Загрузка...
Учебная работа. Реферат: Локально-вычислительные сети
С распространением электронно-вычислительных машин несложно предсказать рост в потребности передачи данных. На нынешний денек в мире существует наиболее 130 миллионов компов и наиболее 80 процентов из их объединены в разные информационно-вычислительные сети от малых локальных сетей в кабинетах до глобальных сетей типа Internet. Глобальная тенденция к объединению компов в сети обоснована принципиальных обстоятельств, таковых как убыстрение передачи информационных сообщений, возможность резвого обмена информацией меж юзерами, получение и передача сообщений не отходя от рабочего места, возможность моментального получения хоть какой инфы из хоть какой точки земного шара, а так же обмен информацией меж компами различных компаний и производителей, работающих под различным программным обеспечением.
Такие большие потенциальные способности которые несет внутри себя вычислительная сеть и тот новейший возможный подъем который при всем этом испытывает информационный комплекс, а так же существенное убыстрение производственного процесса не дают нам Право не принимать это к разработке и не использовать их на практике. Потому нужно создать принципное решение вопросца по организации информационно-вычислительной сети на базе уже имеющегося компьютерного парка и программного комплекса, отвечающего современным научно-техническим требованиям с учетом растущих потребностей и возможностью предстоящего постепенного развития сети в связи с возникновением новейших технических и программных решений. Некие приложения, которые нуждаются в системах связи, могут посодействовать осознать главные трудности, которые соединены с сетями связи.
Существует много приложений, требующих удаленного доступа к базам данных. Ординарными примерами являются информационные и денежные службы, доступные юзерам индивидуальных ЭВМ . Также существует много приложений, требующих дистанционного обновления баз данных, которое может сочетаться с доступом к данным. Система резервирования авиабилетов, аппаратуры автоматического подсчета голосов, системы управления инвентаризацией и т.д. являются таковыми примерами. В приложениях подобного типа имеются огромное количество географически распределенных пт, в каких требуются входные данные.
Ещё одним обширно известным приложением является электрическая почта, для людей пользующихся сетью. Такую почту можно читать, вносить в файл, направлять иным юзерам, дополняя, быть может комментами, либо читать находясь в разных пт сети. Разумеется, что таковая служба имеет много преимуществ по сопоставлению с классической почтой исходя из убеждений скорости доставки и гибкости.
В индустрии средств связи уделяется огромное внимание системам передачи данных на огромные расстояния. Промышленность глобальных сетей развивается и занимает крепкие позиции. Локальные сети являются относительно новейшей областью средств передачи данных.
Индустрия производства локальных сетей развивалась с поразительной быстротой за крайние несколько лет. Внедрение локальных сетей мотивируется в главном увеличением эффективности и производительности персонала. Эта цель провозглашается фирмами-поставщиками локальных сетей, управлением учреждений и разрабами локальных сетей.
Внедрение локальных сетей дозволяет облегчить доступ к устройствам оконечного оборудования данных установленных в учреждении. Эти устройства – не только лишь ЭВМ , да и остальные устройства, обычно применяемые в учреждениях, такие, как принтеры, графопостроители и все растущее число электрических устройств хранения и обработки файлов и баз данных. локальная сеть представляет собой канал и протоколы обмена данными для связи рабочих станций и ЭВМ .
понятие локальных сетей
Понятие локально-вычислительная сеть (от анг. LAN – Lokal Area Network ) относится к географически ограниченным (территориально либо производственно) аппаратно-программным реализациям, в каких несколько компьютерных систем соединены вместе при помощи соответственных средств коммуникаций. Благодаря такому соединению юзер может вести взаимодействие с иными рабочими станциями, присоединенными к данной нам локально-вычислительной сети.
