2.Стандартные архитектуры локальных вычислительных сетей
Под архитектурой вычислительной сети принято понимать совокупность стандартов, топологий и протоколов, необходимых для ее функционирования.
Ранее уже отмечалось, что разработка стандартов локальных вычислительных сетей возложена на комитет 802 международного института IEEE, который почти за четверть века своего существования разработал и утвердил, по крайней мере, три наиболее распространенные на сегодняшний день стандартные архитектуры локальных вычислительных сетей (рис. 2.1):
- Ethernet - IEEЕ 802.3;
- Token bus-IEЕЕ 802.4;
- Token ring - IEЕЕ 802.5.
Рисунок 2.1. - Стандартные локальные вычислительные сети
Архитектура Ethernet - IEEE 802.3
Общая характеристика архитектуры сетей стандарта IEEЕ 802.3 такова:
- информационный блок - кадр;
- размер кадра - до 1518 байт (без учета преамбулы (8 байт) и завершителя кадра (1 байт);
- обмен кадрами - широковещательный с проверкой адресата;
- среда передачи - коаксиальный кабель (тонкий, толстый), витая пара (3,4, 5-й категории), оптоволоконный кабель;
- доступ к среде передачи - множественный доступ с обнаружением несущей (CSMA/CD);
- скорость передачи данных - 10-1000 Мбит/с;
- физическая топология - «шина», «звезда»;
- логическая топология - «шина»;
- размеры сетей - от нескольких метров до нескольких километров (при использовании повторителей).
В зависимости от среды передачи данных IEЕЕ 802.3 определяет несколько различных стандартов физических подключений локальных сетей, каждый из которых имеет наименование, в котором отражены такие его важнейшие характеристики:
- 1 Base5 - неэкранированная витая пара категории 2;
- 10Base5 - толстый коаксиальный кабель;
- 10Base2 - тонкий коаксиальный кабель;
- 10 Base-T - неэкранированная витая пара категории 3;
- 10 Base-F - волоконно-оптический кабель.
Высокоскоростные сети класса Ethernet (Fast Ethernet и Gigabit Ethernet) определены стандартами IEEE 802.3u и IEEE 802.3z соответственно. В первом случае различают варианты 100 мегабитовых сетей:
- 100Base-TX - 2 неэкранированные витые пары категории 5;
- 100Base-T4 - 4 неэкранированные витые пары категории 5;
- 100 Base-FX - волоконно-оптический кабель.
Для Gigabit Ethernet стандартом определены следующие стандартные физические подключения сети:
- 1000Base-SX - многомодовый волоконно-оптический кабель с длиной волны 830 нм;
- 1000Base-LX — одномодовый (с длиной волны 1270 нм) или многомодовый волоконно-оптический кабель;
- 1000Base-CX-экранированная витая пара;
- 1000Base-T-неэкранированная витая пара категории 5.
2.1.Общая шина
Рисунок 2.2. Шинная топология
При использовании шинной топологии (рис.2.2.) компьютеры (РС – рабочая станция) соединяются в одну линию, на концах которой устанавливают терминаторы (заглушки). Терминаторы представляют собой резисторы, устанавливаемые на обоих концах сегмента для согласования волнового сопротивления кабеля. Сигнал, дошедший до конца сегмента, поглощается терминатором - это позволяет избавиться от паразитных отраженных сигналов в сети. Если терминаторы не устанавливать, отраженный от конца кабеля сигнал снова попадает в кабель - этот отраженный сигнал будет являться в данном случае помехой и может породить множество проблем вплоть до полной неработоспособности сети. Преимущества шинной топологии заключаются в простоте организации сети, низкой стоимости и в случае выхода из строя станции на работу сети это не влияет. Недостатком является низкая устойчивость к повреждениям - при любом обрыве кабеля вся сеть перестает работать, а поиск повреждения весьма затруднителен, небольшая дальность передачи, нельзя использовать разный тип кабеля на разных участках сети.