1.2 Загальна характеристика мережі та обладнання.
Комп'ютерна мережа — це система розподіленого опрацювання інформації, що складається як мінімум із двох комп'ютерів, які взаємодіють між собою за допомогою засобів зв'язку. Перше призначення мереж - сумісне використання інформації. При цьому слід звернути увагу на те, яка інформація має життєво важливе значення для вашої організації? Які дані вимагають обмеження доступу або постійного доступу для всіх співробітників?
Засоби зв'язку мають забезпечувати надійну передачу інформації між комп'ютерами мережі. Комп'ютери, що входять до складу мережі, виконують досить широке коло функцій, основними з яких є:
• організація доступу до мережі;
• керування передачею інформації;
• надання обчислювальних ресурсів і послуг абонентам мережі.
Шинна топологія
Мережі з шинною топологією використовують лінійний моно канал (коаксіальний кабель) передачі даних, на кінцях якого встановлюються кінцеві опору (термінатори). Кожен комп'ютер підключається до коаксіального кабелю за допомогою Т-роз'єму (Т - конектор). Дані від передавального вузла мережі передаються по шині в обидві сторони, відбиваючись від кінцевих термінаторів. Термінатори запобігають відображення сигналів, тобто використовуються для гасіння сигналів, які досягають кінців каналу передачі даних. Таким чином, інформація надходить на всі вузли, але приймається тільки тим вузлом, якому вона призначається. У топології логічна шина серед передачі даних використовуються спільно і одночасно всіма ПК мережі, а сигнали від ПК поширюються одночасно у всі напрямки по середовищу передачі. Так як передача сигналів в топології фізична шина є широкомовній, тобто сигнали поширюються одночасно у всі напрямки, то логічна топологія даної локальної мережі є логічною шиною.
Рисунок 3-Топологія шини
Дана топологія застосовується в локальних мережах з архітектурою Ethernet (класи 10Base-5 і 10Base-2 для товстого і тонкого коаксіального кабелю відповідно).
Переваги мереж шинної топології:
• відмова одного з вузлів не впливає на роботу мережі в цілому;
• мережа легко налаштовувати і конфігурувати;
• мережа стійка до несправностей окремих вузлів.
Недоліки мереж шинної топології:
• розрив кабелю може вплинути на роботу всієї мережі;
• обмежена довжина кабелю і кількість робочих станцій;
На підприємстві в 1998р для побудови мережі використовували шинну топологію, тобто всі комп'ютери з'єднувалися послідовно один за одним, за допомогою кабельної системи. У цьому випадку використовували технологію стандарту «Ethernet».
Ethernet – найпоширеніший стандарт локальних обчислювальних мереж. Під Ethernet звичайно розуміють будь-який з варіантів цієї технології: Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet. Всі види стандартів Ethernet використовують один і той же метод поділу середовища передачі даних - метод CSMA / CD - метод колективного доступу з пізнанням несучої і виявленням колізій.
У більш вузькому сенсі Ethernet - це мережевий стандарт, зі швидкістю передачі даних 10 Мбіт / с. Історичні перші мережі технології Ethernet були створені на коаксіальному кабелі. Надалі були визначені й інші специфікації фізичного рівня для цього стандарту. Фізичні специфікації технології Ethernet на сьогоднішній день включають середовища передачі даних:
- 10 Base-5 - коаксіальний кабель діаметром 0,5 дюйма, званий "товстим" коаксиалом. Має хвильовий опір 50 Ом. Максимальна довжина сегмента 500 метрів без повторювачів;
- 10 Base-2 - коаксіальний кабель діаметром 0,25 дюйма, званий "тонким" коаксиалом. Має хвильовий опір 50 Ом. Максимальна довжина сегмента - 185 метрів без повторювачів;
- 10 Base-Т - кабель на основі неекранованої кручений пари (UTP) категорії 3. Утворює зіркоподібну топологію на основі концентратора. Відстань між концентратором і кінцевим вузлом не більше 100 метрів;
- 10 Base-F - волоконно-оптичний кабель. Топологія аналогічна топології стандарту 10 Base-Т. Є декілька варіантів цієї специфікації - FOIRL (відстань до 1000 метрів), 10 Base-FL (до 2000 метрів), 10 Base-FB (до 2000 метрів).
Число 10 у зазначених назвах позначає бітову швидкість передачі даних цих стандартів - 10 Мбіт / с.
