Олимпиада "Наноэлектроника"
Неофициальный сайт

Меню сайта
Категории раздела
Наш опрос
Оцените сайт олимпиады
Всего ответов: 121
Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0
Главная » Статьи » Сети (МИФИ) » Домашние задания (по сетям МИФИ)

Классификация сетевых технологий
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЯДЕРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
МОСКОВСКИЙ ИНЖЕНЕРНО-ФИЗИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

Факультет Автоматики и Электроники
Кафедра Микро- и наноэлектроники

Курс «Локальные сети ПК»

Азбука сетевых технологий.
Классификация сетевых технологий



Выполнил студент группы А9-09:
Воронцов Е. С.
Преподаватель:
доцент Лапшинский В. А.


СОДЕРЖАНИЕ

1. АННОТАЦИЯ
2. ВВЕДЕНИЕ
3. ЛИНИИ СВЯЗИ
4. МАСШТАБ СЕТИ
5. ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ СЕТИ
6. СИНХРОНИЗАЦИЯ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИ
7. СТЕК КОММУНИКАЦИОННЫХ ПРОТОКОЛОВ
8. ТОПОЛОГИЯ СЕТИ
9. ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ
10. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
11. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


АННОТАЦИЯ

В данной части азбуки сетевых технологий читатель найдет классификацию сетей по следующим основным их признакам:
1. линиям связи или физическим средам, используемым для передачи информации
2. масштабу или размеру сети: от пользовательской до глобальной
3. производительности сети
4. синхронизации передачи данных
5. стеку коммутационных протоколов, используемых в сети
6. топологии сети
7. возможному функциональному взаимодействию в сети

ВВЕДЕНИЕ

С первого взгляда можно подумать – классификация – удел тех, кто не способен к разработке чего-либо нового, а лишь пользует уже созданные кем-то вещи, причем не по назначению. С другой стороны сомнительно, чтобы какой-либо закон был выведен без обработки огромной статистики и классификации данных. Поэтому автор вложил свою лепту в этот тяжкий труд сбора и упорядочивания данных, созданием читаемой вами Классификации сетевых технологий. В ней рассмотрено несколько параметров современных компьютерных сетей. Каждый параметр может иметь разные «значения». Сопоставление его конкретной сети и является ее классификацией по этому параметру.

ЛИНИИ СВЯЗИ СЕТИ

или среда передачи данных – это совокупность технических устройств и физической среды, обеспечивающая передачу и распространение сигналов от передатчика к приемнику. В системах многоканальной связи уплотняются и принадлежат одновременно многим каналам. Различают следующие часто встречаемые электромагнитные линии связи:
  • Проводные (воздушные) – провода без изолирующих и экранирующих оплеток, проложенные между столбами и висящие в воздухе. Низкая скорость передачи данных и помехозащищенность. В настоящее время все менее актуальны и активно заменяются следующими двумя типами.
  • Кабельные – проводники, заключенные в несколько слоев изоляции: электрической, электромагнитной, механической, климатической. Сюда можно отнести и электрические кабели, и волоконно-оптические. Основные типы электрических кабелей – витая пара и коаксиальные кабель. Для передачи большого количества данных используются кабели, составленные из набора двух названных. Витая пара состоит из двух изолированных медных проводов, обычный диаметр которых составляет 1 мм. Провода свиваются один вокруг другого в виде спирали. Это позволяет уменьшить электромагнитное взаимодействие нескольких расположенных рядом витых пар. (Два параллельных провода образуют простейшую антенну, витая пара — нет.) Самым распространенным применением витой пары является телефонная линия.



    Коаксиальный кабель лучше экранирован, чем витая пара, поэтому может обеспечить передачу данных на более дальние расстояния с более высокими скоростями.



    Существующая ныне оптоволоконная технология, может развивать скорость передачи данных вплоть до 50 000 Гбит/с. Сегодняшний практический предел в 10 Гбит/с обусловлен нашей неспособностью быстрее преобразовывать электрические сигналы в оптические и обратно.
  • Радиоканалы наземной и спутниковой связи, беспроводная связь – образуются с помощью передатчика и приемника радиоволн. Существует два основных направления применения беспроводных компьютерных сетей: работа в замкнутом объеме (офис, выставочный зал и т. п.) и соединение удаленных локальных сетей (или удаленных сегментов локальной сети). Для организации беспроводной сети в замкнутом пространстве применяются передатчики со всенаправленными антеннами. Для соединения удаленных локальных сетей используется оборудование с направленными антеннами, что позволяет увеличить дальность связи.

    МАСШТАБ СЕТИ
    NETWORK SCALE


    или размер сети – характеристика сети, показывающая покрываемую ею площадь, количество объединяемых устройств, скорость обмена данными между ними, разнообразие услуг, предоставляемых пользователям, сложность методов передачи и оборудования. Обычно сети по этому признаку делятся на персональную, локальную, кампусную, городскую и глобальную.