Под локально-вычислительной сетью понимается совокупа взаимосвязанных и распределенных по сравнимо маленькой местности вычислительных ресурсов, взаимодействие которых обеспечивается специальной системой передачи данных. Таковая сеть обычно предназначается для сбора, передачи рассредоточенной и распределенной обработки инфы в границах 1-го компании либо организации. Она быть может нацелена на выполнение определённых функций в согласовании с профилем деятель компании. Благодаря вычислительным сетям мы получили возможность одновременного использования программ и баз данных несколькими юзерами. Вычислительные сети являются предстоящим развитием вычислительных систем разобщенного типа. Вычислительные сети классифицируются по ряду признаков:
— по степени территориальной рассредоточенности различают:
1. Крупномасштабные либо глобальные сети, обхватывающие местность страны либо нескольких государств с расстоянием меж звеньями от сотен до нескольких тыщ км.
2. Региональные сети, расположенные в границах определенного территориального региона (городка, области и т. д.).
3. Локальные сети, обхватывающие сравнимо маленькую местность R=1-10км.
— по многофункциональным, информационным ( по способу хранения и доставки инфы) и структурным признакам;
— по способу управления ресурсами сети;
— по способу передачи данных.
Подавляющая часть компов западного мира объединена в ту либо иную сеть. Опыт эксплуатации указывает, что около 80 процентов всей пересылаемой инфы замыкается в рамках 1-го кабинета, потому особенное внимание разрабов стали завлекать так именуемы локальные вычислительные сети. Локальные вычислительные сети различаются от остальных тем, что они обычно ограничены умеренной географической областью.
Локальные сети предусмотрены для реализации таковых прикладных функций, как передача файлов, электрическая графика, обработка текстов, электрическая почта, доступ к удаленным базам данных, передача цифровой речи. Локальные сети объединяют ЭВМ , терминалы, устройства хранения инфы, переходные узлы для подключения к иным сетям и др. Локальные сети составляют один из быстроразвивающихся секторов промышленной средств связи, локальную сеть нередко именуют сетью для автоматического учреждения. локальная сеть характеризуется последующими чертами:
— каналы обычно принадлежат организации юзера;
— каналы являются скоростными ( 1- 400 Мбитс);
— расстояние меж рабочими станциями, подключаемыми к локальной сети, обычно составляет от нескольких сотен до нескольких тыщ метров;
— локальная сеть передает данные меж станциями юзеров ЭВМ (некие локальные сети передают речевую и видеоинформацию);
— пропускная способность у локальной сети как правило больше, чем у глобальной сети;
— канал локальной сети обычно находится в монопольной принадлежности организации, использующей сеть;
— интенсивность ошибок в локальной сети ниже по сопоставлению с сетью на базе телефонных каналов;
— децентрализация терминального оборудования, в качестве которого употребляются процессоры, мониторы, кассовые устройства и т.д.
— данные передаются по общему кабелю, к которому подключены все абоненты сети;
— возможность реконфигурации и развития методом подключения новейших терминалов;
— наличие локальной сети дозволяет упростить и удешевить индивидуальные ЭВМ , так как они коллективно употребляют в режиме разделения времени более дорогие ресурсы: дисковую память и печатающие устройства.
Актуальность локально-вычислительных сетей
В производственной практике ЛВС играют весьма огромную роль. Средством ЛВС в систему соединяются воединыжды индивидуальные компы, расположенные на почти всех удаленных рабочих местах, которые употребляют совместное оборудование, программные средства и информацию. Рабочие места служащих перестают быть изолированными и соединяются воединыжды в единую систему, которая имеет свои особые достоинства, получаемые при сетевом объединении индивидуальных компов в виде внутрипроизводственной вычислительной сети:
1. Разделение ресурсов – дозволяет экономично употреблять ресурсы, к примеру, управлять периферийными устройствами, таковыми как лазерные печатающие устройства, со всех присоединенных рабочих станций.
2. Разделение данных – предоставляет возможность доступа и управления базами данных с периферийных рабочих мест, нуждающихся в инфы.
3. Разделение программных средств – предоставляет возможность одновременного использования централизованных, ранее установленных программных средств.
