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. 1. Архитектуры построения компьютерных сетей, выбор архитектуры. 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. Представительский уровень занимается преобразованиями формата, упаковкой , распаковкой, шифрованием и дешифрованием здесь осуществляется преобразование исключительно формата, а не логической структуры данных. То есть представляет данные в том виде и формате, какой необходим для последнего из выше лежащих уровней. Последний прикладной уровень он отвечает за интерфейс с пользователем и взаимодействие прикладных программ выполняемых на взаимодействующих компьютерах. Предоставляемые услуги - электронная почта идентификаци пользователей, передача файлов и т.п. Рисунок 1. Семиуровневая модель OSI для протоколов связи локальных сетей Исходя из выше приведенного и анализа основных тенденций развития сетевых технологий считается наиболее перспективным использование архитектуры Ethernet. Эта технология на обозримое будущее останется самой распространенной и наиболее подходящей для реализации по соотношению цена/производительность. 2. Обзор протоколов и выбор основного протокола. Основными протоколами используемыми в локальных сетях являются: протокол TCP/IP; протокол NetBEUI; протокол IPX/SPX и NWLink; протокол X.25; 2.1. TCP/IP Transmission Control Protocol / Internet Protocol (TCP/IP) - Промышленный стандартный набор протоколов, которые обеспечивают связь в гетерогенной среде, то есть обеспечивают совместимость между компьютерами разных типов. Совместимость - одно из основных преимуществ ТСР/IP, поэтому большинство ЛВС поддерживает его. Кроме того, ТСР/IP предоставляет доступ к ресурсам Interneta, а также маршрутизируемый протокол для сетей масштаба предприятия. Поскольку ТСР/IP поддерживает маршрутизацию, он обычно используется в качестве межсетевого протокола. Благодаря своей популярности ТСР/IP стал стандартом де - факто для межсетевого взаимодействия. ТСР/IP имеет два главных недостатка: размер и недостаточная скорость работы. ТСР/IP - относительно большой стек протоколов, который может вызвать проблемы у MS-DOS клиентов. Однако для таких ОС, как Windows NT или Windows 95 размер не является проблемой, а скорость работы сравнима со скоростью протокола IPX/SPX. 2.2. NetBEUI NetBEUI - расширенный интерфейс NetBIOS первоначально NetBIOS и NetBEUI были тесно связаны и рассматривались как один протокол. Затем некоторые производители ЛВС так обособили NetBIOS, протокол сеансового уровня, что он уже не мог использоваться на ряду с другими маршрутизируемыми транспортными протоколами. Компьютеры должны быть в состоянии пересылать данные друг другу, чтобы обеспечить возможность взаимодействия по сети. Это реализуется с помощью протоколов - общепринятых правил связи. В этой главе мы обсудим различные сетевые протоколы и реализацию на их основе сетевых коммуникаций. Сетевая модель ОSI По мере того как концепция сетевой работы распространялась в мире бизнеса, идея о возможности объединения сетей и отдельных систем становилась необходимостью. Однако, чтобы объединение сетей стало реальностью, необходим стандартный подход к сетевому взаимодействию. Решение пришло в 1978 году, когда OSI разработала стандарт архитектуры, который должен был способствовать достижению этой цели. Эти спецификации были пересмотрены в 1984 году и стали международными стандартами для сетевых коммуникаций. Сетевым администраторам важно знать историю и понимать функции этой спецификации, которая называется OSI Ке^егепсе Мос1е1 (сетевая модель OSI). Модель OSI представляет уровневый подход к сетям. Каждый уровень модели обслуживает различные части процесса взаимодействия. Посредством разделения коммуникаций на уровни сетевая модель OSI делает менее сложной совместную работу оборудования и программного обеспечения, а разрешение проблем упрощается за счет предоставления конкретного метода взаимодействия компонентов. Теперь, когда мы знаем, почему была создана эта модель, мы рассмотрим, как она работает Изучение уровней. Application layer (уровень приложения, прикладной уровень). Предоставляет набор интерфейсов для приложений, позволяющий получить доступ к сетевым службам. Presentation lауег (уровень представления). Преобразует данные в общий формат для передачи по сети. Для входящих сообщений - преобразует данные из этого формата в тот формат, кото рый может понять получающее приложение. Session lауег (сеансовый уровень). Позволяет двум сторонам поддерживать по сети продолжительное взаимодействие, называемое сеансом. Transport lауег (транспортный уровень). Управляет передачей данных по сети. Network lауег (сетевой уровень). Осуществляет адресацию сообщений для доставки, а также преобразует логические сетевые адреса и имена в соответствующие им физические. Data Link lауег (канальный уровень). Посылает специальные пакеты данных с сетевого уровня на физический уровень Physical lауег (физический уровень). Преобразует поток битов в сигналы для исходящих сообщений, а сигналы - в поток битов для входящих сообщений Уровень 7: уровень приложения Application lауег (уровень приложения, прикладной уровень) представляет собой верхний уровень сетевой модели OSI. Этот уровень разрешает доступ к сетевым службам, которые непосредственно поддерживают сеть, например, к сетевой пересылке файлов, обработке сообщений и обработке запросов к базам данных. Этот уровень также контролирует доступ к сети в целом, передачу служебной информации, передачу данных между приложениями-отправителями и приложениями-получателями и предоставляет приложениям информацию об ошибках и состоянии сети в тех случаях, когда передача данных нарушается вследствие ошибок.
в начало
Уровень 6: уровень представления Существуют три типа сетей: Local Агеа network, LAN (локальная сеть), Wide Агеа network, WAN (глобальная сеть) и Metropolitan Агеа Network, MAN (городская сеть). Локальная сеть представляет собой набор соединенных в сеть компьютеров, расположенных в пределах небольшого физического региона, например одного здания. Глобальные сети могут соединять сети по всему миру; для межсетевых соединений обычно используются сторонние средства коммуникаций. Региональные сети используют технологии глобальных сетей для объединения локальных сетей в конкретном географическом регионе, например в городе. В дополнение к этим различиям, локальные, глобальные и региональные сети могут быть одноранговыми сетями, сетями с выделенным сервером или смешанными сетями (в которых используются как одноранговые технологии, так и технологии с выделенным сервером). В следующих разделах эти вопросы обсуждаются детально.
в начало
Уровень 5: сеансовый уровень Session lауег (сеансовый уровень) позволяет двум сетевым ресурсам поддерживать продолжительное взаимодействие, называемое сеансом (session), по (Cети. Другими словами, приложения на обоих концах сеанса способны обмениваться данными на протяжении сеанса. Этот уровень управляет установлением сеанса, обменом информацией или сообщениями и прекращает работу по окончании сеанса. Он также отвечает за идентификацию, позволяя только определенным сторонам принимать участие в сеансе, и поддерживает службы безопасности с целью управления доступом к информации сеанса. Сеансовый уровень также предоставляет услуги по синхронизации для задач на обоих концах сеанса. Этот уровень помещает в поток данных контрольные точки, так что если взаимодействие нарушается, заново передаются только данные после последней контрольной точки. Сеансовый уровень также управляет такими вопросами, как определение того, кто и как долго может передавать данные в определенный момент времени, и поддерживает соединение в перерывах между передачами сообщений, чтобы избежать закрытия соединения в период отсутствия активности.
в начало
Уровень 4: транспортный уровень Transport lауег (транспортный уровень) поддерживает управление потоком (flow соntrol) данных между участниками по сети. Он делает это путем разделения длинных потоков данных на фрагменты, которые вписываются в максимальный для используемого сетевого носителя размер, пакета данных. Этот уровень также производит проверку на наличие ошибок с целью обеспечения безошибочной доставки данных и соединяет фрагменты снова в исходные данные после получения. Кроме того, транспортный уровень обеспечивает подтверждение успешной передачи и отвечает за повторную передачу, если некоторые пакеты доставляются с ошибками.
