Середовище передачi в локальних мережах,протоколи i стандарти,базовi мережевi топологiї,логiчна органiзацiя мережi,технологiя клiєнт-сервер, Детальна інформація

СЕРЕДОВИЩЕ ПЕРЕДАЧI В ЛОКАЛЬНИХ МЕРЕЖАХ

В якостi середовища передачi iнформацiї в локальних мережах найчастiше використовуються: коаксiальний кабель, витi пари провiдникiв i оптоволоконнi середовища. В деяких випадках для зв’язку комп’ютерiв можуть використовуватися радiоканали або iнфрачервонi пристрої передачi сигналiв. Як правило, цей вид зв’язку найбiльш дорогий i його доцiльно використовувати в тих випадках, коли фiзичне з’єднання важко або неможливо органiзувати.

Коаксіальний кабель.

Фiзично коаксiальний кабель являє собою двохпровiдну лiнiю зв’язку, в якiй один провiдник (центральний) знаходиться всерединi iншого. В якостi центрального провiдника може використовуватися як одножильний, так i багатожильний мiдний провiд. Кабель з багатожильним провiдником бiльш гнучкий та надiйний, однак вартiсть його дещо бiльша. Зовнiшнiй провiдник виконано у виглядi цилiндра, що сплетений з мiдного провода. Центральний i зовнiшнiй провiдники роздiленi мiж собою iзоляцiєю. Зовнiшня оболонка робиться з полiвiнiлхлориду або флуорополiмеру.

Для отримання максимального рiвня сигналу довжина сегмента коаксiального кабеля повинна бути кратною довжинi хвилi сигналу, який передається. Для можливостi визначення мiсць пiдключення робочих станцiй коаксiальний кабель маркується по всiй довжинi через певнi промiжки. Вiдсутнiсть таких помiток є першою ознакою невiдповiдностi кабеля мережевим стандартам. Крiм цього на кожному кабелi повинне бути чiтке маркування, що вказує на його тип.

Коаксiальний кабель є широкополосним засобом зв’язку, що дозволяє передавати iнформацiю в досить великому частотному дiапазонi. Вiн може використовуватися як для одноканальної, так i для багатоканальної передачi. У випадку багатоканальної роботи в рамках одного фiзичного середовища передачi створюється кiлька каналiв передачi даних, наприклад, за рахунок розподiлу частотного дiапазону на окремi пiддiапазони. Такий спосiб широко використовується, наприклад, в телебаченнi для передачi кiлькох програм по коаксiальному кабелю. В наш час в локальних мережах використовується переважно одноканальна передача iнформацiї.

В локальних мережах найчастiше використовується два види кабелiв з хвильовим опором 50 Ом : RG-11 – так званий “товстий” або “жовтий” кабель i RG-58 – “тонкий” кабель.

Кабель RG-11 характеризується бiльшою надiйнiстю i стiйкiстю до перешкод, однак його вартiсть значно бiльша, нiж у кабеля RG58. Кабель RG-11 дозволяє створювати довшi мережевi сегменти в порiвняннi з кабелем RG-58.

Вита пара провідників.

В даний час в локальних мережах на змiну коаксiальному кабелю приходить кабель на основi витих пар провiдникiв. Вита пара являє собою два скручених провiдники. В якостi провiдникiв використовується мiдний одножильний або багатожильний скручений провiдник. Вартiсть кабеля першого типу менша, однак кабель другого типу є бiльш надiйним та зручним при монтажi кабельних з’єднань. Вцiлому вартiсть кабеля на витiй парi провiдникiв є меншою нiж вартiсть коаксiального кабеля. За зовнiшнiм виглядом кабель на базi витої пари подiбний до телефонного кабеля, але вiдрiзняється вiд нього наявнiстю певного числа скруток на один погонний метр.

За рiвнем екранування витi пари дiляться на неекранованi та екранованi, останнi характеризуються бiльш високими електричними параметрами. Екранованi витi пари включають виконану з фольги екрануючу iзоляцiю для недопущення електромагнiтних перешкод.

Неекранованi проводи, як правило, мають хвильовий опiр 100 Ом, а екранованi – 150 Ом. Враховуючи широке застосування в комп’ютерних мережах кабелiв на основi витих пар провiдникiв, розроблено ряд стандартiв, що визначають електричнi та монтажнi параметри кабеля.

