A hálózatok típusai
Munka címe: A hálózatok típusai
Terület: Informatika, Cybernetics és Programozás
Leírás: Egyetlen kábellel mindegyik számítógép csak egy kapcsolódási pontot igényel a hálózathoz, miközben teljes mértékben kölcsönhatásba léphet a csoport bármely más számítógépével. Geometrikusan, a LAN mindig korlátozott méretű egy kis területen miatt a kábel elektromos tulajdonságait használt felépíteni a hálózatot, és viszonylag kis számú olyan számítógépek, amelyek osztoznak egy hálózati adathordozón. A nagyobb számítógépes rendszerek támogatásához speciális eszközöket fejlesztettek ki, amelyek lehetővé tették a kettő kombinációját.
Fájlméret: 629.35 KB
A munkát letöltötték: 16 fő.
(Hálózati) # 151; Ez egy számítógépcsoport, amelyet adatátviteli közeg csatlakoztat.
Helyi számítógépes hálózat, vagy rövidítve LAN (LAN, helyi hálózat) # 151; Ez egy olyan számítógépcsoport, amely egy közös adatátviteli közeggel csatlakozik, általában egy kábellel. Egyetlen kábellel mindegyik számítógép csak egy kapcsolódási pontot igényel a hálózathoz, miközben teljes mértékben kölcsönhatásba léphet a csoport bármely más számítógépével. Geometrikusan, a LAN mindig korlátozott méretű egy kis területen miatt a kábel elektromos tulajdonságai a hálózat építésére használt, és viszonylag kis számú olyan számítógépek, amelyek osztoznak egy hálózati adathordozó. A helyi hálózatok általában egy épületen belül, vagy legfeljebb néhány, szorosan elhelyezkedő épületben találhatók. Egyes technológiák, például a száloptika lehetővé teszik a LAN-vonalak hosszának egy vagy két kilométerre történő növelését, de lehet, hogy a LAN-okat nem lehet olyan számítógépekhez csatlakoztatni, amelyek például a távoli városokban találhatók. Az ilyen korlátozást globális (területi szinten elosztott) hálózatok (WAN, széleskörű hálózat) alkalmazásával távolítják el.
Kezdetben LAN-okat hoztak létre viszonylag kis számú számítógéphez # 151; kb. 30 a kis és 100 nagy hálózatok esetében. Hogy támogassa a számítógépes rendszerek nagyobb speciális eszközök, amelyek lehetővé teszik, hogy összekapcsolják a két vagy több hálózatot és komplexet képeznek (internetwork), lényegében egy „hálózatok hálózata” dolgoztak ki, azaz, amely lehetővé teszi egy hálózati számítógép képes kommunikálni a többi számítógéppel. Szigorúan egy LAN vagy egy hálózati szegmens # 151; a számítógépek egy csoportja úgy van összekapcsolva, hogy az egyik munkaállomás által küldött üzenet eléri az összes többiet, még akkor is, ha az adott hálózat vagy szegmens környezete több szakaszból áll.
A hálózatba épített komplexek létrehozásának eszközei lehetővé teszik a szervezet számára, hogy szinte korlátlan méretű hálózati struktúrát alakítson ki. Azonban, amellett, hogy képes több hálózat integrálására épületen belül (vagy épületcsoportban), a hálózat a WAN-kapcsolatok segítségével is összekapcsolhatja a LAN-okat a távoli területekről. Wide Area Network (WAN) # 151; Ez a LAN-készlet, viszonylag nagy távolságokkal elválasztva, és különböző pontokon csatlakoztatva.
A keskenysávú és szélessávú hálózatok összehasonlítása
A csomagkapcsolás és az áramköri kapcsolás összehasonlítása
A helyi hálózatokat csomagkapcsolt hálózatoknak nevezik, mivel a hálózatban lévő számítógépek az adatok elküldését közvetlenül az átvitel előtt kis darabokra osztják. Van egy hasonló technológia, amelyet cellakapcsolásnak neveznek, amely csak a stabil, állandó cellamérettel (cellákkal) eltér a csomagváltástól, míg a csomag mérete változó.
Az adatok szétválasztása így szükséges, mivel a LAN számítógépei egy közös kábelt használnak, és egy megosztatlan adatfolyam egy hálózaton keresztül történő továbbítása nagyon sok időt vesz igénybe, és blokkolja a hálózatot a fennmaradó számítógépek számára. Ha a csomagkapcsolt hálózaton keresztül továbbított adatokat elemzi, láthatjuk, hogy itt a jeláramlás különböző rendszerek (számítógépek) által generált csomagokból áll, és összekeveredik a "belsejében" a kábelen. Az ilyen típusú hálózathoz tipikus, hogy az ugyanazon üzenet részét képező csomagok különböző útvonalakon kerülnek továbbításra, és néha a rendeltetési helyüket más sorrendben érik el, mint amit elküldtek. A fogadó rendszernek viszont rendelkeznie kell egy mechanizmussal a csomagok átrendezésére a kívánt sorrendben, az elveszett csomagok nyomon követésében vagy az átvitel során megsérül.
