Основи локальних комп'ютерних мереж

Введення.

На сьогоднішній день у світі існує понад 130 мільйонів комп'ютеріві більше 80% з них об'єднані в різноманітні інформаційно-обчислювальнімережі від малих локальних мереж в офісах до глобальних мереж типу Internet.
Всесвітня тенденція до об'єднання комп'ютерів у мережі обумовлена поручважливих причин, таких як прискорення передачі інформаційних повідомлень,можливість швидкого обміну інформацією між користувачами, одержання іпередача повідомлень (факсів, E - Mail листів і іншого) не відходячи відробочого місця, можливість миттєвого одержання будь-якої інформації з будь-якоїточки земної кулі, а так само обмін інформацією між комп'ютерами різнихфірм виробників працюючих під різним програмним забезпеченням.

Такі величезні потенційні можливості який несе в собіобчислювальна мережа і той новий потенційний підйом який при цьомувідчуває інформаційний комплекс, а так само значне прискореннявиробничого процесу не дають нам право не приймати це до розробкиі не застосовувати їх на практиці.

Тому необхідно розробити принципове рішення питання поорганізації ІТТ (інформаційно-обчислювальної мережі) на базі вжеіснуючого комп'ютерного парку та програмного комплексу відповідаєсучасним науково-технічним вимогам з урахуванням зростаючихпотреб і можливістю подальшого поступового розвитку мережі у зв'язкуз появою нових технічних і програмних рішень.

Поняття ЛВС.

Що таке локальна обчислювальна мережа (ЛОМ)? Під ЛОМ розуміютьспільне підключення декількох окремих комп'ютерних робочих місць
(робочих станцій) до єдиного каналу передачі даних. Завдякиобчислювальним мережам ми одержали можливість одночасного використанняпрограм і баз даних декількома користувачами.

Поняття локальна обчислювальна мережа - ЛОМ (англ. LAN - Lokal Area
Network) ставиться до географічно обмеженого (територіально абовиробничо) апаратно-програмним реалізаціям, у яких декількакомп'ютерних систем пов'язані один з одним за допомогою відповіднихзасобів комунікацій. Завдяки такому з'єднанню користувач можевзаємодіяти з іншими робочими станціями, залученими до цього ЛОМ.

У виробничій практиці ЛОМ грають дуже велику роль.
За допомогою ЛОМ у систему об'єднуються персональні комп'ютери,розташовані на багатьох віддалених робочих місцях, що використовуютьспільно устаткування, програмні засоби й інформацію. Робочі місцяспівробітників перестають бути ізольованими й об'єднуються в єдину систему.
Розглянемо переваги, одержувані при мережному об'єднанні персональнихкомп'ютерів у вигляді внутривиробничої обчислювальної мережі.

Поділ ресурсів.

Поділ ресурсів дозволяє ощадливо використовувати ресурси,наприклад, управляти периферійними пристроями, такими як лазернідрукувальні пристрої, із усіх приєднаних робочих станцій.

Поділ даних.

Поділ даних надає можливість доступу і керуваннябазами даних з периферійних робочих місць, що потребують інформації.

Поділ програмних засобів.

Поділ програмних засобів, надає можливістьодночасного використання централізованих, раніше встановленихпрограмних засобів.

Поділ ресурсів процесора.

При поділі ресурсів процесора можливе використанняобчислювальних потужностей для обробки даних іншими системами, що входятьв мережу. Надана можливість полягає в тому, що на наявніресурси не "накидаються" моментально, а тільки лише через спеціальнийпроцесор, доступний кожній робочій станції.

на багато користувачів режим.

Сітьові властивості системи сприяють одночасномувикористанню централізованих прикладних програмних засобів, ранішевстановлених і керованих, наприклад, якщо користувач системи працює зіншим завданням, то поточна виконувана робота відсувається на задній план.

Одне рангові мережу.

