рмар. PANOV_EVGENIJдиплом). Краевое государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение алтайский политехнический техникум

• Название: Краевое государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение алтайский политехнический техникум
• Дата: 15.06.2022
• Размер: 0.85 Mb.
• Имя файла: PANOV_EVGENIJдиплом).docx
• Тип: Пояснительная записка; #594556
• страница: 4 из 8

1.4 Методы обмена данными в локальных сетях

Для управления обменом (управления доступом к сети, арбитражу сети) используются различные методы, особенности которых в значительной степени зависят от топологии сети.

Существует несколько групп методов доступа, основанных на временном разделении канала:

• 
  централизованные и децентрализованные
  
• 
  детерминированные и случайные
  

Централизованный доступ управляется из центра управления сетью, например от сервера. Децентрализованный метод доступа функционирует на основе протоколов без управляющих воздействий со стороны центра.

Детерминированный доступ обеспечивает каждой рабочей станции гарантированное время доступа (например, время доступа по расписанию) к среде передачи данных. Случайный доступ основан на равноправности всех станций сети и их возможности в любой момент обратиться к среде с целью передачи данных.

Централизованный доступ к моноканалу

В сетях с централизованным доступом используются два способа доступа: метод опроса и метод передачи полномочий. Эти методы используются в сетях с явно выраженным центром управления.

Метод опроса.

Обмен данными в ЛВС с топологией звезда с активным центром (центральным сервером). При данной топологии все станции могут решить передавать информацию серверу одновременно. Центральный сервер может производить обмен только с одной рабочей станцией. Поэтому в любой момент надо выделить только одну станцию, ведущую передачу.

Центральный сервер посылает запросы по очереди всем станциям. Каждая рабочая станция, которая хочет передавать данные (первая из опрошенных), посылает ответ или же сразу начинает передачу. После окончания сеанса передачи центральный сервер продолжает опрос по кругу. Станции, в данном случае, имеют следующие приоритеты: максимальный приоритет у той из них, которая ближе расположена к последней станции, закончившей обмен.

Обмен данными в сети с топологией шина. В этой топологии, возможно, такое же централизованное управление, как и в "звезде”. Один из узлов (центральный) посылает всем остальным запросы, выясняя, кто хочет передавать, и затем разрешает передачу тому из них, кто после окончания передачи сообщает об этом.

Метод передачи полномочий (передача маркера)

Маркер - служебный пакет определенного формата, в который клиенты могут помещать свои информационные пакеты. Последовательность передачи маркера по сети от одной рабочей станции к другой задается сервером. Рабочая станция получает полномочия на доступ к среде передачи данных при получении специального пакета-маркера. Данный метод доступа для сетей с шинной и звездной топологией обеспечиваетcя протоколом ArcNet.

Децентрализованный доступ к моноканалу.

Рассмотрим децентрализованный детерминированный и случайный методы доступа к среде передачи данных. К децентрализованному детерминированному методу относится метод передачи маркера. Метод передачи маркера использует пакет, называемый маркером. Маркер - это не имеющий адреса, свободно циркулирующий по сети пакет, он может быть свободным или занятым.

Обмен данными в сети с топологией кольцо (децентрализованный детерминированный методдоступа)

1. В данной сети применяется метод доступа "передача маркера”.

Алгоритм передачи следующий:

а) узел, желающий передать, ждет свободный маркер, получив который помечает его как занятый (изменяет соответствующие биты), добавляет к нему свой пакет и результат отправляет дальше в кольцо;

б) каждый узел, получивший такой маркер, принимает его, проверяет,

ему ли адресован пакет;

в) если пакет адресован этому узлу, то узел устанавливает в маркере специально выделенный бит подтверждения и отправляет измененный маркер с пакетом дальше;

г) передававший узел получает обратно свою посылку, прошедшую через все кольцо, освобождает маркер (помечает его как свободный) и снова посылает маркер в сеть. При этом передававший узел знает, была ли получена его посылка или нет.

Для нормального функционирования данной сети необходимо, чтобы один из компьютеров или специальное устройство следило за тем, чтобы

маркер не потерялся, а в случае пропажи маркера данный компьютер должен создать его и запустить в сеть.

Обмен данными в сети с топологией шина (децентрализованный случайный метод доступа)

В этом случае все узлы имеют равный доступ к сети и решение, когда можно передавать, принимается каждым узлом на месте, исходя из анализа состояния сети. Возникает конкуренция между узлами за захват сети, и, следовательно, возможны конфликты между ними, а также искажения передаваемых данных из-за наложения пакетов.

Рассмотрим наиболее часто применяющийся метод множественного доступа с контролем несущей и обнаружением коллизий (столкновений) (CSMA/CD). Суть алгоритма в следующем:

• 
  узел, желающий передавать информацию, следит за состоянием сети, и как только она освободится, то начинает передачу;
  
• 
  узел передает данные и одновременно контролирует состояние сети (контролем несущей и обнаружением коллизий). Если столкновений не обнаружилось, передача доводится до конца;
  
• 
  если столкновение обнаружено, то узел усиливает его (передает еще некоторое время) для гарантии обнаружения всеми передающими узлами, а затем прекращает передачу. Также поступают и другие передававшие узлы;
  
• 
  после прекращения неудачной попытки узел выдерживает случайно выбираемый промежуток времени tзад, а затем повторяет свою попытку передать, при этом контролируя столкновения.
  

