Для контроля сети одна из станций выполняет  роль так называемого активного  монитора. Если активный монитор выходит из строя, процедура инициализации кольца повторяется и выбирается новый активный монитор. Чтобы сеть могла обнаружить отказ активного монитора, последний в работоспособном состоянии каждые 3 секунды генерирует специальный сигнал своего присутствия. Если этот сигнал не появляется в сети более 7 секунд, то остальные станции сети начинают процедуру выборов нового активного монитора.

   В сетях Token Ring право на доступ к среде  передается циклически от станции к  станции по логическому кольцу. Кольцо образуется отрезками кабеля, соединяющими соседние станции. Таким образом, каждая станция связана со своей предшествующей и последующей станцией и может непосредственно обмениваться данными только с ними. Для обеспечения доступа станций к физической среде по кольцу циркулирует сигнал специального формата - маркер. Получив маркер, станция анализирует его и при отсутствии у нее данных для передачи обеспечивает его продвижение к следующей станции. Станция, которая имеет данные для передачи, при получении маркера изымает его из кольца, что дает ей право доступа к физической среде и передачи своих данных. Затем эта станция выдает в кольцо пакет данных установленного формата последовательно по битам. Переданные данные проходят по кольцу всегда в одном направлении от одной станции к другой. Пакет снабжен адресом назначения и адресом источника.

   Все станции кольца ретранслируют пакет  побитно, как повторители. Если пакет  проходит через станцию назначения, то, распознав свой адрес, эта станция  копирует пакет в свой внутренний буфер и вставляет в пакет признак подтверждения приема. Станция, выдавшая пакет данных в кольцо, при обратном его получении с подтверждением приема изымает этот пакет из кольца и передает в сеть новый маркер для обеспечения возможности другим станциям сети передавать данные. Такой алгоритм доступа применяется в сетях Token Ring со скоростью работы 4 Мбит/с, описанных в стандарте 802.5.

   В сетях Token Ring 16 Мбит/с используется несколько  другой алгоритм доступа к кольцу, называемый алгоритмом раннего освобождения маркера (Early Token Release). В соответствии с ним станция передает маркер доступа следующей станции сразу же после окончания передачи последнего бита пакета данных, не дожидаясь возвращения по кольцу этого пакета с битом подтверждения приема. В этом случае пропускная способность кольца используется более эффективно, так как по кольцу одновременно продвигаются пакеты нескольких станций. Тем не менее свои пакеты в каждый момент времени может генерировать только одна станция - та, которая в данный момент владеет маркером доступа. Остальные станции в это время только повторяют чужие кадры, так что принцип разделения кольца во времени сохраняется, ускоряется только процедура передачи владения кольцом.

   Для различных видов сообщений, передаваемым пакетам данных, могут назначаться различные приоритеты: от 0 (низший) до 7 (высший). Решение о приоритете конкретного пакета данных принимает передающая станция. Маркер также всегда имеет некоторый уровень текущего приоритета. Станция имеет право захватить переданный ей маркер только в том случае, если приоритет пакета данных, который она хочет передать, выше (или равен) приоритету маркера. В противном случае станция обязана передать маркер следующей по кольцу станции.

   За  наличие в сети маркера, причем единственной его копии, отвечает активный монитор. Если активный монитор не получает маркер в течение длительного времени (например, 2,6 с), то он порождает новый маркер.

   При использовании экранированной витой  пары 1 из номенклатуры кабельной системы IBM в кольцо допускается объединять до 260 станций при длине ответвительных кабелей до 100 метров, а при использовании неэкранированной витой пары максимальное количество станций сокращается до 72 при длине ответвительных кабелей до 45 метров. Максимальная длина кольца Token Ring составляет 4000 м. Ограничения на максимальную длину кольца и количество станций в кольце в технологии Token Ring не являются такими жесткими, как в технологии Ethernet. Здесь эти ограничения во многом связаны со временем оборота маркера по кольцу (но не только - есть и другие соображения, диктующие выбор ограничений). Так, если кольцо состоит из 260 станций, то при времени удержания маркера в 10 мс маркер вернется в активный монитор в худшем случае через 2,6 с, а это время как раз составляет тайм-аут контроля оборота маркера. В принципе, все значения тайм-аутов в сетевых адаптерах узлов сети Token Ring можно настраивать, поэтому можно построить сеть Token Ring с большим количеством станций и с большей длиной кольца.