Kábelek és topológiák
A kábelek csatlakoztatásának konfigurálásának különböző módjai a számítógépek LAN-ban történő összekapcsolására topológiáknak nevezik (1. Ezek az alkalmazott kábel típusától és a támogatott protokolltól függenek. A következő topológiák a leggyakoribbak.
- Bus. A busz topológiát egy számítógéppel egy másik számítógépre helyezett kábellel valósítják meg, egy karácsonyfa füzére emlékeztető egymást követő lánc formájában. Minden számítógép által továbbított jel a hálózaton keresztül halad mindkét irányban a többi számítógép felé. A busz két végét "elektromos" ellenállással kell "zárni", hogy a jelek ne legyenek tükrözve, és ne forduljanak ellenkező irányba. A busz topológiájának legfőbb hátránya, hogy egy karácsonyfadarabhoz hasonlóan a kábel hibája a hossz bármely pontján két részre oszlik, amelyek nem képesek egymással kommunikálni. A koaxiális kábellel épített hálózatok többsége busz architektúrát használ.
- A csillag. A csillag-topológia minden számítógéphez külön kábelt használ, amelyet egy központi eszközről, amely hub vagy hub néven tölti ki. A koncentrátor minden kikötőjébe érkező jeleket továbbítja az összes többi porthoz; aminek következtében az egyik csomópont által küldött jelek eljutnak a többi számítógéphez. A csillagalapú hálózat sokkal ellenállóbb a károkhoz képest, mint egy buszos hálózat, mivel a kábel károsodása csak a számítógépre vonatkozik, amelyhez csatlakozik, nem pedig a teljes hálózathoz. A csavart érpárú kábeleket használó legtöbb hálózat a csillag topológiában van felszerelve.
- A gyűrű. A gyűrű topológia funkcionálisan egyenértékű egy olyan buszral, amelynél a végek egymáshoz kapcsolódnak; Így a jelek átkerülnek az egyik számítógépről a másikra, körbe költöznek. Ugyanakkor a kommunikációs gyűrű # 151; ez csak logikai absztrakció, nem fizikai konstrukció. Tény, hogy a hálózat egy csillag, de a speciális fúvócső valósít logikai gyűrű elküldésével a bemeneti jel csak követi a csökkenő port (helyett áthaladó port, mint amikor egy hub segítségével topológia „csillag”). Minden számítógép bejövő jelet kap, feldolgozza (szükség esetén) és visszaadja azt a hubhoz, hogy a következő munkaállomást a hálózathoz továbbítsa. Ennek a működési elvnek megfelelően a rendszer a jelet továbbító rendszernek azt is el kell távolítania, miután megkerülte a teljes gyűrűt. A gyűrű topológián alapuló hálózatok különböző típusú kábeleket használhatnak. Például a Token Ring hálózatok csavart érpárat használnak, míg az FDDI hálózatok gyűrűs topológiát alkalmaznak száloptikai kábelek használatával.
- Star busz. Ez a topológia # 151; egy módja annak, hogy egyetlen "csillagot" terjesszen ki. Ez az áramkör van kialakítva több „csillag”, csomópontok amelyek összekötik az egyes szegmensek egy közös buszon. Minden számítógép még mindig képes kommunikálni más a hálózaton, mint egy hozzá tartozó csomópont továbbítja a bejövő forgalmat a port a „csillag”.
1. ábra: A topológiák fő típusai
A Media Access vezérlése
Ha ugyanazon keskenysávú átviteli közeghez több számítógép csatlakozik, a hozzáférési választottbírás megvalósítása érdekében egy közepes hozzáférés-vezérlési (MAC) mechanizmust kell végrehajtani, és meg kell akadályozni a rendszerek közötti egyidejű adatátvitelt. A környezethez való hozzáférés kezelésének mechanizmusa minden LAN protokoll alapja. A két leggyakoribb mechanizmusok: Multiple Access ütközésérzékeléssel Carrier (CSMS / CD, Carrier Sense Multiple Access ütközésérzékeléssel) használt Ethernet hálózatok, valamint a token múló, ami által használt hálózat Token Ring, FDDI, és más típusú LAN. Ez a két mechanizmus alapvetően különbözik egymástól, de ugyanazt a feladatot végzik, és minden hálózatot egyenlő esélyeket biztosítanak az adatok fogadására / továbbítására.
A környezethez való hozzáférés kezelésére szolgáló mechanizmus a CSMA / CD.
Mint bármely MAC módszer, a CSMA / CD lehetővé teszi a hálózatban lévő számítógépek számára, hogy egyetlen keskeny sávú adathordozót osszanak meg adatvesztés nélkül. Nincsenek prioritások a hálózaton, mert ez a közepes elérési módszer alapja. Minden csomópontnak egyenrangú hozzáférési joga van a hálózati átviteli médiumhoz.