У одне - рангової мережі, всі комп'ютери рівноправні: немає ієрархії середкомп'ютерів і немає виділеного сервера, і, як правило, кожен комп'ютерфункціонує і як клієнт і як сервер. Усі користувачі самостійновирішують, які дані на своєму комп'ютері зробити доступними для всіх. Одне
- Рангову мережа називають так само робочою групою. Робоча група-ценевеликий колектив, тому в одне - рангової мережі не більше 10комп'ютерів.
Одне - рангові мережі відносно прості. Оскільки кожен комп'ютерє і клієнтом, і сервером, немає необхідності в потужному центральномусервері або в інших компонентах, обов'язкових для більш складних мереж.
Одне рангові мережі зазвичай дешевше мереж на основі сервера, але вимагають більшепотужних і дорогих комп'ютерів.
В одне - рангової мережі вимоги до продуктивності і до рівня захистудля мережного програмного забезпечення, як правило, нижче, ніж у мережах звиділеним сервером. Виділені сервери функціонують виключно вяк сервери, але не клієнтів або робочих станцій.
У такі операційні системи, як Microsoft Windows NT Workstation
, Microsoft Windows for Workgroups і Microsoft Windows 95, вбудованапідтримка одне рангових мереж. З цього щоб встановити одне рангову мережадодаткового програмного забезпечення не потрібно.
Одне рангові комп'ютерна мережа виглядає так:
1. Комп'ютери розташовані на робочих столах користувачів.
2. Користувачі самі виступають у ролі адміністраторів, і самі забезпечують захист інформації.
3. Для об'єднання комп'ютерів в мережу застосовується проста кабельна система.
Якщо ці умови виконуються, то, швидше за все вибір одне рангової мережібуде правильним.
Захист передбачає встановлення пароля на розділяється ресурс, наприклад накаталог. Централізовано керувати захистом в одне рангової мережі дужескладно, тому що кожен користувач встановлює її самостійно, так ізагальні ресурси можуть знаходитися на всіх комп'ютерах, а не тільки нацентральному сервері. Така ситуація становить серйозну загрозу для всієїмережі, крім того деякі користувачі можуть взагалі не встановлюватизахист.

Мережі на основі сервера

Якщо до мережі підключено більше 10 користувачів, то одне рангові мережу,де комп'ютери виступають у ролі клієнтів, і серверів, може виявитисянедостатньо продуктивною. Тому більшість мереж використовуютьвиділені сервери. Виділених називається такий сервер, якийфункціонує тільки як сервер. Вони спеціально оптимізовані для швидкоїобробки запитів від мережних клієнтів і для керування захистом файлів ікаталогів. Мережі на основі сервера стали промисловим стандартом.

Зі збільшенням розмірів мережі та обсягів мережевого трафіку необхіднозбільшувати кількість серверів. Розподіл завдань серед декількохсерверів гарантує, що кожна завдання буде виконуватися найефективнішимспособом з усіх можливих.

Круг завдань, які повинні виконувати сервери, різноманітний і складний.
Щоб пристосуватися зростаючим потребам користувачів, сервери ввеликих мережах стали спеціалізованими. Наприклад, у мережі Windows NTіснують різні типи серверів:
Файл-сервери і принт - сервери керують доступом відповідно до файлів іпринтерів, на серверах додатків виконуються прикладні частини клієнт --серверних додатків, а так само знаходяться дані доступні клієнтам.
Наприклад, щоб спростити вилучення даних, сервери зберігають великі обсягиінформації в структурованому вигляді. Ці сервери відрізняються від файл --серверів і принт - серверів. У принт - серверах, файл або дані цілкомкопіюються на запитуваний комп'ютер. А в сервері додатків назапитуваний комп'ютер посилаються тільки результати запиту. Програма -клієнт на віддаленому комп'ютері отримує доступ до даних, що зберігається насервері додатків. Однак замість всієї бази даних на ваш комп'ютер зсервера завантажуються тільки результати запиту.

У розширеній мережі використання серверів різних типів стаєнайбільш актуальним. Необхідно тому враховувати всілякі нюанси,які можуть виявитися при розростанні мережі, з тим щоб зміна роліпевного сервера надалі не позначилося на роботі всієї мережі.

Основним аргументом при роботі в мережі на основі виділеного серверає, як правило, захист даних. У таких мережах, як наприклад Windows
NT Server, проблемами безпеки може займатися один адміністратор.

Оскільки життєво важлива інформація розташована централізовано, тоє, зосереджена на одному або декількох серверах, неважко забезпечитиїї регулярне резервне копіювання. Завдяки надлишковим системам даніна будь-якому сервері можуть дублюватися в реальному часі, тому в разіпошкодження основної області зберігання даних інформація не буде втрачена
-Легко скористатися резервною копією. Мережі на основі сервера можутьпідтримувати тисячі користувачів. Мережею такого розміру, якби його не було одне --рангової, неможливо було б керувати. Так як комп'ютер користувача невиконує функції сервера, вимоги до його характеристиками залежать відсамого користувача.

Усі ЛОМ працюють в одному стандарті, прийнятому для комп'ютерних мереж --у стандарті Open Systems Interconnection (OSI).

