Архітектура термінал − головний комп'ютер (terminal – host computer architecture)
Дана архітектура припускає два типи устаткування :
Головний комп'ютер, де здійснюється управління мережею, зберігання і обробка даних.
Термінали, призначені для передачі головному комп'ютеру команд на організацію сеансів і виконання завдань, введення даних для виконання завдань і отримання результатів.
Рисунок 2.5 − Архітектура термінал − головний комп'ютер
Головний комп'ютер через мультиплексори передачі даних (мультиплексор передачі даних (МПД) - пристрій, який один фізичний канал представляє у вигляді декількох незалежних один від одного логічних каналів) взаємодіє з терміналами, як представлено рис. 2.5.
Класичний приклад архітектури мережі з головними комп'ютерами – системна мережева архітектура (System Network Architecture – SNA).
Однорангова мережева архітектура (peer - to - peer architecture, (англ.) – рівний до рівного, per–2–peer, P2P) – це концепція інформаційної мережі, в якій її ресурси розосереджені за всіма системами. Ця архітектура характеризується тим, що в ній усі системи рівноправні.
Однорангова мережа – децентралізована системна архітектура, і це вже давно не «робоча група» на 20-30 комп'ютерів.
Вузли представляють симетричні функції.
Поділ ресурсів (смуга пропускання, CPU, дисковий простір) між вузлами.
Гетерогенне середовище з безлічі (ненадійних) вузлів.
Здатність до самоорганізації, відмовостійкість (на рівні мережі).
Динамічність (часте підключення і відключення вузлів).
Рисунок 2.6 − Однорангова мережа – пірінгова (рівна)
Пір (peer) – «співучасник», вузол тимчасової мережі (рис.2.6).
Характеристики однорангових (пірінгових) мереж
Основні:
децентралізація (повна або часткова);
масштабованість;
немає «гарячих точок» (hotspots) і «вузьких місць» (bottlenecks);
динамічне підключення;
Ad-hoc connectivity (підключення Ad-Hoc – режим однорангової мережі);
самоорганізація;
відмовостійкість.
Режим Ad Hoc, також називають режимом однорангової мережі, дозволяє вузлам зв’язуватися напряму (точка до точки) без необхідності викорстовувати точку доступа. Немає фіксованої інфраструктури.
Що не властиво P2P?
Централізовані рішення
клієнт–серверна архітектура;
модель master / slave (ведучий / ведений, ведомий);
«тупі» термінали / активні транслятори.
Проблеми:
масштабованість;
обмежені можливості центрального вузла;
вартість.
Архітектура клієнт − сервер (client – server architecture) – це концепція інформаційної мережі, в якій основна частина її ресурсів зосереджена в серверах, обслуговуючих своїх клієнтів. Дана архітектура визначає два типи компонентів: сервери і клієнти.
В даний час серед локальних мереж найбільш широке використання одержала мережа Ethernet. Успішний досвід експлуатації мережі Ethernet дозволив взяти її за основу при розробці стандарту IEEE 802.3 керування доступу до передавального середовища для мереж із множинним доступом з контролем несучої і виявленням колізій.
Архітектура Ethernet, грунтується на використанні логічної шинної топології, конкурентного методу доступу до середовища передавання та коаксіальному кабелі з максимальною пропускною здатністю 10 Мб/с. Використання сучасних типів витої пари, кабельних центрів та мережних адаптерів дозволяє будувати швидкий Ethernet (Fast Ethernet) з максимальною пропускною здатністю 100Мб/с.
В якості фізичного середовища передачі стандартом IEEE 802.3
визначені 2 види коаксіального кабелю, кручена пара провідників і оптоволоконний кабель. Відповідно розрізняють чотири види специфікацій середовища передавання :
10Base5, 10Base2, 10Base-T, 10Base-F.
Ці сполучення позначають різновиди Ethernet: перший елемент позначає швидкість, Мбіт / с. Другий елемент: Base - пряма (немодульована) передача, Broad - використання широкосмугового кабелю з частотним ущільненням каналів (рідкість). Третій елемент: довжина кабелю в сотнях метрів (хоча в 10Base5 довжина до 250 м) або середовище передачі (F - оптоволокно, T - 2 кручені пари, T4 - 4 кручені пари).
Специфікація 10Base5 визначає використання товстого коаксіального кабелю з діаметром центрального мідного проводу 2,17 мм.
Специфікація 10Base2 визначає використання тонкого коаксіального кабелю з діаметром проводу 0,89 мм.
У першому випадку говорять про мережу «товста» Ethernet, а в другому - «тонка» Ethernet. Мережі систем 10Base2 і 10Base5 розрізняються за дальністю передачі кабелем без повторювачів (довжиною сегмента), максимальною кількістю станцій, що підключаються до сегмента, і способом підключення їх до коаксіального кабелю.
Так, максимальна довжина сегмента, тобто ділянки мережі без додаткових підсилювачів (повторювачів) для системи 10Base5 складає 500 м, до якого допускається підключення до 100 станцій.
Обчислювальні мережі, побудовані на основі концепції «клієнт-сервер», дають змогу:
реалізувати кооперативне управління ресурсами ЕОМ;
виробити розподіл доступу до даних і процесів їх оброблення між множиною робочих станцій та сервером.