В рамках кожного типу кабеля розрiзняють кiлька його категорiй. Наприклад, для неекранованого кабеля з 4 витих пар, який досить широко застосовується в локальних мережах, визначенi категорiї з номерами 3, 4, 5. Основнi вiдмiнностi мiж категорiями – в частотних характеристиках. Так, неекранований кабель категорiї 3 являє собою стандартний телефонний кабель з дiапазоном частот в 15 МГц. Кабель четвертої категорiї забезпечує смугу пропускання в 20 МГц, а кабель п’ятої категорiї – 100 МГц. В залежностi вiд категорiї кабеля визначається максимально допустима довжина сегмента кабеля мiж двома активними пристроями, наприклад, мiж робочою станцiєю i концентратором. Для кабеля категорiї 3 довжина сегмента не повинна перевищувати 100м. Кабелi бiльш високих категорiй можуть забезпечувати зв’язок на бiльш далекi вiдстанi: наприклад, кабель категорiї 5 забезпечує зв’язок на вiдстанi до 150м. В свою чергу, екранованi кабелi мають бiльш високi параметри передачi сигналiв.

Пiдключення робочих станцiй до середовища передачi на базi витих пар провiдникiв здiйснюється при допомозi розйому RJ-45. Зовнi такi розйоми подiбнi до телефонних розйомiв RJ-11, але вiдрiзняються вiд них бiльшим числом контактiв (вiсiм замiсть чотирьох).

Оптоволоконний кабель.

Найбiльш перспективним середовищем передачi, що забезпечує високу швидкiсть передачi iнформацiї на значнi вiдстанi, є оптоволоконний кабель. На показано два види оптоволоконного кабелю, перший з них – полегшений, другий – посилений.

В якостi середовища передачi в оптоволоконному кабелi використовується оптичне волокно (свiтловод), який являє собою тонку скляну або пластмасову нитку товщиною 8,3-100мк. Свiтловод вкритий скляною оболонкою, яка має iнший коефiцiєнт вiддзеркалення, нiж у свiтловода. Скляна оболонка вiдображає свiтло, направляючи його вздовж свiтловода. Мiж оболонкою свiтловода та зовнiшньою пластиковою оболонкою може помiщатися рiдкий гель (полегшений кабель) або посилюючi жили (посилений кабель). Внутрiшня скляна оболонка забезпечує необхiдну жорсткiсть та стiйкiсть до розриву, перегрiвання або переохолодження. Гель та посилюючi жили забезпечують додатковий захист вiд механiчного впливу та впливу оточуючого середовища. Кабель може мiстити одне волокно, яке проводить свiтло, але переважно їх є кiлька.

Сигнал по оптичному волокну може розповсюджуватися по одниму шляху у виглядi достатньо тонкого пучка свiтла, або у виглядi кiлькох пучкiв свiтла . В першому випадку говорять про одномодовий, в другому випадку – про багатомодовий кабель. Свiтловод одномодового кабеля значно тонший нiж у багатомодового. Сигнал у одномодовому кабелi генерується з допомогою лазерного джерела свiтла. При виборi в якостi джерела свiтла лазерного дiода, який може переключатися з частотою в кiлька тисяч МГц, забезпечується досить висока швидкiсть передачi цифрових сигналiв.

Оптичне волокно досить гнучке, що дозволяє прокладати оптоволоконнi кабелi практично по тих же каналах, що й коаксiальнi кабелi. При вiдповiднiй технологiї виготовлення оптоволоконного кабеля можна досягти того, що свiтло буде розповсюджуватися вздовж свiтловода i не випромiнюватися назовнi, навiть при скручуваннi кабеля. Поряд з високою швидкiстю передачi, оптоволоконний кабель є значно тоншим i легшим вiд звичайного. До переваг даного кабеля слiд вiднести також стiйкiсть до електронних перешкод, що дозволяє використовувати його поряд з джерелами сильних електромагнiтних полiв, наприклад, електрозварювальних апаратiв.

Вартiсть оптоволоконного обладнання та його установка значно вища вартостi iнших видiв мережевого обладнання. В зв’язку з цим в даний час оптоволоконний кабель використовується в основному в мережах значної довжини, при наявностi великої кiлькостi електромагнiтних перешкод, а також при необхiдностi захисту вiд несанкцiонованого зчитування iнформацiї з середовища передачi.

Пряме кабельне з’єднання.

