Локальная сеть (LAN) представляет собой соединение нескольких PC с помощью соответствующего аппаратного и программного обеспечения. Существует несколько основных топологий сети, т.е. физического расположения компьютеров, кабелей и других компонентов: При выборе подходящей топологии необходимо учитывать следующее | Топология | Преимущества | Недостатки | | Шина | Экономный расход кабеля.
Сравнительно недорогая и
несложная в использовании
среда передачи данных.
Простота построения.
Сеть легко расширяется. | При значительных объемах трафика
уменьшается пропускная способность
сети. Трудно локализовать проблемы.
Выход из строя кабеля останавливает
работу многих пользователей. | | Звезда | Легко модифицировать сеть,
добавляя новые компьютеры.
Централизованный контроль и управление.
Выход из строя одного компьютера
не влияет на работоспособность сети. | Выход из строя центрального узла
выводит из строя всю сеть. | | Кольцо | Все компьютеры имеют равный
доступ. Количество пользователей
не оказывает значительного влияния на производительность. | Выход из строя одного компьютера
может вывести из строя всю сеть.
Трудно локализовать проблемы.
Изменение конфигурации сети требует
остановки всей сети. |
PC подключается в сеть с помощью сетевой карты, которая устанавливается в один из свободных слотов материнской платы. Сетевые карты являются посредниками между PC и сетью и передают данные по системе шин к CPU и RAM сервера или рабочей станции. Большинство сетевых карт имеют гнездо для установки микросхемы ПЗУ удаленной загрузки (Remote Boot ROM), что необходимо для бездисковых станций. Выпускаются 16- и 32-разрядные сетевые карты для различных компьютерных архитектур: ISA, EISA, PCI, MCA. На внешней стороне карты имеются разъемы для подключения кабелей: - BNC - разъем для подключения тонкого коаксиального кабеля Ethernet (RG-58) (сетевая среда 10Base2)
- AUI - разъем для подключения толстого кабеля Ethernet (сетевая среда 10Base5)
- RJ-45 (UTP) - разъем для подключения витой пары (сетевая среда 10BaseT, 100BaseTX)
- ST - разъем для подключения опто-волоконного кабеля (сетевая среда 10BaseFX, 100BaseFX)
Сетевые карты бывают 16- и 32-разрядными и имеют исполнение для различных компьютерных архитектур: ISA, EISA, PCI, MCA В сети данные передаются по кабелям, соединяющим отдельные компьютеры различным образом в зависимости от топологии и вида сети (Ethernet, Arcnet, Token Ring). Витая пара- это два изолированных медных провода, скрученных между собой. Для Ethernet используется 8-жильный кабель, т.е. состоящий физически из 4-х витых пар. При этом различают неэкранированный (UTP) и экранированный (STP) кабели. Разъем соответствует стандарту RJ-45. Коаксиальный кабель состоит из центрального проводника (одножильного или многожильного) и внешней экранирующей оплетки. Для Ethernet применяют кабель с волновым сопротивлением 500м. Существуют два варианта реализации Ethernet на коаксиальном кабеле: на тонком кабеле и на толстом. Для Ethernet на тонком кабеле рекомендуется использовать кабель RG-58. Толстый кабель "Yellow Ethernet" по своим показателям значительно превосходит тонкий. Оптоволоконный кабель (ВОК), проводящий световые волны, состоит из двух проводов, причем каждый из них может передавать данные только в одном направлении. Этот кабель изготовлен из стекла (или пластика), покрытого материалом, отражающим свет, и оболочкой из различных термопластических материалов. ВОК может быть одномодовым и многомодовым. Лазер или светодиод испускает пульсирующий пучок света в торец стеклянного сердечника, расположенного на одном конце кабеля. Этот пучок распространяется по кабелю в одномодовом или многомодовом режиме, который зависит от физических свойств ВОК. Оптическое волокно одномодового кабеля имеет сечение от 8 до 10 мкм, многомодового - 62,5 мкм, может варьироваться в пределах от 50 до 100 мкм. На другом конце кабеля установлен приемник, преобразующий импульсы света в электрический сигнал. Такие кабели обладают многими замечательными свойствами: они невосприимчивы к электромагнитному радиочастотному излучениям, позволяют передавать данные с очень высокой скоростью. Однако ВОК все еще значительно дороже медного кабеля, а установка требует участия специалистов очень высокой квалификации. Максимальная длина сегмента кабеля | - Витая пара - 100 м