При повторном столкновении tзад увеличивается. В конечном счете, один из узлов опережает другие узлы и успешно передает данные. Метод CSMA/CD часто называют методом состязаний. Этот метод для сетей с шиной топологией реализуется протоколом Ethernet.

Определение конфигурации сетей

Перед проектированием ЛВС необходимо определить цели создания сети, особенности ее организационного и технического использования:

• 
  Какие проблемы предполагается решать при использовании ЛВС?
  
• 
  Какие задачи планируется решать в будущем?
  
• 
  Кто будет выполнять техническую поддержку и обслуживание ЛВС?
  
• 
  Нужен ли доступ из ЛВС к глобальной сети?
  
• 
  Какие требования предъявляются к секретности и безопасности информации?
  

Необходимо учитывать и другие проблемы, которые влияют на цели создания сетей и особенности ее организационного и технического использования.

При построении сети конфигурация сети определяется требованиями, предъявляемыми к ней, а также финансовыми возможностями компании и базируется на существующих технологиях и на принятых во всем мире стандартах построения ЛВС.

Исходя из требований, в каждом отдельном случае выбирается топология сети, кабельная структура, протоколы и методы передачи данных, способы организации взаимодействия устройств, сетевая операционная система.

Эффективность функционирования ЛВС определяется параметрами, выбранными при конфигурировании сети:

• 
  типом (одноранговая или с выделенным сервером);
  
• 
  топологией;
  
• 
  типом доступа к среде передачи данных;
  
• 
  максимальной пропускной способностью сети;
  
• 
  максимальным количеством рабочих станций;
  
• 
  типом компьютеров в сети (однородные или неоднородные сети);
  
• 
  максимальной допустимой протяженностью сети;
  
• 
  максимальным допустимым удалением рабочих станций друг от друга;
  
• 
  качеством и возможностями сетевой операционной системы;
  
• 
  объемом и технологией использования информационного обеспечения (баз данных);
  
• 
  средствами и методами защиты информации в сети;
  
• 
  средствами и методами обеспечения отказоустойчивости ЛВС;
  

И другими параметрами, которые влияют на эффективность функционирования ЛВС.

Многослойная модель сети

• 
  Весь комплекс программно-аппаратных средств сети может быть описан многослойной моделью, состоящей из слоев:
  
• 
  компьютеры или компьютерные платформы;
  
• 
  коммуникационное оборудование;
  
• 
  операционные системы;
  

сетевые приложения.

Компьютеры

В основе любой сети лежит аппаратный слой стандартизированных компьютерных платформ. В настоящее время широко используются компьютерные платформы различных классов - от персональных компьютеров до мэйнфреймов и суперЭВМ. Компьютеры подключаются к сети с помощью сетевой карты.

Коммуникационное оборудование

Ко второму слою относится коммуникационное оборудование, которое играет не менее важную роль, чем компьютеры. Коммуникационное оборудование сетей можно разделить на три группы:

сетевые адаптеры (карты);

сетевые кабели;

промежуточное коммуникационное оборудование (трансиверы, повторители, концентраторы, коммутаторы, мосты, маршрутизаторы и шлюзы).

Операционные системы

Третьим слоем, образующим программную платформу сети, являются операционные системы. В зависимости от того, какие концепции управления локальными и распределенными ресурсами положены в основу сетевой ОС, зависит эффективность работу всей сети.

Сетевые приложения

Четвертый слой - это сетевые приложения. К сетевым приложениям относятся такие приложения как сетевые базы данных, почтовые приложения, системы автоматизации коллективной работы и т.д.

Техническое обеспечение вычислительных систем Рассмотрим более подробно аппаратные средства сетей - компьютеры. Архитектура компьютера включает в себя как структуру, отражающую аппаратный состав ПК, так и программно - математическое обеспечение. Все компьютеры сетей можно разделить на два класса: серверы и рабочие станции.

Сервер (server) - это многопользовательский компьютер, выделенный для обработки запросов от всех рабочих станций. Это мощный компьютер или мэйнфрейм, предоставляющий рабочим станциям доступ к системным ресурсам и распределяющий эти ресурсы. Сервер имеет сетевую операционную систему, под управлением, которой происходит совместная работа всей сети.

Основными требованиями, которые предъявляются к серверам, являются высокая производительность и надежность их работы. Серверы в больших сетях стали специализированными и, как правило, используются для управления сетевыми базами данных, организации электронной почты, управления многопользовательскими терминалами (принтерами, сканерами, плоттерами) и т.д.

Существует несколько типов серверов:

Файл-серверы. Управляют доступом пользователей к файлам и программам.

Принт-серверы. Управляют работой системных принтеров.

Серверы приложений. Серверы приложений - это работающий в сети мощный компьютер, имеющий прикладную программу, с которой могут работать клиенты. Приложения по запросам пользователей выполняются непосредственно на сервере, а на рабочую станцию передаются лишь результаты запроса.

Почтовые серверы. Данный сервер используется для организации электронной корреспонденции с электронными почтовыми ящиками.

Прокси-сервер. Это эффективное средство подключения локальных сетей к сети Интернет. Прокси-сервер - компьютер, постоянно подключенный к сети Интернет, через который происходит общение пользователей локальной сети с сетью Интернетом.