Базова модель OSI (Open System Interconnection)

Для того щоб взаємодіяти, люди використовують загальну мову. Якщо вонине можуть розмовляти один з одним безпосередньо, вони застосовуютьвідповідні допоміжні засоби для передачі повідомлень.

Вказані вище стадії необхідні, коли повідомлення передається відвідправника до одержувача.

Для того щоб надати руху процес передачі даних,використовували машини з однаковим кодуванням даних і пов'язані одна зінший. Для єдиного уявлення даних, у лініях зв'язку за якимипередається інформація, сформована Міжнародна організація постандартизації (англ. ISO - International Standards Organization).

ISO призначена для розробки моделі міжнародногокомунікаційного протоколу, у рамках якої можна розроблятиміжнародні стандарти. Для наочного пояснення розчленуємо її на сімрівнів.

Міжнародних організація по стандартизації (ISO) розробила базовумодель взаємодії відкритих систем (англ. Open Systems Interconnection
(OSI)). Ця модель є міжнародним стандартом для передачі даних.

Модель містить сім окремих рівнів:

Рівень 1: фізичний - бітові протоколи передачі інформації;

Рівень 2: канальний - формування кадрів, керування доступом досередовищі;

Рівень 3: мережний - маршрутизація, керування потоками даних;

Рівень 4: транспортний - забезпечення взаємодії віддаленихпроцесів;

Рівень 5: сеансовий - підтримка діалогу між віддаленимипроцесами;

Рівень 6: уявленні даних - інтерпретація переданих даних;

Рівень 7: прикладний - користувальне керування даними.

Основна ідея цієї моделі полягає в тому, що кожному рівнюприділяється конкретна роллю, в тому числі і транспортному середовищі. Завдякицьому загальна задача передачі даних розчленовується на окремі легкодоступні для огляду задачі. Необхідні угоди для зв'язку одного рівня, наприкладвищерозташованих і нижче розташованого називають протоколом.

Тому що користувачі мають потребу в ефективному управлінні, системаобчислювальної мережі рекомендується як комплексна будівля, щокоординує взаємодію задач користувачів.

З урахуванням вищевикладеного можна вивести таку рівневу модель задміністративними функціями, що виконуються в призначеному для користувача прикладномурівні.

Окремі рівні базової моделі проходять у напрямку униз відджерела даних (від рівня 7 до рівня 1) і в напрямку нагору відприймача даних (від рівня 1 до рівня 7). Користувальницькі даніпередаються в нижчерозташованими рівень разом із специфічним для рівнязаголовком до тих пір, поки не буде досягнутий останній рівень.

На приймальній стороні надходять дані аналізуються і, в мірупотреби, передаються далі в вищерозташованих рівень, поки інформаціяне буде передана в призначений для користувача прикладний рівень.

Рівень 1. Фізичний.
На фізичному рівні визначаються електричні, механічні,функціональні та процедурні параметри для фізичної зв'язку в системах.
Фізична і нерозривний зв'язок з нею експлуатаційна готовність єосновною функцією 1-го рівня. Стандарти фізичного рівня включаютьрекомендації V.24 МККТТ (CCITT), EIA RS232 і Х.21. Стандарт ISDN
(Integrated Services Digital Network) у майбутньому зіграє визначальну рольдля функцій передачі даних. Як середовище передачі даних використовуютьтрижильним мідний дріт (екранована вита пара), коаксіальний кабель,оптоволоконний провідник і радіорелейний лінію.

Рівень 2. Канальний.

Канальний рівень формує з даних, переданих 1-м рівнем, такзвані "кадри" послідовності кадрів. На цьому рівні здійснюютьсяуправління доступом до передавальної середовищі, яка використовується декількома ЕОМ,синхронізація, виявлення та виправлення помилок.

Рівень 3. Мережний.

Мережевий рівень встановлює зв'язок в обчислювальної мережі між двомаабонентами. З'єднання відбувається завдяки функцій маршрутизації, яківимагають наявності мережевої адреси у пакеті. Мережевий рівень повинен такожзабезпечувати обробку помилок, мультиплексування, управління потокамиданих. Найвідоміший стандарт, що відноситься до цього рівня, --рекомендація Х.25 МККТТ (для мереж загального користування з комутацієюпакетів).

Рівень 4. Транспортний.

Транспортний рівень підтримує безперервну передачу даних міждвома що взаємодіють один з одним користувацькими процесами.
Якість транспортування, безпомилковість передачі, незалежністьобчислювальних мереж, сервіс транспортування з кінця в кінець, мінімізаціявитрат і адресація зв'язку гарантують безперервну і безпомилкову передачуданих.