- Тонкий коаксиальный кабель - 185 м (максимальная длина кабелей всей сети при использовании дополнительного оборудования может достигать 925 м)
- Толстый коаксиальный кабель - 500 м (общая длина кабелей сети при использовании специальных усилителей может составлять 2500 м)
- Оптоволоконный кабель одномодовый -10 км
- Оптоволоконный кабель многомодовый - 2 км
|
| Ethernet | Fast Ethernet | Gigabit Ethernet | 10Base2 - сетевая среда с использованием тонкого коаксиального кабеля, однополосный режим, скорость передачи данных 10 Мбит/с, топология - шина | 100BaseTX - сетевая среда с использованием неэкранированной витой пары 5 кат, скорость передачи данных 100 Мбит/с, топология -звезда | 1000Base-SX 850 nm лазерный источник и многомодовое оптоволокно (не более 300 м (волокно 62,5 мкм) и 550 м (волокно 50 мкм)). | | 10Base5 - сетевая среда с использованием толстого коаксиального кабеля, однополосный режим, скорость передачи данных 10 Мбит/с, топология - шина | | 1000Base-LX 1300 nm лазерный источник и одномодовое оптоволокно (не более 3000 м) | | 10BaseT - сетевая среда с использованием неэкранированной витой пары 3,4,5 кат., однополосный режим, скорость передачи данных 10 Мбит/с, топология -звезда | 100BaseFX - сетевая среда с использованием волоконно-оптического кабеля, скорость передачи данных 100 Мбит/с, топология - звезда | | 1000Base-CX двухпроводный экранированный кабель STP (Экранированная витая пара), (не более 25 м) | | 10BaseFL - сетевая среда с использованием волоконно-оптического кабеля, однополосный режим, скорость передачи данных 10 Мбит/с, топология - звезда |
Ethernet на тонком кабеле (10Base2)
Для Ethernet на тонком кабеле максимальная длина сегмента составляет 185 м. К сегменту должно быть подключено не более 30 компьютеров. При необходимости охватить локальной сетью расстояние большее, чем это позволяет кабельная система, применяются дополнительные устройства - репитеры (Repeater), или повторители. Традиционный репитер имеет 2-портовое исполнение, т.е. он может объединить 2 сегмента по 185 м. Репитер может находиться в любом месте сегмента, не обязательно в конце. В сети может быть не больше 4 репитеров. Это позволяет получить сеть максимальной протяженностью 925 м. При использовании многопортовых репитеров общее их число в сети может быть больше 4, но надо подключить их по такой схеме, чтобы между любыми двумя рабочими станциями не оказалось более 4 репитеров. Из пяти последовательных сегментов компьютеры должны находится только на трех. Запомните правило 5-4-3: 5 сегментов, 4 репитера, 3 сегмента для подключения рабочих станций.
Ethernet на толстом кабеле (10Base5)
Длина сегмента для Ethernet на толстом кабеле составляет 500 м, к одному сегменту можно подключить до 100 рабочих станций. Для подключения узла сети к толстому кабелю используется дополнительное устройство, называемое трансивером. Трансивер подсоединяется к главному кабелю сети при помощи специальной иглы ("зуб вампира"). От него к компьютеру идет специальный трансиверный кабель, максимальная длина которого составляет 50 м, Минимальное расстояние между трансиверами 2.5 м. На обоих его концах находятся AUI-разъемы. Правила использования репитеров для Ethernet на толстом кабеле аналогичны правилам для Ethernet на тонком кабеле.
