1. Обчислювальні й локальні мережі та системи.
Роздивимся особливий клас методів та засобів , які можна використовувати для об'єднання обчислювальних машин та зв'язаних з ними пристроїв. Обчислювальні машини можуть бути самих різних типів, починая від мікропроцесорів, вбудованих, наприклад, у друкуючий пристрій, до супер-ЕОМ. Сукупність цих методів та засобів називається локальними обчислювальними мережами (ЛОМ).
Їх відрізняє від інших обчислювальних мереж те, що вони завжди розміщуються на обмеженій території та звичайно мають з'єднуючий кабель довжиною до декількох кілометрів даних.
Хоч найбільш важливою областю примінення локальних мереж у дійсний час являється передача цифрових даних, деякі методи можуть бути розповсюджені на передачу мовної , текстової та відеоінформації, що, наприклад , дозволяє об'єднати різні форми учрежденського зв'язку у рамках однієї мережі. Локальні мережі почали використовуватися з середини 70-х років. У результаті зниження цін на електронні компоненти і розширення можливостей термінальних пристроїв, які використовуються в обчислювальних системах, кількість різноманітного обчислювального обладнання, який встановлений у закладах, школах, універсітетах, на заводах та т.д., збільшилось. Засоби обчислювальної техніки стали більш значними завдяки можливості взаїмодії цих засобів один з одним, доступа до спеціальних служб та пристроїв, одночасного розділення обчислювальних ресурсів. Так, користувачі відносно дешевих "інтелектуальних" пристроїв, які зроблені на мікропроцесорах, почали пошуки таких же дешевих методів їх з'єднання між собою. Це стало можливим з появою локальних мереж, хоч частіше всього вони розроблялись для інших цілей. В результаті локальні мережі з успіхом стали застосовуватися для вирішення цих нових завдань.
Локальні мережі получили швидкий розвиток за короткий час.Однаково слід мати на увазі, що методи та засоби, які використовуваються при їх створюванні, по всій видимості, довго не будуть мінятися, так як вони на протязі багатьох років обстежувались у наукових лабораторіях. У подальшому область застосування локальних мереж буде розширюватися. Крім того, отримає розповсюдження сервіс, який локальні мережі являє користувачу.
Локально-обчислювальна мережа може робити тільки на обмеженій теріторії. Як правило, це теріторія одієї споруди чи робочого участку, а її довжина від кількох сотен метрів до кілометра.
Основні особливості (ЛОМ):
# розміщення ЛМ тільки на обмеженій теріторії;
# з'їднання в ЛМ незалежних пристроїв;
# забезпечення високого рівня взаїмозв'язку пристроїв мережі;
# використання ЛМ для передачі інформації в цифровій формі;
# дешеві засоби передачі інформації в інтерфейсні пристрої;
# можливість взаїмодії кожного пристроя з будь-яким іншим.
Більш детально необхідно опреділити наступні характеристики локальної мережі:
# розмір мережі;
# пристрої які використовуються;
# швидкість передачі інформації;
# топологію мережі;
# фізичне середовище, яке використовується для передачі інформації;
# використовуючі протоколи та методи доступу;
# наявність або відсутність керуючого вузла.
Роздивимся деякі характеристики існуючих мереж. Оскільки ця область розвивається швидко, зрозуміло, що ці характеристики можуть значно мінятися в залежності від нових методів передачі даних та додатків локальних мереж.
Вже йшла мова про пристрої, які можуть бути об'єднані з допомогою локальних мереж, та про подібні відстані між ними. Обговоримо решту характеристик локальних мереж.
Швидкість передачі. Швидкість передачі даних звичайно складає від 1 до 20 Мбіт/с. Деякі системи зараз роблять з меншими швидкостями.
Топологія.
Існує дві основні топології: шина та кільце. Можливо, з розробкою високошвидкісних цифрових комутаторів, придатних для змішаної передачі мови та даних, більше значення незабаром придбають мережі зі зіркоподібною топологією.
Передаюче середовище. Основним передаючим середовищем, яке використовується у дійсний час, являються коаксиальний кабель та вита пара телефоних дротів.Для широкого використання волокнянно-оптичних кабелів необхідно вирішити деякі практичні проблеми.
Метод доступу. Використовується два основних метода доступу (мережевих протокола): зі змаганням та контролем несучої для використання у мережах з розділяємою шиною та тактуючий доступ з циклічною черговістю для мереж з кільцевою структурою. Інші методи знаходяться на стадії розробки та, беззаперечно, з'являться в майбутньому. Найбільш перспективними з них є метод передачі маркера (яка годиться для шинної, кільцевої та зіркообразної типологій), а також метод вставки регістра для кільцевих мереж.
Керуючі вузли мережі.
В наш час тільки в небагатьох локальних мережах в управління знаходиться знаходиться в одному вузлі. Однак з зростанням значення мереж, основне на цифрових телефоних комутаторах, ситуація може змінитися: комутатор буде функціюнувати як центральна комутаційна станція. Однак така станція не буде здійснювати функції мережевого чи зв'язкового контролера звичайної обчислювальної мережі. Комутатори, як правило, дозволяють використовувати мережу без обмежень всім іншим її пристроям. Більш новий цифровий комутатор буде робити як пристрій маршрутізації і комутації з додатковими сервісними можливостями, які предоставляються всім використовувачам.