в начало
Уровень3: сетевой уровень Network lауег (сетевой уровень) адресует сообщения для доставки и преобразует логические сетевые адреса и имена в их физические эквиваленты. Этот уровень также решает вопросы маршрутизации между компьютерами. Чтобы решить, как доставить данные из одной точки в другую, сетевой уровень принимает во внимание различные Факторы, такие как служебную информацию, альтернативные маршруты и приоритеты доставки. Этот уровень также осуществляет переключение пакетов, маршрутизацию данных и разрешение проблем с прохождением информации в сети.
в начало
Уровень 2: канальный уровень Data Link lауег (канальный уровень) обрабатывает специальные пакеты данных между сетевым и физическим уровнями. На получающем конце этот уровень распаковывает "сырые" данные из физического уровня в пакеты данных для доставки на сетевой уровень. Пакет данных является базовой единицей для сетевого трафика. Когда данные посылаются по сетевому носителю, пакет данных представляет четко заданную структуру, в которую помещаются данные из верхних уровней при посылке и из которой данные из верхних уровней берутся по получении.
в начало
Уровень 1: физический уровень Data Link lауег (канальный уровень) обрабатывает специальные пакеты данных между сетевым и физическим уровнями. На получающем конце этот уровень распаковывает "сырые" данные из физического уровня в пакеты данных для доставки на сетевой уровень. Пакет данных является базовой единицей для сетевого трафика. Когда данные посылаются по сетевому носителю, пакет данных представляет четко заданную структуру, в которую помещаются данные из верхних уровней при посылке и из которой данные из верхних уровней берутся по получении. Спецификации 1ЕЕЕ 802 Примерно в то же время, когда появилась сетевая модель OSI,IЕЕЕ опубликовал спецификации 802, которые определили стандарты для физических компонентов сети. Эти компоненты - сетевая карта (Network INTERFACE Card, NIC) и сетевой носитель (network media) также числятся на физическом и канальном уровнях модели OSI. Спецификации IЕЕЕ 802 определили механизм, при помощи которого сетевой адаптер получает доступ к сетевому кабелю и передает данные. Как упоминалось выше, спецификации IEЕЕ 802 фактически расширили сетевую модель OSI. Это расширение происходит на физическом и канальном уровнях, которые определяют, как более чем один компьютер может получить доступ к сети, избежав конфликтов с другими компьютерами в сети. Стандарты 802 детализируют эти уровни посредством разделения канального уровня на следующие подуровни (рис. 3.2): Logical Link Control (LLC) - подуровень управления логической связью. Media access control (МАС) - подуровень управления доступом к устройствам. Спецификации IEЕЕ 802 делятся на двенадцать отдельных категорий, каждая из которых имеет свой собственный номер, как описано ниже: 802.1 - Internetworking - объединение сетей. 802.2 - Logical Link Control, LLC - управление логической связью. 802.3 - Ethernet Carrier Sense Multiple Ассess wich Collision Detection (CSMA/CD) LANs (Ethernet) - множественный доступ к сетям Ethernet с проверкой несущей и обнаружением конфликтов. 802.4 - Tocen Bus Lan - локальные сети Token Bus. 802.5 - Token Ring LAN - локальные сети Token Ring. 802.6 - Metropolitan Агеа Network - городские сети. 802.7 -Broadband Technical Advisory Group - техническая консультационная группа по широкополосной передаче. 802.8 -Fiber Optic Technical Advisory Group - техническая консультационная группа по оптоволоконным сетям. 802.9 - Integrated Voice and Data Networks - интегрированные сети передачи голоса и данных. 802.10 - Network Security - сетевая безопасность. 802.11 - Wireless Networks - беспроводные сети. 802.12 - Demand Priority Access LAN, 100VG - AnyLAN - локальные сети с приоритетом доступа по требованию. Определенный в спецификации 802.2 подуровень управления логической связью управляет связями между каналами данных и определяет использование точек логического интерфейса, называемых Services Access Points (Точки доступа к службам), которые другие компьютеры могут использовать для передачи информации с подуровня LLC на верхние уровни модели OSI. Подуровень управления доступом к устройствам предоставляет параллельный доступ для нескольких сетевых адаптеров на физическом уровне. МАС имеет прямое взаимодействие с сетевой картой компьютера и отвечает за обеспечение безошибочной передачи данных между компьютерами в сети. На этом теоретическое обсуждение сетевых моделей заканчивается. В следующем разделе мы обсудим соответствие наборов протоколов этой модели.