Ha a hálózat egy csomópontja adatokat szeretne átvinni, először "figyeli" a hálózati környezetet, megpróbálja meghatározni, hogy használják-e. Ez így van # 151; hordozó fázisban. Ha a csomópont észleli a hálózaton megjelenő forgalmat, akkor rövid szünetet tarthat, majd újból meghallgathatja a hálózatot. Ha a hálózat ingyenes, akkor bármelyik hálózati csomópont képes adatokat továbbítani rajta. Ez így van # 151; többszörös hozzáférési fázis. Maga a leírt mechanizmus szabályozza az átviteli közeghez való hozzáférést, de nem hibák nélkül.
Az ütközések akkor jelentkeznek, amikor egy rendszer adatot továbbít, és egy másik rendszer rövid ideig végzi a hordozható megfigyelést, amíg a továbbított csomag első bitje el nem éri. Ezt az intervallumot úgy nevezik, mint egy versengési időt vagy slot-időt, mivel minden folyamatban résztvevő rendszer úgy véli, hogy először adatot továbbított. Így a hálózat minden egyes csomópontja mindig egy lehetséges állapotban van: átvitel, verseny vagy várakozás. Ha a csomagok ütköznek két különböző csomópontból, akkor a kábel eltérő állapotban van, amely mindkét rendszer felé mozog. Amikor az egyes átviteli rendszer észleli az abnormális helyzetet, rájön, hogy van egy ütközés, azonnal leállítja az adatok küldését, és tegyen lépéseket a helyzet orvoslására. Ez így van # 151; ütközés észlelési szakaszában. Annak a ténynek köszönhetően, hogy az ütköző csomagokat tekinthető sérült, mind érintett rendszerek továbbítják a többi hálózati késleltetés jelet (lekvár minta), amely tájékoztatja más rendszerek a hálózat ütközés, és megakadályozza annak lehetőségét, adatátvitel.
Ha a hálózat készenléti állapotban van, a munkaállomások készenléti állapotban vannak. A jelölő folyamatosan kering a csomóponttól a csomópontig, amíg el nem éri az adatátviteli adatokkal rendelkező munkaállomást. Workstation megváltoztatja a token bit megjelenítési beállításokat (monitor beállítása bit), jelezve, hogy a hálózat foglalt, és elküldi a tokent a következő állomás, majd rögtön utána továbbítja a adatcsomagot.
Amikor fogadócsomópont csomag küldés előtt, összehasonlítja a kapott adatokat azokkal, amelyek már át őket, hogy hibákat előfordult az átvitel során. Ha hibákat észlel, az állomás megismétli a csomag továbbítását. Ha nincs hiba, akkor az állomás eltávolítja a csomagot a hálózatról, és eldobja, majd módosítsa az értéket a bit képernyő beállításait, felszabadítva a marker, és újra elküldi azt a hálózatot. Minden rendszer egyenlő esélyekkel rendelkezik az adatátvitelre, és a leírt folyamat pontosan ugyanaz azok számára, amelyek a tokenet elfogták.
Annak a ténynek köszönhetően, hogy csak a rendszert viselő rendszer képes adatátvitelre, ütközések nem fordulhatnak elő ilyen hálózatokban, amíg komoly hibákat nem találnak.
Repeaterek, hidak, kapcsolók és útválasztók
Az egyes LAN-ok összekapcsolhatók egymással különböző típusú eszközök használatával, amelyek közül néhány egyszerűen kiterjeszti a LAN-ot, míg mások közvetlenül kapcsolódnak az intranet kialakításához. Az alábbiakban felsoroljuk az ilyen eszközök listáját.
Protokollok és szabványok
A számítógépek hálózaton belüli kölcsönhatását protokollok szabályozzák, azaz szabályos szabálykészletek és megállapodások, amelyek meghatározzák, hogy az eszközök hogyan cserélik fel a hálózaton lévő adatokat. Ezek a protokollok leírják az interakció bármely pillanatát # 151; a kábelek által továbbított jelek jellemzőitől a nyelvek lekérdezéséhez, amelyek lehetővé teszik az üzenetek különböző számítógépeken futó alkalmazások közötti cseréjét. Ezek a számítógépek használata különböző protokollok, amely az úgynevezett „stack”, és kiterjed a program felhasználói felület található, a „top”, hogy a fizikai hálózati interfész az „alulról”. Hagyományosan a verem oszlik hét szinten, a funkciók, amelyek által meghatározott referencia modell a nyílt rendszerek összekapcsolása (OSI , Nyílt rendszerösszekapcsolás) # 151; egy dokumentum, amely leírja mind az egyes szintek egyéni funkcióit, mind közös alkalmazását a hálózati számítógépek kölcsönhatásának biztosítására.
Jelenleg a széles körben elterjedt szabványos protokollokat speciális nemzetközi szervezetek vagy csoportok fejlesztik ki, amelyek közül néhányat az alábbiakban felsorolunk.