4. Разделение ресурсов микропроцессора – возможность использования вычислительных мощностей для обработки данных иными системами входящими в сеть. Предоставляемая возможность состоит в том, что на имеющиеся ресурсы не «набрасываются» мгновенно, а лишь только через особый машина — комплекс технических средств, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач) (либо вычислительной системы) которое делает арифметические и логические операции данные программкой преобразования инфы управляет вычислительным действием и коор, доступный каждой рабочей станции.
5. Многопользовательский режим – многопользовательские характеристики системы способствуют одновременному использованию централизованных прикладных программных средств, ранее установленных и управляемых, к примеру, если юзер системы работает с иным заданием, то текущая выполняемая работа отодвигается на задний план.
Главные области внедрения локальных сетей
1. Автоматизация административной управленческой деятель, организация «электрических кабинетов», в каких заместо картонного документооборота употребляется электрическая почта;
2. Автоматизация производства – автоматизация технологических действий, информационное обеспечение оперативного управления созданием, планово-экономическое управление созданием;
3. Автоматизация научных исследовательских работ и разработок;
4. Автоматизация обучения, подготовки и переподготовки кадров;
5. Автоматизация учрежденческой деятель.
структура функционирования сети.
Структура локальной сети определяется принципом управления и типом связи. Часто она показывает в определенных границах структуру обслуживаемой организации. В локальных сетях могут быть реализованы разные виды топологии: шинная, кольцевая, круговая, древовидная. Но более всераспространенными являются два первых типа структур, различающихся простотой способов управления, возможностью расширения и конфигурации конфигурации сети без приметного усложнения средств управления сетью, высочайшей эффективностью использования каналов связи. Абонентские устройства сети подключаются в разных структурах либо к общей шине либо к кольцу при помощи сетевых адаптеров, состоящих из приемопередатчиков и контроллеров адаптера.
Контроллеры адаптера, именуемые также блоками доступа, делают последующие функции: прием данных из канала, выдачу их в канал, и др. Приемопередатчики производят согласование электронных сигналов канала и абонентских станций.
В шинной локальной сети все абонентские станции подключаются к общей сети параллельно, потому принципной индивидуальностью сети такового типа является параллельная во времени передач инфы всем абонентам. Абонентская станция получившая в свое распоряжение шину, передает по ней снабженное адресом сообщение либо пакет(кадр). Кадр фактически сразу воспринимается всеми станциями, распознается одной из их как ей адресованной и принимается ею.
Достоинства шинной сети:
— возможность прибавления либо исключения узлов без повторной инициализации сети;
— обеспечение работоспособности сети при выходе из строя 1-го либо нескольких узлов;
— возможность распределённого управления работой сети через узловые интерфейсы;
— существенное увеличение надежности работы сети за счет использования соосного кабеля.
Главный недочет шинной сети – невозможность одновременной передачи инфы несколькими станциями.
В круговой локальной сети, кольцо образуют несколько каналов, которые связываются поочередно вместе с помощью приемопередающих блоков. К приемопередатчикам через адаптеры присоединяются абонентские станции. Таковым образом принципиалной индивидуальностью таковых сетей является поочередная во времени передача инфы абонентам.
Достоинства кольцевых локальных сетей:
— при использовании соответственных детерминированных способов доступа в таковых сетях не только лишь гарантируется доступ всякого абонента через определенные интервалы времени независимо от перегрузки сети, да и допускается одновременная передача инфы несколькими абонентами;
— низкая стоимость сетевых интерфейсов, реализующих прямые способы передачи и управления доступом в сеть;
— сравнительная простота использования волоконно-оптической полосы связи.
Недочеты кольцевых сетей:
— при добавлении либо подмене узла нужны остановка в работе сети и временный разрыв кольца;
— выход из строя узла сети прерывает работу всей сети.
В шинной и круговой сетях неувязка маршрутизации сообщений фактически отсутствует, потому что маршруты передач фиксированы.