в начало
Вверх и вниз по стеку протоколов Большинство протоколов следует правилам, установленным моделью OSI. Набор протоколов (Protocol suite), называемый также стеком (stack), представляет собой сочетание протоколов, которые совместно работают для обеспечения сетевого взаимодействия. Эти наборы протоколов обычно разбиваются на три группы, соответствующие модели OSI: сетевые, транспортные и прикладные. Поскольку каждый уровень осуществляет специфические функции и имеет собственные правила, стек протоколов часто содержит различные протоколы для каждого из этих уровней. Сетевые протоколы. Сетевые протоколы предоставляют следующие услуги: адресацию и маршрутизацию информации, проверку на наличие ошибок, запрос повторной передачи и установление правил взаимодействия в конкретной сетевой среде. Эти услуги называются также услугами связи (link services). Вот некоторые популярные сетевые протоколы: Мережевий адаптер (Network Interface Card, NIC) разом зі своїм драйвером реалізує другий, канальний рівень моделі відкритих систем у кінцевому вузлі мережі — комп'ютері. Більш точно, у мережній операційній системі пара адаптер і драйвер виконує тільки функції фізичного й Мас-рівнень, у той час як LLC-рівень звичайно реалізується модулем операційної системи, єдиним для всіх драйверів і мережевих адаптерів. Властиво так воно й повинне бути у відповідності з моделлю стека протоколів IEEE 802. Наприклад, в ОС Windows NT рівень LLC реалізується в модулі NDIS, загальному для всіх драйверів мережевих адаптерів, незалежно від того, яку технологію підтримує драйвер. Класифікація мережевих адаптерів Як приклад класифікації адаптерів використаємо підхід фірми 3Com, що має репутацію лідера в області адаптерів Ethernet. Фірма 3Com вважає, що мережеві адаптери Ethernet пройшли у своєму розвитку три покоління. Адаптери першого покоління були виконані на дискретних логічних мікросхемах, у результаті чого мали низьку надійність. Вони мали буферну пам'ять тільки на один кадр, що приводило до низької продуктивності адаптера, тому що всі кадри передавалися з комп'ютера в мережу або з мережі в комп'ютер послідовно. Крім цього, завдання конфігурації адаптера першого покоління відбувалося вручну, за допомогою перемичок. Для кожного типу адаптерів використався свій драйвер, причому інтерфейс між драйвером і мережевою операційною системою не був стандартизований. У мережних адаптерах другого покоління для підвищення продуктивності стали застосовувати метод багатокадрової буферизації. При цьому наступний кадр завантажується з пам'яті комп'ютера в буфер адаптера одночасно з передачею попереднього кадру в мережу. У режимі прийому, після того як адаптер повністю прийняв один кадр, він може почати передавати цей кадр із буфера на згадку комп'ютера одночасно із прийомом іншого кадру з мережі. У мережевих адаптерах другого покоління широко використаються мікросхеми з високим ступенем інтеграції, що підвищує надійність адаптерів. Крім того, драйвери цих адаптерів засновані на стандартних специфікаціях. Адаптери другого покоління звичайно поставляються із драйверами, що працюють як у стандарті NDIS (специфікація інтерфейсу мережевого драйвера), розробленого фірмами 3Com й Microsoft і схваленого IBM, так й у стандарті ODI (інтерфейс відкритого драйвера), розробленого фірмою Novell. У мережевих адаптерах третього покоління (до них фірма 3Com відносить свої адаптери сімейства EtherLink III) здійснюється конвеєрна схема обробки кадрів. Вона полягає в тому, що процеси прийому кадру з оперативної пам'яті комп'ютера й передачі його в мережу сполучаються в часі. Таким чином, після прийому декількох перших байт кадру починається їхня передача. Це істотно (на 25-55 %) підвищує продуктивність ланцюжка оперативна пам'ять — адаптер — фізичний канал — адаптер — оперативна