Якщо передбачається з’єднати мiж собою тiльки два комп’ютери, то це можна зробити вiдносно просто за допомогою так званого прямого кабельного з’єднання. Цей спосiб передбачає з’єднання двох комп’ютерiв за допомогою послiдовних (паралельних) портiв вводу-виводу та засобiв управлiння обмiном iнформацiєю мiж комп’ютерами. Як правило, в основi цих засобiв лежать стандартнi мережевi протоколи, що дозволяє уникнути розробки вiдповiдного програмного забезпечення, а використати для цiєї мети стандартнi мережевi протоколи.

При подiбному з’єднаннi iснує ряд обмежень на органiзацiю мiжкомп’ютерного зв’язку. По-перше, обидвi машини повиннi використовувати одну i ту ж операцiйну систему, яка пiдтримує пряме з’єднання комп’ютерiв (наприклад, Windows 98). Хоча пряме з’єднання не є мережею в звичному розумiннi, операцiйна система використовує мережевий протокол, щоб управляти потоком даних мiж комп’ютерами. По-друге, в рамках одного сеансу обмiну кожний з комп’ютерiв може бути або сервером, або клiєнтом, а не одночасно тим i другим. В комп’ютерних мережах пiд сервером розумiють комп’ютер, який надає свої ресурси другим комп’ютерам, якi називаються клiєнтами. При прямому з’єднаннi клiєнт отримує можливiсть доступу до ресурсiв сервера, в якостi яких найчастiше виступають масиви даних (файли). В свою чергу, сервер визначає, якi з ресурсiв можуть бути доступнi клiєнтам, тобто вiн нiби вiддає їх в загальне користування. При цьому сервер визначає умови використання спiльних ресурсiв – наприклад, тiльки їх перегляд, читання чи можливiсть змiни. Сам сервер не може використовувати ресурси клiєнта для виконання якихось своїх функцiй. По-третє, використання низькошвидкiсних портiв вводу-виводу дозволяє передавати данi з вiдносно низькою швидкiстю. Тому пряме кабельне з’єднання найчастiше використовується для створення тимчасових з’єднань, наприклад, мiж портативним комп’ютером та мережевим комп’ютером. Подiбне з’єднання може використовуватись при пiдключеннi вiддаленого комп’ютера за допомогою телефонних каналiв зв’язку.

При об’єднаннi в локальну мережу бiльше двох комп’ютерiв повинен виконуватись ряд спецiальних (мережевих) функцiй. Виконання таких функцiй покладається на спецiалiзованi пристрої – мережевi адаптери (мережевi карти). У зв’язку з цим кожний комп’ютер, що пiдключається до локальної мережi, повинен обладнуватись мережевим адаптером. Iснують рiзнi типи мережевих адаптерiв, що виробляються рiзними фiрмами, але всi вони виконують одну i ту ж основну функцiю: управляють потоком iнформацiї мiж локальною мережею та комп’ютером. Для рiзних типiв мереж можуть бути потрiбнi рiзнi адаптери, хоча це не завжди є обов’язковим. Мережевi адаптери можуть також вiдрiзнятись швидкодiєю та ефективнiстю, з якою вони управляють iнформацiйним потоком.

Комп’ютер, що забезпечує можливiсть доступу користувачiв до ресурсiв локальної мережi, називається робочою станцiєю. З функцiональної точки зору робочi станцiї є клiєнтами локальної мережi. Крiм робочих станцiй до складу локальної мережi можуть входити комп’ютери, що виконують функцiї серверiв, а також мережевi принтери, модеми i т.п. Кожний з пристроїв, що входить до складу локальної мережi, називається вузлом.

ПРОТОКОЛИ I СТАНДАРТИ

Еталонна модель взаємодiї вiдкритих систем.

В даний час використовується достатньо велика кiлькiсть мережевих протоколiв, при чому в однiй i тiй же мережi визначається зразу декiлька з них. Прагнення до максимального впорядкування та спрощення процесiв розробки, модернiзацiї та розширення мереж визначило необхiднiсть введення стандартiв, що регламентують принципи i процедури органiзацiї взаємодiї абонентiв комп’ютерних мереж. З цiєю метою була розроблена так звана Еталонна модель взаємодiї вiдкритих систем (рис.2), яка складається з семи рiвнiв. Кожний рiвень представляє певну групу функцiй, необхiдних для роботи комп’ютерної мережi.

Робоча станцiя 1

Робоча станцiя 2