Современные сети построены по многоуровневому принципу. Чтоб организовать связь 2-ух компов, требуется поначалу сделать свод правил их взаимодействия, найти язык их общения. Эти правила именуются протоколом. Для работы сетей нужно запастись обилием разных протоколов:, к примеру, управляющих физической связью, установлением связи по сети, доступом к разным ресурсам и т.д.. Многоуровневая структура спроектирована с целью упростить и упорядочить это величавое огромное количество протоколов и отношений. Взаимодействие уровней в данной нам модели – субординарное. Любой уровень может реально вести взаимодействие лишь с примыкающими уровнями, виртуально – лишь в аналогичным уровнем на другом конце полосы.
Под настоящим взаимодействием понимается конкретное взаимодействие, конкретную передачу инфы, к примеру пересылку данных в оперативки из области, отведенной одной программки, в область иной программки. При конкретной передаче данные остаются постоянными все время.
Под виртуальным взаимодействием понимается опосредованное взаимодействие и передачу данных, данные в процессе передачи могут уже определенным, заблаговременно обсужденным методом видоизменяться. Такое взаимодействие аналогично схеме цепи посылки одним директором компании другому.
Все локально-вычислительные сети работают в одном эталоне принятом для компьютерных сетей – в эталоне Open Systems Interconnection (OSI). Для одного представления данных в линиях связи, по которым передается информация, сформирована Интернациональная организация по стандартизации (анг. ISO – International Standards Organization). ISO создана для разработки модели интернационального коммуникационного протокола, в рамках которой можно разрабатывать международные эталоны. Для правильной и, как следует, полной и безошибочной передачи данных нужно придерживаться согласованных и установленных правил. Они все обсуждены в протоколе передачи данных.
Современное положение локальных сетей
На текущем шаге развития объединения сложилась ситуация когда:
1. В объединении имеется огромное количество компов работающих раздельно от всех других компов и не имеющих возможность гибко обмениваться с иными компами информацией.
2. Нереально создание общедоступной базы данных, скопление инфы при имеющихся размерах и разных способах обработки и хранения инфы.
3. Имеющиеся локально-вычислительные сети объединяют внутри себя маленькое количество компов и работают лишь над определенными и узенькими задачками.
4. Накопленное программное и информационное обеспечение не употребляется в полном объеме и не имеет общего эталона хранения.
5. При имеющейся способности подключения к глобальным вычислительным сетям типа Internet нужно выполнить подключение к информационному каналу не одной группы юзеров, а всех юзеров при помощи объединения в группы.
Для решения данной трудности предложено сделать единую информационную сеть компании. Она обязана делать последующие функции:
— создание одного информационного места, которое способно охватить и использовать для всех юзеров информацию сделанную в различное время и под различными типами хранения и обработки данных, распараллеливание и контроль выполнения работ и обработки данных по ним.
— Увеличение достоверности инфы и надежности её хранения методом сотворения устойчивой к сбоям и утраты инфы вычислительной системы, а так же создание архивов данных, которые можно употреблять, но на текущий момент необходимости в их нет.
— Обеспечения действенной системы скопления, хранения и поиска технологической, технико-экономической и финансово-экономической инфы по текущей работе и проделанной некое время вспять (информация архива) при помощи сотворения глобальной базы данных.
— Обработка документов и построения на базе этого работающей системы анализа, прогнозирования и оценки обстановки с целью принятия рационального решения и выработки глобальных отчетов.
— Обеспечивать прозрачный доступ к инфы авто-ризованному юзеру в согласовании с его правами и преимуществами.
Способы доступа, используемые в локальных сетях
Главный неувязкой при построении локальных сетей является выбор правил, которые регламентируют порядок передачи станций на общей среде. Сложность трудности состоит в том, что отдельные станции должны производить передачу таковым образом, чтоб не мешать друг другу, так как при одновременной передаче сигналов от 2-ух и большего числа станций происходит наложение и обоюдное искажение сигналов, происходит так именуемый конфликт . При всем этом локальные сети стремятся строить таковым образом, чтоб на сети не было какого-нибудь координирующего центра ( диспетчера) и все станции могли работать автономно. Для решения данной нам задачки разработан ряд способов регламентации передачи, либо способов множественного доступа.