   Недавно компания IBM предложила новый вариант технологии Token Ring, названный High-Speed Token Ring, HSTR. Эта технология поддерживает битовые скорости в 100 и 155 Мбит/с, сохраняя основные особенности технологии Token Ring 16 Мбит/с.

   В сети будет использоваться архитектура  Ethernet 100Base-T, так как это современная архитектура, обеспечивающая наилучшую скорость передачи данных в данном варианте.

1.3. Модели ЛВС

   Существует  две модели локальных вычислительных сетей:

• одноранговая сеть;
• сеть типа клиент-сервер.

   В одноранговой сети все компьютеры равноправны между собой. При этом вся информация в системе распределена между отдельными компьютерами. Любой пользователь может разрешить или запретить доступ к своим данным. В таких сетях на всех компьютерах устанавливаются однотипные операционные системы (ОС), которые предоставляют всем компьютерам в сети потенциально равные возможности.

   Достоинства данной модели:

1. Простота реализации. Для реализации данной сети достаточно наличия в компьютерах сетевых адаптеров и кабеля, который их соединит.
2. Низкая стоимость создания сети, так как отсутствуют затраты, связанные с покупкой дорогостоящего  сервера, дорогой сетевой операционной системы и т.д.

   Недостатки  модели:

1. Низкое быстродействие при сетевых запросах. Рабочая станция всегда обрабатывает сетевые запросы медленнее, чем специализированный компьютер сервер. Помимо этого на рабочей станции всегда выполняются различные задачи (набор текста, создание рисунков, математические расчеты и др.), которые замедляют ответы на сетевые запросы.
2. Отсутствие единой информационной базы, так как вся информация распределена по отдельным компьютерам. При этом приходится обращаться к нескольким компьютерам для получения необходимой информации.
3. Отсутствие единой системы безопасности информации. Каждый персональный компьютер защищает свою информацию посредством операционной системы. однако операционные системы персональных компьютеров, как правило, обладают меньшей защищенностью, чем сетевые операционные системы для серверов. Поэтому <<Взломать» такую сеть значительно проще.
4. Зависимость наличия в системе информации от состояния компьютера. Если какой-то компьютер будет выключен, то информация, хранимая на нем, будет недоступна другим пользователям.

   В сети типа клиент-сервер имеется один или несколько главных компьютеров-серверов. В таких системах всей основной информацией управляют серверы.

   Сеть  типа клиент-сервер является функционально  не симметричной: в ней используются два типа компьютеров – одни ориентированны на выполнение серверных функций и работают под управлением специализированных серверных ОС, другие - выполняют клиентские функции и работаю под управлением обычных ОС. Функциональная несимметричность вызывает и несимметричность аппаратуры - для выделенных серверов используются более мощные компьютеры с большими объемами оперативной и внешней памяти.

   Достоинствами данной модели являются:

1. Высокое быстродействие сети, так как сервер быстро, обрабатывает сетевые запросы и не загружен другими задачами.
2. Наличие единой информационной базы и системы безопасности. Взломать сервер можно, но это значительно сложнее, чем рабочую станцию.
3. Простота управления всей сетью, так как управление ею заключается в основном в управлении только сервером.

   Недостатки  модели:

1. Высокая стоимость реализации, так как требуется покупать дорогостоящий сервер и сетевую операционную систему для сервера.
2. Зависимость быстродействия сети от сервера. Если  сервер будет не достаточно мощным, то работав сети может сильно замедляться.
3. Для правильной работы сети требуется наличие дополнительного обслуживающего персонала, Т.е. в организации должна быть введена должность администратора сети.

Модель  сети будет реализована по модели: сеть типа клиент-сервер.