Сервер — одно- або багатопроцесорна персональна чи віртуальна ЕОМ з розподіленою пам'яттю, розподіленою обробкою даних, розподіленими комунікаційними засобами та засобами управління периферійним обладнанням.
Для підключення комп'ютера до середовища використовується спеціальний прийомопередавач - трансивер (рис. 7)
Трансивер виконує функції модуля зв'язку із середовищем, забезпечує прийом і посилення електричних сигналів, що надходять з кабелю, і передачу їх назад до коаксіального кабеля, а також до мережевого адаптера. За допомогою спеціального кабеля, що складається з чотирьох пар провідників, і роз’єму DB15 трансивер зв'язаний з мережевим адаптером. Довжина кабеля між трансивером і адаптером може сягати 50 м.
Для мереж системи 10Base2 максимальна довжина сегмента складає 185 м, хоча більшість типів мережевих адаптерів допускають збільшення цього параметра до 200. Максимальна кількість станцій, що підключаються до сегмента, повинна бути не більше 30. Підключення станції здійснюється за допомогою Т і BNC конекторів. Т-конектор являє собою невеликий трійник, що однією стороною підключається до мережевого адаптера, а двома іншими через BNC-конектори - до коаксіального кабеля.
У мережі Ethernet, відповідно, стандарту IEEE 802.3 розроблена специфікація 10Base–T, що визначає використання в якості передавального середовища крученої пари провідників з довжиною кабелю до 100 м. При цьому для зв'язку між пристроями мережі використовується дві кручені пари, одна для передачі, а інша для прийому інформації. Основним структурним елементом мережі є концентратор (Hub), до якого радіально (рис. 8 ) підключаються станції. Для з'єднання кручених пар провідників з концентратором і мережевим адаптером використовуються стандартні телефонні роз’єми RJ-45.
Перевагою такої структури є наявність роздільних ліній для передачі і прийому інформації. Це забезпечує більш високу живучість, тому що вихід з ладу або відключення одного із сегментів не впливають на роботу інших мережевих сегментів. Мережа більш проста в експлуатації, її структура дозволяє досить швидко знайти несправну ділянку. Цим пояснюється популярність мереж Ethernet на основі кручених пар провідників.
Подальше підвищення
ефективності мереж Ethernet пов'язують з
використанням комутуючих концентраторів
(switching hub), що на відміну від звичайних
(ретранслюючих) концентраторів дозволяє
розглядати сегменти мережі як о
кремі
мережі, пов'язані через інтерфейс
комутації пакетів. Комутуючий концентратор
має два буфери на кожному порті, які
підключаються: для прийнятих і відправлених
пакетів. Завдяки цьому комутований
концентратор працює аналогічно вузлу
комутації пакетів, приймаючи і передаючи
пакети одночасно між різними парами
абонентів.
Комп'ютерні мережі, що використовують подібну технологію, одержали назву Switch Ethernet.
Новим технологічним напрямком розвитку мереж Ethernet є оптоволоконна мережа Ethernet 10Base-F зі швидкістю передачі 10 Мбіт/с. Як передавальне середовище використовується 50- чи 100-мікронний оптоволоконний кабель. Мережа характеризується зіркоподібною топологією, що підтримується за допомогою оптоволоконних концентраторів або багатопортових повторювачів.
Масимальна довжина одного променя (сегмента) складає 2100 м. Підводячи підсумок розгляду різних типів мережі Ethernet, слід зазначити, що в даний час є широкий вибір мережевих адаптерів, повторювачів і концентраторів, що дозволяють створювати мережі різного складу і конфігурації. Зокрема, практично всі концентратори мають по декілька входів для підключення мереж 10Base5, 10Base2, 10Base-T і 10Base-F.
Окрім середовища передавання та методів доступу до нього важливим є спосіб організації передавання даних, або ж метод передавання.
Розрізняють три основні методи передавання:
комутація каналів;
комутація повідомлень;
комутація пакетів.
Метод комутації (перемикання, з'єднання) каналів полягає у попередньому встановленні фізичного з'єднання між відправником та одержувачем. Комутований канал являє собою з'єднання через пункти комутації окремих ділянок кабелів на час передавання даних.
Недоліком такого методу є затримки на встановлення з'єднань та очікування вивільнення потрібних кабельних ділянок, а також неможливість одночасного використання окремих ділянок для передавання даних інших відправників та одержувачів. Прикладом мережі з комутацією каналів є телефонна мережа (АТС — пункти комутації кабельних ділянок).
У випадку комутації повідомлень інформація між відправником та одердувачем проходить шляхом запам'ятовування у проміжних пунктах комутації.
Оскільки при такому способі передавання у будь-який момент часу зайнятою є лише одна кабельна ділянка, що з'єднує сусідні пункти комутації, то решта ділянок може використовуватись для передавання інших повідомлень.
Метод комутації пакетів є вдосконаленим різновидом комутації повідомлень, у якому кожне повідомлення поділяється на маленькі частинки (пакети) фіксованого розміру. Кожен пакет містить інформацію про адреси відправника та отримувача, а також свій порядковий номер у повідомленні. Пакети передаються у мережі незалежно один від одного і можуть надходити одержувачу навіть різними маршрутами (у кожному пункті комутації щоразу обирається найменш завантажений канал). У пункті призначення з використанням нумерації пакетів формується вихідне повідомлення. Метод комутації пакетів є одним з найпоширеніших.