Розширення області примінення. Локальні мережі розроблялися для задоволення визначених вимог науково-дослідницьких організацій. На протязі 70-х років в обчислювальній техніці відбулося зміщення від одиночної високопродуктивної машини яка доступна всім використовувачам, які знаходяться у безпосередній близкості від неї, до розподіленої обробки і використовуванню обчислювальних мереж. Коли з'єднати один з одним пристрої,які зроблені на базі мікропроцесорів, то можна досягти переваг, о яких ми згадували раніше в зв'зку з розподіленням обчислювальними системами. така система більш переважна з зрівнянням з окремими пристроями ,особливо в збереженні обробки інформації. На рис.1.1 показана типова установча система,в якій різні уневерсальні робочі станції використовують один високошвидкисний файловий накопичувач і зв'язані з ним процедури управління файлами.
В мережі, крім того, є кілька спеціальних пристроїв, які дуже дорогі, щоб закріпляти за окремими робочими станціями.
Обчислювальна система
ЕОМ
ЕОМ
Мережа передачі
даних
Файлова служба
НМД Звичайний друк Контолер друку
Високоякісний друк
Рис.1.1 Установча мережа
Топологія мереж. Топологія мереж визначається розміщенням вузлів і з'єднань між ними. Вузли можуть бути з'їднані в мережу слідуючими способами.
Зіркоподібна (радіальна) структура. Організується центральний вузол, до якого, або через який посилаються всі повідомлення (рис.1.2 )
Кільцева структура. Всі вузли з'єднуються один з другим в кільце і не один із них не може повністю контролювати доступ до мережі (рис. )
Петльова структура. Всі вузли з'єднані один з одним в кільце, один з них керує другими і визначає, який з цих вузлів повинен використовувати канал зв'язку (рис.1.3)
Шинна структура. Всі вузли мають одну лінію зв'язку, але ця лінія не замкнута в петлю. Кожен вузол використовує шину для зв'язку з любим другим вузлом (рис.1.4)
Деревовидна структура. Вузли зв'язані одним з одним розгалуженим каналом зв'язку. В цьому випадку в мережі не має петель(рис.1.5)
Змішана мережа. Якщо вузли мережі з'єднані більш складніше, то мережу можна назвати змішаною. Де які лінії можуть розділятися потоками даних, які передаються двома парами вузлів. Повнозв'язкова мережа. Якщо кожен вузол мережі з'єднаний з любим іншим вузлом каналом, мережа називається повнозв'язковою. Можуть викорустовуватися різноманітні комбінації вище перерахованих мереж. Наприклад декілька зіркоподібних мереж об'їднаних в кільце.
Локальні мережі створюються для розподілу загальних ресурсів обчислювальних пристроїв, базової передаючої середи, інколи-комутаційного пристрою. Із мережевих типологій, перечислених вище, зіркоподібна, кільцева та шинна найбільш зустрічаються в локальних мережах. Вони забезпечують при малих витратах з'єднання обчислювальних машин і зв'язаних з ними пристроїв, полегшує одначасове під'єднання нових пристроїв і відключення існуючих пристроїв.
Радіальний канал
Центральний вузол Вузол
Рис.1.2
Рис.1.3
КОТРОЛЕР
Рис. 1.4
ххх ххх
ххх
ххх
Рис.1.5
С В
А
Рис.1.6
Основні топології мереж
Зіркоподібна мережа
Зіркоподібна мережа відома як типова обчислювальна (рис.) в якій в центрі зірки розташована обчислювальна машина, яка обробляє інформацію, яка передається перефирійними пристроями, як телефонна система, в якій центральний вузол представляє собою комутатор, який з'єднує різних використовувачей мережі (рис.1.7)
ЕОМ Зв’язковий контролер
Рис.1.7
з’єднання в середині центрального вузла
термінали або інші пристрої
Рис.1.8
Зіркоподібні мережі мають такі переваги:
Ідеальний для ситуації, яка потребує доступ багатьох абонентів до одного обсуговуємого центра.
на різних радіальних напряках можуть використовуватись різноманітні канали і швидкості передачі; кожний радіальний напрямок незалежний від інших забезпечує високий рівень захисту доступу до даних; спрощені процеси знаходження і виправлення помилок; адресація проста і контролюється центром; допускає інтеграцію передачі даних.
Але такі мережі мають такі недоліки:
залежність від надійності центрального вузла; складна технологія, яка використана в центральному вузлі,-звідси висока собівартість;
в центральному вузлі для управління лініями потрібні порти (логічні крапки вводу-виводу);
перекладка кабелів збільшує ціну для розвитку мережі; інтенсивність потоків даних менша ніж в кільцевій або шинній топологію, так як потребує їх обробку в центральному вузлі.
Кільцева мережа.
В кільцевій мережі кожен вузол з'єднаний з двома і тільки з двома іншими вузлами. Вони відрізняються від петльової мережі тим, що не мають окремого вузла, який контролює інші вузли і який вирішує які вони можуть приймати і посилати повідомлення. Сам кільцевий канал не з'єднує кінцеві пристрої. Кільце складається з декількох повторювачів або прийомопередовачів, з'єднаних фізичною середою передачі даних, як показано на рис.1.9.
вузол вузол Пристрої кінцевого використовувача з'єднані з повторювачами.
Моніторна станція повторювач
Дисплей
Джерело живлення вузол вузол Джерело живлення