Ethernet на витой паре (10BaseT)
Основным узлом сети Ethernet на витой паре является концентратор (hub). Каждый PC должен быть подключен к нему с помощью сегмента кабеля. Длина каждого сегмента не должна превышать 100 м., минимальная длина кабеля - 2.5 м. Концентраторы выпускаются на разное количество портов, соответственно, к нему можно подключить такое же количество PC. Концентраторы можно объединять, подключая друг к другу через кроссовер-порт и получая сложную каскадную структуру. При этом надо придерживаться некоторых правил:
не должно получаться закольцованных путей
между двумя любыми станциями не должно быть более 4 концентраторов
Многие концентраторы имеют дополнительные разъемы для подключения тонкого и/или толстого кабеля Ethernet (BNC- и AUI-разъемы). Это позволяет объединять витую пару с коаксиальными сегментами. На одном концентраторе должен быть задействован только один из двух коаксиальных разъемов (или BNC, или AUI). Активные концентраторы регенерируют и передают сигналы дальше так же, как это делают репитеры. Коммутаторы (switches) направляют пакеты по оптимальному на данный момент маршруту между источником и получателем с целью достижения наиболее эффективного использования имеющейся полосы пропускания. Сети с коммутацией пакетов обладают очень высокой производительностью.
Ethernet на витой паре (100BaseTX)
Сеть строится также по топологии "звезда", аналогично спецификации 10BaseT, Также основой сети является концентратор, к которому PC подключаются кабелями с максимальной длинной 100м. Однако, при каскадировании концентраторов FastEthernet, расстояние между ними должно быть не более 5м (при использовании концентраторов класса II). Таким образом, расстояние между двумя наиболее удаленными компьютерами будет составлять не более 205м. Решить эту проблему можно используя коммутаторы (Switching hub). Коммутирующий концентратор делит сеть на несколько доменов коллизий и таким образом позволяет подключать "uplink" длиной до 100м.
Полнодуплексный режим
Режим работы, позволяющий достичь скорости 20 Mbps в сетях Ethernet и 200Mbps в сетях FastEthernet за счет того, что прием и передача данных происходит практически одновременно. Эта возможность реализуема только в сетях на витой паре (UTP, STP) и при условии поддержки режима Full Duplex как концентратором, так и сетевым адаптером.
Технология N-Way
Технология, используемая в сетевых адаптерах и концентраторах позволяет автоматически, без участия пользователя, выбирать скорость передачи данных в пределах от 10Mbps до 200Mbps. Алгоритм выбора таков, что большая скорость имеет больший приоритет при условии оптимальной, безошибочной передачи информации.
Технология Wake-on-LAN
Используемая в сетевых адаптерах, технология Wake-on-LAN, позволяет администратору локальной сети включить питание удаленного компьютера при помощи специального программного обеспечения Magic Packets. Причем это возможно не только в пределах локальной сети, но и при удаленном доступе. Данный режим работы сетевого адаптера реализуем только на материнских платах, которые поддерживают функции управления питанием (АТХ).
Gigabit Ethernet 1000Base-Х
Дальнейшее свое развитие Ethernet получает в новой спецификации 1000Base-X. Применение таких устройств в локальной сети позволит получить 100 кратное увеличение скорости передачи данных по сравнению с классическим Ethernet. При этом гарантируется совместимость с существующим оборудованием Fast Ethernet и Ethernet, так как новая технология использует тот же формат передачи данных, что и Ethernet. Сегменты Gigabit Ethernet найдут применение там, где необходимо существенно увеличить полосу пропускания с учетом минимизации затрат. Это может быть канал связи с сервером или магистраль кампусной сети. Согласно данной спецификации, топология построения сети - "точка-точка".
Источник: http://pro-net.ru |
