известно, коммутаторы разделяют сеть на сегменты. В данном случае коммутатор следует расположить так, чтобы между ПК и коммутатором находилось не более двух концентраторов. Именно такая структура соответствует требованиям Ethernet и гарантирует корректную работу сети.

 

Правила для сети Ethernet на витой паре

Максимальное число концентраторов в одной ветви - четыре. Можно использовать кабель на витой паре категорий 3 или 5. Максимальная длина кабельного сегмента — 100 м.

 

Правила для сети Fast Ethernet на витой паре

Максимальное число концентраторов в одной ветви - два. Для стандарта 100Base-TX необходим кабель на витой паре категории 5, Максимальная длина сегмента кабеля — 100 м. Общая длина кабеля на витой паре, проходящего через непосредственно соединенные концентраторы, не должна превышать 205 м.

 

Правила для концентраторов Ethernet/Fast Ethernet

Если вы используете  концентратор с портами как Ethernet, так и Fast Ethernet, то вам необходимо убедиться в том, что сеть удовлетворяет требованиям как для Ethernet, так и для Fast Ethernet. Любое взаимодействие между устройствами Ethernet и Fast Ethernet, присоединенными к такому концентратору, осуществляется через внутренний коммутатор, так что специальных правил для устройств Ethernet/ Fast Ethernet не существует.

 

Категории витой  пары

1.Подходит только для  передачи голосовых сообщений  на скорости до 4 Мбит/с.

2.Подходит для передачи  голоса и данных на скорости  до 4 Мбит/с.

3.Подходит для передачи  голоса и данных на скорости  до 16 Мбит/с.

Используется в сетях  Ethernet, Token Ring.

4.Подходит для передачи данных на скорости до 20 Мбит/с.

5.Улучшенная 3-я категория. Подходит для передачи данных на скорости до 100 Мбит/с. Используется в сетях Fast Ethernet, Token Ring.

5+. Подходит для передачи  данных на скорости до 155 Мбит/с.  Используется в сетях ATM.

 

НЕ ПЕРЕПУТАЙТЕ КАБЕЛИ

Коаксиальный кабель по своей структуре и виду напоминает обычный телевизионный, но отличается от него волновым сопротивлением. Если телевизионный кабель имеет сопротивление 75 Ом, то кабель для ЛВС - 50 Ом (RG-58A, RG-58C, но не RG-59 и не RG-58).

 

О сетевых картах.

При выборе сетевой карты, нужно обратить внимание на то, с какой шиной — PCI или ISA — она работает. Сейчас большинство сетевых карт предназначено для размещения в PCI-слоты. _{Поскольку шина PCI более быстродействующая, ее предпочтительно использовать в сетях Fast Ethernet.}

_{Обычно  на сетевой карте  имеется несколько  индикаторов, представляющих собой обычные светодиоды. Индикаторы показывают, в каком режиме работает сетевая карта и передает она в данный момент данные или нет. Чаще всего используется три-четыре индикатора. Перечислим информацию, передаваемую индикаторами:}

_{•    исправность сетевого соединения;}

_{•    режим работы: полу или полнодуплексный;}

_{•    скорость передачи данных 10 или 100 Мбит/с;}

_{•    идет передача данных или нет.}

_{Для отображения режима работы и скорости передачи могут использоваться не два индикатора, а один. Например, компания 3Com для демонстрации скорости передачи использует два индикатора, a SMC — один, цвет которого меняется в зависимости от значения скорости — 10 или 100 Мбит/с. Естественно, чем больше у сетевого адаптера индикаторов, тем больше информации о роботе сети у вас имеется.}

_{Существует  еще ряд характеристик, которые в ряде случаев следует учитывать при выборе сетевых карт. К ним относятся: наличие Boot ROM, то есть возможность загрузки с сетевой карты (а не, например, с винчестера); наличие режима Bus master, то есть возможность независимой работы с шиной; поддержка удаленного управления и администрирования (например, SNMP). Кроме того, многие производители сетевого оборудования и ПО, разработали программные средства, позволяющие увеличить производительность работы сетевых адаптеров:}

_{Dynamic Access 3Com, Adaptive Technology Intel и т. д.}

 

_{Ниже  приведены характеристики некоторых сетевых  карт 10/100 Мбит/с для  шины PCI.}

 

 

□  _{СОМРЕХ Freedom Line 100/10ТХ FL100TX-PCI}

_{Характеристики: PCI-Bus master-архитектура; Автоматическое определение скорости; Full Duplex 10Base-T/100Base-TX; FreedomROM TX — универсальный BootROM для удаленной загрузки.}

_{Поддерживает: Novell NetWare 3-Х & 4-Х, Personal NetWare; NetWare DOS Client; Microsoft LAN Manager, Windows 3.1 x. Windows NT, Windows 95; FTP PC/TCK IP, LANtastic}

 

□  _{COMPEX ReadyLink 100/10TX RL100TX-PCI}

_{Характеристики: PCI-Bus master-архитектура; Поддерживает стандарты 10Base-T и 100Base-TX; Автоматическое определение стандарта подключения l0Base-T и 100Base-TX; Full Duplex для 10Base-T/100Base-TX.}

_{Поддерживает: Novell NetWare 3. x & 4. x. Personal NetWare/NetWare DOS Client; Microsoft LAN Manager, Windows 3.1x. Windows NT, Windows 95.}

 

□  _{3Com Ether Link 10/100 PCI}

_{Характеристики: PCI-Bus master-архитектура; Поддержка стандартов 10Ваsе-Т и 100BaseTX; Автоматическое определение скорости; Поддержка режима Full Duplex; Три индикатора: передача данных, работа в режиме 10 Мбит/с, работа в режиме 100 Мбит/с; Удаленная загрузка; Размер буфера — 4 Кбайт; Пожизненная гарантия.}

_{Поддерживает: Novell NetWare 3. x и 4. x. Windows 3. x, Windows NT, Windows 95, Windows 98, LINUX, Solaris и др.}

□  _{3Com Ether Link 10/100 PCI Combo}

_{Характеристики: PCI-Bus master-архитектура; Поддержка стандартов 10Base-T, 100BaseTX и 100Base-FX; Автоматическое определение скорости; Поддержка режима Full Duplex; Три индикатора: передача данных, работа в режиме 10 Мбит/с, работа в режиме 100 Мбит/ с; Удаленная загрузка; Размер буфера — 4 Кбайт; Пожизненная гарантия.}