1.4. Основные виды  кабелей

Коаксиальный  кабель

   Коаксиальный  кабель представляет собой провод, состоящий из медной жилы и металлической оплетки. Между жилой и оплеткой имеется слой изоляции, защищающий от короткого замыкания жилы и оплетки. Жила служит для передачи данных, оплетка же обеспечивает защиту передаваемых данных от внешних электромагнитных помех. Снаружи кабель покрыт непроводящим слоем из резины. Примером коаксиального кабеля может служить кабель, который используется для подключения внешней антенны к телевизору.

   Существует  два типа коаксиальных кабелей:

• тонкий коаксиальный;
• толстый коаксиальный.

   Тонкий  коаксиальный кабель имеет диаметр около 0,5 см и подключается непосредственно к сетевым адаптерам компьютера. Тонкий коаксиальный кабель из-за затухания сигнала обеспечивает передачу данных только до 200 м.

   Для подключения тонкого кабеля используются следующие разъемы:

   1) BNC-коннектор;

   2) Т-коннектор;

   3) ВNС-терминатор.

   Из  рисунка видно, что к разъему  на плате сетевого адаптера подключается Т-коннектор. К Т-коннектору с обеих сторон подключаются ВNС-коннекторы, которые связаны с коаксиальным кабелем. При применении коаксиального кабеля электрические сигналы распространяются от одного конца кабеля к другому. Достигая конца кабеля, сигнал отражается, что мешает другим компьютерам осуществлять передачу. Поэтому, после того как данные достигнут адресата, электрические сигналы необходимо погасить. Для этого на концах кабеля устанавливают специальные ВNС-терминаторы.

   Если  необходимо увеличить размер сети, то для соединения отрезков кабеля можно использовать баррел-конвектор (barrel connector) или репитер. Репитер в отличие от коннектора усиливает передаваемый сигнал.

      Толстый коаксиальный кабель имеет диаметр около 1 см. Обладает той особенностью, что благодаря, использованию более толстой жилы, обеспечивает передачу данных на расстояние до 500 м. Для подключения к толстому коаксиальному кабелю применяется специальное устройство - трансивер.

   Трансивер для подключения к толстому кабелю снабжен специальным разъемом, называемым «зуб вампира»(vampire tap). Этот зуб проникает сквозь изоляцию провода и соприкасается с жилой.

Витая пара

   Неэкранированная  витая пара состоит из двух изолированных перевитых вокруг друг друга медных проводов. Завивка проводов позволяет избавиться от электрических помех. Максимальная длина неэкранированной витой пары составляет 100 м.

   Неэкранированная  витая пара разделена на следующие  категории:

1. категория l-традиционный телефонный кабель, по которому передается только голос, но не данные;
2. категория 2 - кабель, способный передавать данные со скоростью до 4 Мбит/сек и состоящий из 4-х витых пар;
3. категория 3 - кабель, способный передавать данные со скоростью до 10 Мбит/сек и состоящий из 4-х витых пар с девятью витками на метр;
4. категория 4 - кабель, способный передавать данные со скоростью до 16 Мбит/сек и состоящий из 4-хвитых пар;
5. категория 5 - кабель, способный передавать данные со скоростью до 100 Мбит/сек, и состоящий из 4-х витых пар медного провода. Кабель данной категории используется в современных вычислительных сетях.

   Кабель  экранированной витой пары имеет медную оплетку, которая обеспечивает дополнительную защиту от помех. Следовательно, экранированная витая пара обеспечивает передачу данных на большее расстояние и с большей скоростью.

   Для подключения экранированной и неэкранированной витой пары к компьютеру используются коннекторы RJ-45, которые похожи на телефонные RJ-11, но отличаются по размерам и числу контактов. Коннектор RJ-45 чуть больше по размеру и имеет восемь контактов, а RJ-l1 - только четыре.

   Отличительная особенность использования витой  пары состоит в том, что каждый компьютер к вычислительной сети должен подключаться с помощью отдельного кабеля. Общая схема Подключения представлена в Приложении 7