Компьютерные сети

       В 1995 году  был принят стандарт Fast Ethernet, который  во многом  не является самостоятельным  стандартом, о чем  говорит  и  тот  факт,  что  его описание  просто  является  дополнительным  разделом  к  основному  стандарту 802.3 — разделом 802.3и. Аналогично, принятый  в 1998 году  стандарт  Gigabit Ethernet описан  в разделе 802.3z основного документа.

       Для  передачи  двоичной  информации  по  кабелю  для  всех  вариантов  физического   уровня   технологии   Ethernet,   обеспечивающих    пропускную способность 10 Мбит/с, используется манчестерский код.  В  более  скоростных версиях  Ethernet  применяются  более   эффективные   в   отношении   полосы пропускания избыточные логические коды.

       Все  виды стандартов Ethernet (в том числе Fast  Ethernet  и  Gigabit Ethernet) используют  один и тот же метод разделения  среды передачи данных  — метод CSMA/CD.

       Рассмотрим, каким образом описанные выше  общие  подходы  к  решению наиболее  важных проблем построения сетей  воплощены  в  наиболее  популярной  сетевой технологии — Ethernet.

       Сетевая  технология — это согласованный  набор стандартных  протоколов и  реализующих   их   программно-аппаратных   средств   (например,   сетевых адаптеров,  драйверов,  кабелей  и  разъемов),  достаточный  для  построения вычислительной сети. Эпитет «достаточный»  подчеркивает  то  обстоятельство, что этот набор представляет  собой  минимальный  набор  средств,  с  помощью которых можно построить  работоспособную  сеть.  Возможно,  эту  сеть  можно улучшить, например, за счет выделения в ней подсетей,  что  сразу  потребует кроме  протоколов  стандарта  Ethernet  применения  протокола  IP,  а  также специальных коммуникационных устройств —  маршрутизаторов.  Улучшенная  сеть будет,  скорее  всего,  более  надежной  и  быстродействующей,  но  за  счет надстроек над  средствами  технологии  Ethernet,  которая  составляет  базис сети.

       Термин  «сетевая технология» чаще всего  используется в описанном выше  узком смысле, но иногда применяется  и его расширенное толкование  как  любого набора средств  и правил для построения сети, например  «технология  сквозной  маршрутизации», «технология создания  защищенного  канала»,  «технология  IP- сетей».

       Протоколы, на основе которых строится  сеть  определенной  технологии

(в узком смысле), специально  разрабатывались для совместной  работы,  поэтому от разработчика  сети не требуется дополнительных  усилий  по  организации  их  взаимодействия. Иногда сетевые  технологии  называют  базовыми  технологиями, имея в виду то, что на  их  основе  строится  базис  любой  сети.  Примерами  базовых сетевых технологий могут  служить наряду с Ethernet  такие  известные технологии локальных  сетей,  как  Token  Ring  и  FDDI,  или  же  технологии территориальных  сетей Х.25 и  frame  relay.  Для  получения  работоспособной сети  в этом случае достаточно приобрести  программные и аппаратные  средства, относящиеся к одной базовой  технологии  —  сетевые  адаптеры  с  драйверами, концентраторы, коммутаторы, кабельную систему и т. п., —  и  соединить  их  в соответствии  с требованиями стандарта на  данную технологию.

       Основной  принцип, положенный в основу Ethernet,  —  случайный  метод

доступа к разделяемой среде передачи данных. В качестве  такой  среды  может использоваться  толстый  или  тонкий  коаксиальный   кабель,   витая   пара, оптоволокно или радиоволны (кстати, первой сетью,  построенной  на  принципе случайного доступа к разделяемой  среде,  была  радиосеть  Aloha  Гавайского университета).

       В стандарте Ethernet строго  зафиксирована  топология  электрических связей.  Компьютеры  подключаются  к  разделяемой  среде  в  соответствии  с типовой  структурой «общая шина».  С  помощью,  разделяемой  во  времени  шины, любые два компьютера  могут  обмениваться  данными.  Управление  доступом  к линии  связи   осуществляется   специальными   контроллерами  - сетевыми адаптерами  Ethernet.  Каждый  компьютер,  а  более  точно,  каждый  сетевой адаптер, имеет уникальный адрес. Передача данных происходит со скоростью  10 Мбит/с. Эта величина является пропускной способностью сети Ethernet.                           

     Суть случайного метода доступа состоит в следующем. Компьютер в сети Ethernet может передавать данные по сети,  только  если  сеть  свободна,  то есть если никакой другой компьютер в данный момент  не  занимается  обменом.

Поэтому важной частью технологии  Ethernet  является  процедура  определения доступности среды.   После того как компьютер убеждается, что сеть свободна, он  начинает передачу, при этом «захватывает»  среду.  Время  монопольного  использования разделяемой  среды  одним  узлом  ограничивается  временем  передачи  одного кадра. Кадр — это единица данных, которыми обмениваются  компьютеры  в  сети Ethernet. Кадр имеет фиксированный формат и наряду с полем  данных  содержит различную  служебную  информацию,  например   адрес   получателя   и   адрес отправителя.