Важливим явищем у мережах Ethernet є колізія - ситуація, коли дві станції одночасно намагаються передати кадр даних по загальному середовищу. Це є - наслідок прийнятого випадкового методу доступу.
Але з часом кількість комп'ютерів збільшилася, і передача даних по шині стала неможлива через втрати швидкості. У цьому випадку на підприємстві вирішили використовувати топологію побудови мережі ЗІРКА. У даному ж випадку мається сервер, до якого безпосередньо підключаються всі комп'ютери, що залучені до локальної обчислювальної мережі. Для побудови мережі була обрана й застосована технологія «Fast Ethernet» і в даний час вже використовується «Gigabit Ethernet».
Fast Ethernet: у 1995 р. комітет IEEE 802.3 прийняв специфікацію Fast Ethernet як стандарт 802.3u, який не є самостійним стандартом, а являє собою доповнення до існуючого стандарту 802.3. Рівні MAC і LLC у Fast Ethernet залишилися абсолютно тими ж, що і в Ethernet. Метод доступу також залишився старим - CSMA / CD. Це забезпечувало наступність і узгодженість мереж 10 Мбіт / с і 100 Мбіт / с. Всі відмінності технології Fast Ethernet і Ethernet зосереджені на фізичному рівні. Більш складна структура фізичного рівня технології викликана тим, що в ній використовується три варіанти кабельних систем:
волоконно-оптичний багатомодовий кабель, використовується два волокна;
кручена пара категорії 5, використовується 2 пари;
кручена пара категорії 3, використовується 4 пари.
Коаксіальний кабель до числа дозволених середовищ передачі даних технології Fast Ethernet не входить. Мережі на цій технології завжди мають ієрархічну деревоподібну структуру, побудовану на концентраторах. Діаметр мережі скорочений до 200 м (для мережі на основі концентратора). Швидкість, порівняно з Ethernet, збільшена в 10 разів за рахунок зменшення міжкадровій затримки. Технологія працює в повнодуплексному режимі. Стандарт 802.3u встановив 3 різних специфікації для фізичного рівня Fast Ethernet, дав їм наступні назви:
100Base-TX для двохпарного кабелю на неекранованої кручений парі UTP категорії 5 або екранованої кручений парі STP type 1. Максимальна довжина сегмента-100 м;
100Base-T4 для кабелю з чотирьох пар на неекранованої кручений парі UTP категорії 3,4 або 5. Максимальна довжина сегмента - 100 м;
100Base-FX для багатомодового оптоволоконного кабелю, використовується два волокна. Максимальна довжина сегмента - 412 м (напівдуплекс), 2 км (повний дуплекс).
Gigabit Ethernet: досить швидко після появи на ринку продуктів Fast Ethernet мережеві інтегратори і адміністратори відчули певні обмеження при побудові корпоративних мереж. У багатьох випадках сервери, підключені по 100-мегабитному каналу, перевантажували магістралі мереж. Відчувалася потреба в наступному рівні ієрархії швидкостей. У зв'язку з цим у червні 1995 року дослідницькій групі з вивчення високошвидкісних технологій IEEE було наказано зайнятися розглядом можливості вироблення стандарту Ethernet з ще більшою бітової швидкістю. Остаточно стандарту на кручений парі категорії 5 був прийнятий в 1999 році. Швидкість передачі в Gigabit Ethernet становить 1000 Мбіт / с. Розробники зберегли велику ступінь наступності з технологіями Ethernet і Fast Ethernet: ті ж формати кадрів, працюють в напівдуплексному і повнодуплексному режимах, підтримуючи на поділюваного середовища той же метод доступу CSMA / CD з мінімальними змінами. Влітку 1998 року був прийнятий стандарт 802.3z, який визначає використання в якості фізичного середовища трьох типів кабелю: многомодового оптоволоконного (відстань до 500м), одномодового оптоволоконного (відстань до 5000 м) і подвійного коаксіального (twin ax), за яким дані передаються по двох мідним екранованих провідниках на відстань до 25 метрів.
Спеціальна робоча група 802.3ab розробила варіант Gigabit Ethernet на UTP категорії 5. для забезпечення швидкості в 1000 Мбіт / с використовується одночасна передача даних по чотирьох неекранованим крученим парам, швидкість в 250 Мбіт / с.