Все способы доступа, используемые в локальных сетях, можно подразделить на две группы: способы, базирующиеся на централизованном управлении сетью, и распределенные способы доступа.
Для практического внедрения в критериях обеспечения высочайшей надежности больший Энтузиазм предоставляют распределенные способы доступа, в каких центральный управляющий орган отсутствует и все станции сети работают автономно. При таковых способах доступа сеть наиболее надежна, так как в ней отсутствует критичный пункт – центральная станция, отказ которой выводит из строя всю систему. Распределенные способы доступа для локальных сетей с топологией типа можно подразделить на четыре главные группы.
1. Случайные способы доступа
, когда момент выхода на среду передачи определяется с внедрением механизма случайного выбора. В первый раз этот способ был предложен в системе ALOHA, в какой узел начинал передачу собственного пакета в момент его возникновения независимо от наличия передачи в канале связи от остальных узлов. Таковой режим может приводить к конфликтам, когда два либо большее число узлов производят одновременную передачу и тем взаимно искажают передаваемые пакеты. Искаженные в процессе конфликта пакеты повторно передаются через случаем избранный интервал времени и могут попадать в повторные конфликты.
Исследование эффективности использования пропускной возможности среды передачи показало, что наибольший коэффициент использования (отношение наибольшей скорости передачи к пропускной возможности) не превосходит 0,184. При увеличении перегрузки возможность конфликта растет и время задержки до удачной передачи возрастает.
Для уменьшения вероятности возникновения конфликта использования пропускной возможности был разработан ряд модификаций этого способа. Случайный множественный доступ с контролем несущей(CSMA), случайный множественный доступ с контролем несущей и обнаружением конфликтов (CSMA/CD), применяемый в одной из первых локальных сетей Ethernet.
Отличие способа CSMA от ALOHA заключается в том, что в нем любой узел контролирует наличие передачи в среде от остальных узлов и в момент поступления пакета в узел: передача начинается только в том случае, если на этот момент среда свободна. Если в момент передачи появился конфликт , делается попытка его разрешения, к примеру задержка передачи на случайный интервал времени. Новенькая попытка может привести к удачной передаче либо повторению конфликта. Известны и наиболее сложные процедуры разрешения конфликта, обеспечивающие повышение пропускной возможности сети.
Способ CSMA/CD различается от CSMA тем, что узел, осуществляющий передачу, контролирует появление конфликта в процесе передачи, и если он обнаруживает возникновение конфликта, передача прекращается и реализуется та либо другая процедура пробы выхода из конфликтной ситуации.
Эффективность использования среды передачи в таковых системах значительно зависит от интервала времени меж началом передачи пакета и тем моментом, когда все узлы выяснят о занятии среды.
Достоинством случайных способов доступа является простота реализации и низкое время задержки при малых отягощениях на сеть. Но они владеют и суровыми недочетами, в числе которых можно указать отсутствие гарантированного верхнего предела времени задержки до удачной передачи пакета, что исключает возможность внедрения этого способа в системах, требующих передачи в настоящем масштабе времени с данными предельными задержками; нестабильную работу при увеличении входной перегрузки, при которой частота удачной передачи пакетов понижается, а задержка резко возрастает; резкое понижение эффективности использования среды передачи.
Невзирая на это, способ CSMA/CD получил довольно обширное распространение и предусматривается в числе интернациональных эталонов.
2. Маркерные способы доступа
, при которых Право на занятие среды передается от узла к узлу в определенной последовательности(по логическому кольцу) либо по ценностям в форме особых сообщений(маркеров).
Узел, получивший маркер, может производить передачу в течении определенного времени, опосля чего же должен передать маркер последующему узлу. Плюсами этого способа являются гарантированное предельное время задержки передачи пакета и отсутствие нестабильного режима передачи, соответствующего для случайных способов доступа. Недочет – сложность реализации процедур инициализации логического кольца, включения – исключения узлов из логического кольца, процедуры восстановления работы сети опосля отказов либо при потере маркера, и т.д. не считая того, сама передача маркера просит передачи определенного размера служебной инфы, что приводит к понижению эффективности использования среды передачи.