  • Персональная сеть (PAN, Personal Area Network) — сеть, предназначенная для взаимодействия различных устройств, принадлежащих одному владельцу.
  • Локальная сеть (LAN, Local Area Network) — сеть устройств, сосредоточенных на небольшой территории. Обычно принадлежит одной организации и является сетью закрытого типа. Локальные сети ограничены в размерах — это означает, что время пересылки пакета ограничено сверху и этот предел заранее известен. Знание этого предела позволяет применять определенные типы разработки, которые были бы невозможны в противоположном случае. В локальных сетях часто применяется технология передачи данных, состоящая из единственного кабеля, к которому присоединены все машины. Обычные локальные сети имеют пропускную способность канала связи от 10 до 100 Мбит/с, невысокую задержку (десятые доли микросекунды) и очень мало ошибок.
  • Кампусная сеть (CAN, Campus Area Network) — объединяет локальные сети близко расположенных зданий.
  • Городская или муниципальная сеть (MAN, Metropolitan Area Network) — сеть между учреждениями в пределах одного или нескольких городов, связывающая много локальных сетей. Самым распространенным примером муниципальной сети является система кабельного телевидения.
  • Глобальная сеть (WAN, Wide Area Network) — сеть, покрывающая большие географические регионы – страны и континенты, включающие в себя как локальные сети, так и прочие телекоммуникационные сети и устройства. Является открытой и ориентированной на обслуживание любых пользователей сетью.

    ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ СЕТИ
    NETWORK PERFORMANCE



    одно из основных свойств компьютерной сети. Характеризуется следующими тремя параметрами:
    1) Время реакции – время между возникновением запроса пользователя к некоторой сетевой службе и получением ответа на этот запрос.
    2) Задержка передачи – время между поступлением пакета на вход устройства и моментом появления его на выходе этого устройства.
    3) Пропускная способность – отражает объем данных, переданных сетью или ее частью за единицу времени. По этой характеристике сети делятся на три типа:
  • низкоскоростные (до 10 Мбит/с)
  • среднескоростные (до 100 Мбит/с)
  • высокоскоростные (свыше 100 Мбит/с)

    СИНХРОНИЗАЦИЯ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ
    DATA TRANSMISSION SYNCHRONIZATION


    согласование приемника и передатчика при обмене данными. Обычно имеет смысл для физического и канального уровней.
  • Асинхронная сеть – при передаче данных отдельными байтами осуществляется только побитовая синхронизация, синхронизация по кадрам не ведется. Такой режим работы называется асинхронным или старт-стопным. Такой режим удобен при невысоком качестве канала связи (например, высокий уровень помех), при передаче информации от устройств, которые генерируют байты данных в случайные моменты времени. Так работают периферийные устройства компьютера. В асинхронном режиме каждый байт данных сопровождается специальными сигналами "старт" и "стоп" (рис.4). Назначение этих сигналов состоит в том, чтобы, во-первых, известить приемник о приходе данных и, во-вторых, чтобы дать приемнику достаточно времени для выполнения некоторых функций, связанных с синхронизацией, до поступления следующего байта. Сигнал "старт" имеет продолжительность в один тактовый интервал, а сигнал "стоп" может длиться один, полтора или два такта.



  • Синхронная сеть – при синхронном режиме передачи пользовательские данные собираются в кадр, который предваряется байтами синхронизации (на рис.5 - флаги). Старт-стопные биты между соседними байтами отсутствуют. Байт синхронизации - это байт, содержащий заранее известный код, например 0111110, который оповещает приемник о приходе кадра данных. Его обычно называют флагом. При его получении приемник должен войти в байтовый синхронизм с передатчиком, то есть правильно понимать начало очередного байта кадра. Иногда применяется несколько синхробайт для обеспечения более надежной синхронизации приемника и передатчика.



    СТЕК КОММУНИКАЦИОННЫХ ПРОТОКОЛОВ

    набор протоколов, соответствующих каждый своему уровню, при помощи которых обеспечивается передача данных в сети. Для упрощения структуры большинство сетей организуются в наборы уровней или слоев, каждый последующий из которых возводится над предыдущим. Количество уровней, их названия, содержание и назначение разнятся от сети к сети. Однако во всех сетях целью каждого уровня является предоставление неких сервисов для вышестоящих уровней. При этом от них скрываются детали реализации предоставляемого сервиса. Для работы с каждым уровнем существует свой протокол. Некоторые их них перечислены в правой части таблицы 1. Ниже приведены стандартные стеки протоколов.
  • OSI
  • TCP/IP
  • IPX/SPX
  • NetBIOS/SMB