пам'ять. Така схема дуже чутлива до порога початку передачі, тобто до кількості байт кадру, що завантажується в буфер адаптера перед початком передачі в мережу. Мережевий адаптер третього покоління здійснює самонастроювання цього параметра шляхом аналізу робочого середовища, а також методом розрахунку, без участі адміністратора мережі. Самонастроювання забезпечує максимально можливу продуктивність для конкретного сполучення продуктивності внутрішньої шини комп'ютера, його системи переривань і системи прямого доступу до пам'яті. Адаптери третього покоління базуються на спеціалізованих інтегральних схемах (ASIC), що підвищує продуктивність і надійність адаптера при одночасному зниженні його вартості. Компанія 3Com назвала свою технологію конвеєрної обробки кадрів Parallel Tasking, інші компанії також реалізували схожі схеми у своїх адаптерах. Підвищення продуктивності каналу "адаптер-пам'ять" дуже важливо для підвищення продуктивності мережі в цілому, тому що продуктивність складного маршруту обробки кадрів, що включає, наприклад, концентратори, комутатори, маршрутизатори, глобальні канали зв'язку й т.п., завжди визначається продуктивністю самого повільного елемента цього маршруту. Отже, якщо мережевий адаптер сервера або клієнтського комп'ютера працює повільно, ніякі швидкі комутатори не зможуть підвищити швидкість роботи мережі. Мережні адаптери, що випускають сьогодні, можна віднести до четвертого покоління. У ці адаптери обов'язково входить ASIC, що виконує функції Мас-рівня, а також велика кількість високорівневих функцій. У набір таких функцій може входити підтримка агента вилученого моніторингу RMON, схема пріоритезації кадрів, функції дистанційного керування комп'ютером і т.п. У серверних варіантах адаптерів майже обов'язкова наявність потужного процесора, що розвантажує центральний процесор. Прикладом мережевого адаптера четвертого покоління може служити адаптер компанії 3Com Fast EtherLink XL 10/100. Розрахунок PDV PDV (Path Delay Value) – час передачі пакетів Ethernet по найдовшому шляху через мережу. Він повинен складати не більше 575 бітових інтервала. Найіддаленішими станціями є S1 і S2, так як вони належать до одного типу 100Base-T4, необхідно виконати тільки один розрахунок. Комутатори SW1, SW2 і міст/маршрутизатор вносять затримку 210 бітових інтервалів. Повторювачі RP1 і RP2 – 2*67 б.і. Відстань між сервером S1 та комутатором SW1 - 55 м, відстань між сервером S2 і комутатором SW2 теж 55 м. Скручена пара категорії 5 вносить затримку 1,112 бітових інтервалів. Дві мережеві карти стандарту 100Base–T4 вносять затримку 138 бітових інтервалів. Тобто, PDV = 210 + 2*67 + 110*1,112 = 466,32 bt < 512 bt Дана затримка є допустимою для обраного стандарту. Розрахунок затухання сигналу З точки зору фізики передавання інформації по мережі – це є нещо інше як поширення електро-магнітних імпульсів в провіднику. А будь-який провідник має свій опір, відмінний від нуля. Звита пара, в данному випадку і є такий провідник. Тому різниця між рівнем сигналу на вході та падінням на виході прийнято називати згасанням. Воно вимірюється в дБ (децибелах). 1 дБ відповідає зміні потужності в 1,26 раза або напруги 1,12 раза і обчислюється за формулою: [pic] Для скрученої пари рівень загасання сигналу має значення 28 дБ / 100 м. Знаючи необхідні відстані, підрахуєм загасання по кожному розгалуженню (таблиця 1): Таблиця 1 – Згасання сигналу по розгалуженням |Ланка |Відстань, м |Згасання, дБ | |BR – Rep1, Rep1 – Rep2, Rep2 – SW2, |65 |18,2 | |PS1 – SW1 | | | |MS – SW1 |60 |16,8 | |WS1 – SW1, WS2 – SW2 |55 |15,4 | |PC5 – SW1 |30 |8,4 | |PC4 – SW1, PC10 – SW2 |22 |6,16 | |PC3 – SW1, PC9 – SW2 |19 |5,32 | |PC2 – SW1, PC8 – SW2, WS3 - MAU |16 |4,48 | |PC1 – SW1, PC7 – SW2 |13 |3,64 | |PC13 – MAU |8 |2,24 | |PC6 – SW2, PC15 – MAU |5 |1,4 | |BR – SW1, PC14 – MAU |2 |0,56 | Token Ring (маркерне кільце) - архітектура мереж з кільцевою логічною топологією і детермінованим методом доступа з передачею маркера. Стандарт визначений документом ІЕЕЕ802.5, але IBM – провідний впроваджувач даної архітектури – використовує специфікацію, яка дещо відрізняється. Логічне кільце реалізується на фізичній зірці, в центрі якої знаходиться MAU (Multistation Access Unit) - хаб з портами підключення кожного вузла. Для під'єднання кабелів використовуються спеціальні роз'єми, що забезпечують замикання кільця при відключенні вузла від мережі. При необхідності мережа може розширюватись за рахунок використання додаткових хабів, пов'язаних в загальне кільце. Вимога нерозривності кільця ускладнює кабельне господарство Token Ring, у якому використовуються чотирьохпроводні екрановані і неекрановані пари і спеціальні комутаційні засоби. Полегшений варіант розводки забезпечує підключення до 96 станцій до 12 восьмипортових хабів з максимальним віддаленням станції від хаба не більше 45 м. Довжина кабеля між хабами може досягати 45 м при їх сумарній довжині не більше 120 м. Стаціонарна розводка забезпечує підключення до 260 станцій і 33 хабів з відстанню між пристроями до 100м при загальні довжині кільця хабів до 200 м. Оптоволоконний кабель збільшує довжину сегмента до 1 км. Інформація по кільцю передається тільки в одному напрямку по ланцюжку від станції до станції, швидкість передачі 4 або 16 Мбіт/с. Адаптер вузла копіює в свій буфер тільки адресовані йому пакети. Використанні системних ресурсів PC і конфігурування адаптерів аналогічні Ethernet. Програмне забезпечення крім звичайного для всіх мережевих адаптерів містить додаткові модулі-агенти як на сервері, так і на робочій станції. Недоліками Token Ring є висока вартість обладнання і складність побудови великих мереж (WAN). На відміну від мережі Ethernet – мережа Token Ring (з передачею маркера) є дерерміністичною. Це означає, що можна розрахувати максимальний час, який пройде до того, ніж будь-яка кінцева станція зможе передавати. Ця характеристика робить мережу Token Ring ідеальною для використання, де затримка повина бути передбачена і важлива стійкість функціонування мережі. При великих навантаженнях мережа Token Ring демонструє передбачуване зниження робочих характеристик, навідміну мережам Ethernet, чия поведінка значно менш передбачувана. Крім того, мережі Token Ring легко з'єднуються з мережами на великих ЕОМ (IBM Mainframe).Не дивлячись на логічну кільцеву топологію, схема мережі Token Ring швидше нагадує зірку, де кожен вузол з'єднаний безпосередньо з центральним пристроєм MAU. Мережі Token Ring бувають двох варіантів: 4 і 16 Мбіт/с. Робота мережі характеризується наступними параметрами : - надійність - при побудові мережі по топології зірка досягаєтья найбільша надійність. Якщо вийде з ладу ланка, що з`єднує робочу станцію з сервером- це одразу буде видно, тому що станція втратить зв`язок з мережею. Якщо вийде з ладу з`єднувач сегментів- одразу цілий сегмент втратить зв`язок. - вартість - скручена пара має найменшу вартість серед усіх інших провідників. - простота підключення нових станцій - для данної мережі підключення нової станції полягає лише в під`єднані її до концентратора, та налагодження програмного забезпечення. 3 Вибір, аналіз, розрахунок характеристик та функціонування компонентів мережі Призначення мережі – для дослідницьких робіт. Для такої мережі характерні знача інтенсивність запитів на сервер та невеликі об'єми інформації, що передається з сервера на робочу станцію за один запит. При цьому кількість запитів на сервер за хвилину може бути досить великим. Для забезпечення продуктивної роботи користувачів мережі для дослідницьких робіт необхідні робочі станції середнього класа і потужні сервери
