Топологiя локальних мереж

Локальна мережа являє собою систему розподiленої обробки iнформацiї, яка складається як мiнiмум з двох комп’ютерiв, що взаємодiють мiж собою при допомозi спецiальних засобiв зв’язку. Комп’ютери, що входять до складу мережi, виконують досить широке коло функцiй, основними з яких є:

В свою чергу, засоби зв’язку покликанi забезпечити надiйну передачу iнформацiї мiж комп’ютерами мережi.

Звичайно, комп’ютерна мережа може складатися i з двох комп’ютерiв, але, як правило, їх кiлькiсть в мережi бiльша. При цьому комп’ютерна мережа не являє собою просте об’єднання комп’ютерiв – це досить складна система. Будь-яка комп’ютерна мережа характеризується (рис.1) топологiєю, протоколами, iнтерфейсами, мережевими технiчними та програмними засобами. |

Л о к а л ь н а м е р е ж а

Технiчнi засоби | Iнтерфейси | Топологiя | Протоколи | Програмнi засоби

Рис.1. Основнi компоненти архiтектури локальної комп’ютерної мережi.

Топологiя комп’ютерної мережi вiдображає структуру зв’язкiв мiж її основними функцiональними елементами. В залежностi вiд компонентiв, що розглядаються, розрiзняють фiзичну i логiчну структури локальних мереж. Фiзична структура визначає топологiю фiзичних з’єднань мiж комп’ютерами. Логiчна структура визначає логiчну органiзацiю взаємодiї комп’ютерiв мiж собою. Доповнюючи одна одну, фiзична та логiчна структури дають найбiльш повне уявлення про комп’ютерну мережу.

Пiд мережевими технiчними засобами маються на увазi рiзноманiтнi пристрої, що забезпечують об’єднання комп’ютерiв в єдину комп’ютерну мережу.

Протоколи являють собою правила взаємодiї функцiональних елементiв мережi.

Iнтерфейси – засоби узгодження функцiональних елементiв мережi. Слiд звернути увагу, що в якостi функцiональних елементiв можуть виступати як окремi пристрої, так i програмнi модулi. Вiдповiдно до цього iснують апаратнi та програмнi iнтерфейси.

Мережевi програмнi засоби здiйснюють управлiння роботою комп’ютерної мережi i забезпечують вiдповiдний iнтерфейс з користувачами. До мережевих програмних засобiв належать мережевi операцiйнi системи i допомiжнi (сервiснi) програми.

Кожна з складових локальної мережi характеризує її окремi властивостi, i тiльки їх сукупнiсть визначає всю мережу в цiлому. Таким чином, вибiр локальної мережi полягає у виборi її топологiї, протоколiв, апаратних засобiв та мережевого програмного забезпечення. Кожен з цих компонентiв є вiдносно незалежним. Наприклад, мережi з однаковою топологiєю можуть використовувати рiзнi методи доступу, протоколи i мережеве програмне забезпечення. В свою чергу, в рiзних мережах можуть використовуватись однаковi протоколи i (або) мережеве програмне забезпечення. Це, з однiєї сторони, розширює можливостi вибору найоптимальнiшої структури мережi, а з iншої – ускладнює цей процес.

СЕРЕДОВИЩЕ ПЕРЕДАЧI В ЛОКАЛЬНИХ МЕРЕЖАХ

Об’єднанi мiж собою з допомогою рiзних мережевих засобiв комп’ютери утворюють певну мережеву топологiю. Топологiя мережi тiсно пов’язана з технiчними засобами, що використовуються. Чим бiльший вибiр технiчних засобiв, тим рiзноманiтнiша топологiя мережi. Однак при цьому є ряд базових технологiй, на основi яких будуються всi локальнi мережi. Розглянемо основнi компоненти i базовi технологiї локальних мереж.

В першу чергу для зв’язку комп’ютерiв необхiдне середовище передачi, в якостi якого в локальних мережах найчастiше використовують електричнi та оптоволоконнi кабелi. З електричних в локальних мережах використовуються коаксiальнi кабелi та витi пари провiдникiв. На вiдмiну вiд електричного кабелю, в оптоволоконному кабелi носiєм iнформацiї є свiтловий промiнь, що розповсюджується всерединi спецiального свiтловоду – оптичного скловолокна. Кожний кабель, в свою чергу, має певнi фiзичнi параметри, основними з яких є допустима швидкiсть передачi iнформацiї i швидкiсть затухання сигналiв.

Для пiдключення вiддалених абонентiв до локальної мережi широко використовуються iснуючi телефоннi лiнiї. В залежностi вiд характеру використання i режиму роботи вiддаленої системи, для її пiдключення до локальної мережi використовують комутовану або видiлену лiнiю зв'язку. Комутованi лiнiї зв'язку обходяться дешевше, але вони є значно повiльнiшими в порiвняннi з видiленими лiнiями. Максимальна швидкiсть передачi по телефонних лiнiях може бути досягнута при використаннi видiлених телефонних кабельних систем типу Т1 i Т3.

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.

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