    Кратко рассмотрим, в чем отличие уровней модели OSI.
    Физический уровень занимается реальной передачей необработанных битов по каналу связи. При разработке сети необходимо убедиться, что когда одна сторона передает единицу, то принимающая сторона получает также единицу, а не ноль. Основная задача канального уровня — быть способным передавать «сырые» данные физического уровня по надежной линии связи, свободной от необнаруженных ошибок с точки зрения вышестоящего сетевого уровня. Уровень выполняет эту задачу при помощи разбиения входных данных на кадры, обычный размер которых колеблется от нескольких сотен до нескольких тысяч байт. Сетевой уровень занимается управлением операциями подсети. Важнейшим моментом здесь является определение маршрутов пересылки пакетов от источника к пункту назначения. Основная функция транспортного уровня — принять данные от сеансового уровня, разбить их при необходимости на небольшие части, передать их сетевому уровню и гарантировать, что эти части в правильном виде прибудут по назначению. Сеансовый уровень позволяет пользователям различных компьютеров устанавливать сеансы связи друг с другом. При этом предоставляются различные типы сервисов, среди которых управление диалогом (отслеживание очередности передачи данных), управление маркерами (предотвращение одновременного выполнения критичной операции несколькими системами) и синхронизация (установка служебных меток внутри длинных сообщений, позволяющих после устранения ошибки продолжить передачу с того места, на котором она оборвалась). Уровень представления занимается по большей части синтаксисом и семантикой передаваемой информации. Прикладной уровень содержит набор популярных протоколов, необходимых пользователям. Одним из наиболее распространенных является протокол передачи гипертекста HTTP, который составляет основу технологии Всемирной Паутины.

    ТОПОЛОГИЯ СЕТИ
    NETWORK TOPOLOGY


    конфигурация графа, вершинам которого соответствуют компьютеры сети, а ребрам – связи между ними. Компьютеры называются узлами сети. Связи между компьютерам могут быть различными, поэтому топология делится на разные типы:
    1) физическая — описывает реальное расположение и связи между узлами сети.
    2) логическая — описывает хождение сигнала в рамках физической топологии.
    3) информационная — описывает направление потоков информации, передаваемых по сети.
    4) управления обменом — это принцип передачи права на пользование сетью.
    Собственно, каждый тип топологии может иметь следующие виды:
  • Полносвязная – каждый узел сети связан со всеми остальными. Требует большого числа портов у узлов и проводов.
  • Ячеистая – получается из полносвязной путем удаления некоторых связей. Напрямую связаны узлы, между которыми происходит интенсивный обмен данными.
  • Общая шина – узлы подсоединены к одному коаксиальному кабелю по схеме «Монтажного ИЛИ». Низкая надежность, поскольку канал связи только один. Низкая пропускная способность, поскольку она делится между всеми узлами.
  • Звезда – каждый узел подключается своим кабелем к одному общему устройству – концентратору. Возможности расширения сети ограничены числом портов концентратора.
  • Кольцо - каждый узел соединен линиями связи только с двумя другими: от одного он только получает информацию, а другому только передает. Узел может контролировать процесс доставки данных адресату.
  • Решетка - узлы образуют регулярную многомерную решётку. При этом каждое ребро решётки параллельно её оси и соединяет два смежных узла вдоль этой оси.



    ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ В СЕТИ

  • Клиент-сервер – сетевая нагрузка распределена между поставщиками услуг (серверами) и заказчиками услуг (клиентами). Клиенты и серверы взаимодействуют через компьютерную сеть и могут быть как различными физическими устройствами, так и программным обеспечением.



  • Смешанная сеть
  • Одноранговая сеть – каждый узел является как клиентом, так и сервером.



  • Многоранговые сети – в сети есть иерархия серверов.

    ЗАКЛЮЧЕНИЕ


    В работе отражены очевидные и важные способы классификации современных компьютерных сетей. В ней содержатся подробные описания некоторых важных понятий, связанных с сетями. Впоследствии данная работа может быть подключена к проекту «Азбука сетевых технологий». При обнаружении ошибок, неточностей или неполноты приведенных данных, просьба обращаться к автору работы по электронной почте voregor162@yandex.ru.


    СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


    1. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы – В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. Санкт-Петербург 2001 – 672с.
    2. Компьютерные сети. 4-е изд. – Э. Таненбаум. Санкт-Петербург 2003 – 992с.
    3. http://wikipedia.org – википедия, свободная энциклопедия
    4. http://www.valinfo.ru/forum/ - классификация сетевых технологий.


  • Категория: Домашние задания (по сетям МИФИ) | Добавил: RedAlert2 (22.12.2012) | Автор: Воронцов Е.С.
    Просмотров: 3775 | Рейтинг: 0.0/0
    Всего комментариев: 0
    Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
    [ Регистрация | Вход ]
    Форма входа
    Поиск
    Друзья сайта