3. Интервальные способы доступа
характеризуются внедрением в процедуре доступа временных интервалов, связанных с моментом освобождения среды опосля передачи пакета. Узел имеет Право на передачу, если он следит вольную среду опосля передачи пакета любым узлом в течении определенного интервала времени, который зависит от конкурентноспособной процедуры доступа.
Интервальные способы доступа зависимо от метода расположения узлов на среде передачи можно подразделить на две группы: для сетей с упорядоченным и с произвольным расположением. При упорядоченном расположении узлов последовательность передачи права на занятие среды совпадает с последовательностью размещения узлов на среде передачи. Для сетей с произвольным расположением последовательность подключения узлов на сети не связана с последовательностью передачи права на занятие среды.
Способы доступа разделяются также по виду инфы, которая употребляется в процессе принятия решения о способности передачи с данного узла. В простом случае в процедуре доступа употребляется лишь информация о времени освобождения среды передачи в данном узле, номере данного узла и наивысшем времени распространения сигнала меж более удаленными узлами сети. В наиболее сложных процедурах может употребляться также информация о номере узла, который крайним вел передачу, о времени распространения меж парами узлов и о остальных параметрах.
4. Интервально-маркерные способы доступа
, при которых Право на занятие среды определяется временными интервалами опосля передачи пакета либо специального маркера. Если сеть довольно загружена, то в ней идет непрерывная передача пакетов с интервалами, определяемыми процедурой доступа. Если же в сети пакетов нет, осуществляется передача синхромаркеров, которые служат опорными временными метками для отсчета временных интервалов, определяющих Право занятия среды передачи узлами сети при возникновении у их пакетов.
Еще одной чертой, по которой могут различаться способы доступа, является порядок передачи меж узлами права на занятие среды, другими словами порядок передачи управления, либо режим ценностей. По этому аспекту можно выделить последующие вероятные режимы:
— поочередный повторяющийся доступ, при котором все узлы в определенной последовательности получают Право на передачу пакетов. Ни один из узлов не владеет какими-либо преимуществами по сопоставлению с иными узлами. При таком способе передачи управления для всякого узла гарантировано конечное предельное время задержки пакета, не зависящее от активности остальных узлов;
— приоритетный повторяющийся доступ, при котором управление поочередно передается меж всеми узлами сети, но узел, ведущий передачу, владеет ценностью по отношению к иным узлам – он может продолжать передачу до того времени, пока у него имеются пакеты. В этом случае вероятен захват среды отдельными узлами и вследствие этого предельное время задержки не гарантировано;
— частично-приоритетный повторяющийся доступ, при котором узел, ведущий передачу, владеет ценностью только над частью узлов, к примеру над узлами с наименьшими номерами, если узлы с большенными номерами не имеют пакетов для передачи. Если все узлы имеют пакеты, то этот способ доступа обеспечивает поочередный обход всех узлов. Предельное время задержки для всех узлов сети в этом случае не гарантируется;
— приоритетный доступ, при котором опосля передачи хоть каким узлом управление перебегает к узлу с большим ценностью, если этот узел не имеет пакетов ,- к узлу последующего приоритета и т.д.. Предельное время задержки в этом случае гарантируется только для узлов с большим ценностью;
— доступ с приоритетным распределением пропускной возможности, при котором в критериях, когда все узлы имеют пакеты для передачи, пропускная способность среды распределяется пропорционально данным ценностям. Предельное время задержки при всем этом способе гарантируется всем узлам.
Перечень использованных источников:
1 С.И. Казаков «Базы сетевых технологий»
2 Токанов « Теория экономического анализа» глава «Информационные системы на предприятии»
3 Бертсекас, Галлагер « Сети передачи данных»
4 Лорин « Операционные системы/ пер. с англ. Райкова» – М.: Деньги и статистика 1984 г.
]]>