       Сеть Ethernet устроена так, что при попадании  кадра  в  разделяемую среду  передачи данных все сетевые  адаптеры одновременно  начинают  принимать этот кадр. Все они  анализируют адрес назначения, располагающийся  в одном  из начальных полей  кадра,  и,  если  этот  адрес  совпадает  с  их  собственным  адресом, кадр  помещается  во  внутренний  буфер  сетевого  адаптера.  Таким образом компьютер-адресат  получает предназначенные ему  данные.

       Иногда  может возникать ситуация, когда  одновременно  два  или  более  компьютера решают, что сеть  свободна,  и  начинают  передавать  информацию. Такая  ситуация,  называемая  коллизией,  препятствует  правильной  передаче данных по сети. В  стандарте Ethernet  предусмотрен  алгоритм  обнаружения  и корректной обработки  коллизий. Вероятность  возникновения  коллизии  зависит от интенсивности  сетевого трафика.

       После  обнаружения  коллизии  сетевые  адаптеры,  которые   пытались  передать  свои  кадры,  прекращают  передачу   и   после   паузы   случайной длительности пытаются  снова получить доступ к среде  и  передать  тот  кадр, который вызвал коллизию.

       Главным  достоинством сетей Ethernet, благодаря  которому  они  стали такими  популярными,  является  их  экономичность.   Для   построения   сети достаточно  иметь по одному сетевому адаптеру  для  каждого  компьютера  плюс  один физический сегмент коаксиального  кабеля нужной  длины.  Другие  базовые технологии, например Token Ring, для создания даже  небольшой  сети  требуют наличия дополнительного  устройства — концентратора.

       Кроме  того,  в  сетях  Ethernet  реализованы   достаточно   простые алгоритмы  доступа к среде,  адресации  и  передачи  данных.  Простая  логика работы  сети  ведет  к  упрощению  и,  соответственно,  удешевлению  сетевых адаптеров  и их драйверов. По той же  причине адаптеры сети Ethernet  обладают  высокой надежностью.

       И,  наконец,  еще  одним  замечательным  свойством  сетей   Ethernet является их  хорошая  расширяемость,  то  есть  легкость  подключения  новых узлов.

       Другие  базовые сетевые технологии -  Token  Ring,  FDDI,  —  хотя  и  обладают многими индивидуальными  чертами, в то же время  имеют  много  общих свойств  с  Ethernet.  В  первую  очередь  —   это   применение   регулярных фиксированных  топологий  (иерархическая   звезда   и   кольцо),   а   также  разделяемых сред передачи данных. Существенные отличия одной  технологии  от другой связаны с особенностями  используемого метода  доступа  к  разделяемой среде. Так, отличия  технологии Ethernet от технологии Token Ring  во  многом определяются  спецификой  заложенных  в  них  методов  разделения  среды   - случайного  алгоритма доступа в Ethernet  и  метода  доступа  путем  передачи  маркера в Token Ring.

 

                 

 

 

 

                                 Заключение

      На сегодняшний  день в мире существует более 130 миллионов  компьютеров и более 80 % из  них  объединены  в  различные  информационно-вычислительные сети  от малых локальных сетей в  офисах до глобальных  сетей  типа  Internet.

Всемирная тенденция к  объединению  компьютеров  в  сети  обусловлена  рядом важных  причин,  таких  как  ускорение  передачи  информационных  сообщений, возможность быстрого обмена информацией между  пользователями,  получение  и передача сообщений ( факсов, E -  Mail  писем  и  прочего  )  не  отходя  от рабочего места, возможность мгновенного получения любой информации из  любой точки земного шара, а так же обмен  информацией  между  компьютерами  разных фирм производителей работающих под разным программным обеспечением.

      Такие  огромные  потенциальные  возможности  которые  несет   в   себе вычислительная  сеть и  тот  новый  потенциальный  подъем  который  при  этом испытывает  информационный  комплекс,  а  так  же   значительное   ускорение  производственного процесса  не  дают нам право не принимать  это к  разработке и не применять  их на практике.

      Поэтому  необходимо  разработать  принципиальное  решение  вопроса  по организации  информационно-вычислительной  сети     на   базе   уже существующего  компьютерного  парка  и  программного  комплекса  отвечающего современным   научно-техническим   требованиям   с    учетом    возрастающих  потребностей и возможностью  дальнейшего постепенного развития  сети  в  связи с появлением  новых технических и программных  решений.

 

 

 

 

 

 

                  Список использованных источников

 

1. Информатика . Курносов А.П., Кулев С.А., Улезько А.В. и др. – М.: КолосС, 2006. – 272 с.

2. Макарова Н.В. «Информатика», Москва «Финансы и статистика»,2001.- 318с.

3. Олифер В.Г., Олифер Н.А. «Компьютерные сети», - СПб.: Питер,2003.- 168с.
4. Козырев А.А. Информатика–СПб.: Михайлов В.А., 2002. –511с.