Рівень 5. Сеансовий.

Сеансовий рівень координує прийом, передачу і видачу одного сеансузв'язку. Для координації необхідні: контроль робочих параметрів, управлінняпотоками даних проміжних накопичувачів і діалоговий контроль,гарантує передачу, що є в розпорядженні даних. Крім того,сеансовий рівень містить додатково функції управління паролями,підрахунку плати за користування ресурсами мережі, управління діалогом,синхронізації та скасування зв'язку під час передачі після збою внаслідок помилокв нижчерозташованими рівнях.

Рівень 6. Подання даних.

Рівень представлення даних призначений для інтерпретації даних, атакож підготовки даних для користувача прикладного рівня. На цьомурівні відбувається перетворення даних з кадрів, які використовуються дляпередачі даних в екранний формат або формат для друкуючих пристроївкінцевої системи.

Рівень 7. Прикладної.

У прикладному рівні необхідно надати в розпорядженнякористувачів вже перероблену інформацію. З цим може справитисясистемне і користувальницьке прикладне програмне забезпечення.

Мережні пристрої і засоби комунікацій.

У якості засобів комунікації найбільше часто використовуються крученапара, коаксіальний кабель, оптоволоконні лінії. При виборі типу кабелювраховують наступні показники:

• вартість монтажу та обслуговування,

• швидкість передачі інформації,

• обмеження на величину відстані передачі інформації без додаткових підсилювачів-повторювачів (репітерів ),

• безпеку передачі даних.

Головна проблема полягає в одночасному забезпеченні цихпоказників, наприклад, найвища швидкість передачі даних обмеженамаксимально можливим відстанню передачі даних, при якому щезабезпечується необхідний рівень захисту даних. Легка нарощуваність іпростота розширення кабельної системи впливають на її вартість.

Вита пара.

Найбільш дешевим кабельним з'єднанням є вітое двожильніпровідне з'єднання часто називане "кручений парою" (twisted pair). Вонадозволяє передавати інформацію зі швидкістю до 10 Мбіт/с., легконарощується, однак не захищена від перешкод. Довжина кабеля не може перевищувати
1000 м при швидкості передачі 1 Мбіт/с. Перевагами є низька цінаі простота установки. Для підвищення перешкодозахищеності інформації частовикористовують екрановані виту пару, тобто виту пару, вміщену векранує оболонку, подібно до екрану коаксіального кабелю. Це збільшуєвартість витої пари і наближений?? ет її ціну до ціни коаксіального кабелю.

Еthernet-кабель.

Ethernet-кабель також є коаксіальним кабелем з хвильовимопором 50 Ом. Його називають ще товстий Ethernet (thick), жовтийкабель (yellow cable) або 10BaseT5. Він використовує 15-контактнестандартне включення. Внаслідок перешкодозахищеності він є дорогоюальтернативою звичайним коаксіальним кабелях. Максимально доступнийвідстань без повторювача не перевищує 500 м, а загальна відстань мережі
Ethernet - близько 3000 м. Ethernet-кабель, завдяки своїй магістральноїтопології, використовує в кінці лише один навантажувальний резистор.

Сheapernеt-кабель.

Більш дешевим, ніж Ethernet-кабель є з'єднання Cheapernet -кабель або, як його часто називають, тонкий (thin) Ethernet або 10BaseT2.
Це також 50-омний коаксіальний кабель зі швидкістю передачі інформації вдесять мільйонів біт в секунду.

При з'єднанні сегментів Сhеарегnеt-кабелю також потрібніповторювачі. Обчислювальні мережі з Cheapernet-кабелем мають невеликувартість та мінімальні витрати при нарощуванні. З'єднання мережевих платпроводиться за допомогою широко використовуваних малогабаритних байонетнимроз'ємів (СР-50). Додаткове екранування не потрібно. Кабельприєднується до ПК за допомогою тройниковая з'єднувачів (T-connectors).

Відстань між двома робочими станціями без повторювачів можестановити максимум 300 м, а загальна відстань для мережі на Cheapernet-кабелю
- Близько 1000 м. Приймач Cheapernet розташований на мережний платі іяк для гальванічної розв'язки між адаптерами, так і для посиленнязовнішнього сигналу

Оптоволоконні лінії.

Найбільш дорогими є оптопроводнікі, звані такожскловолоконних кабелем. Швидкість поширення інформації з нихдосягає декількох мільярдів біт на секунду. Допустиме видалення більш 50км. Зовнішній вплив перешкод практично відсутній. На даний момент ценайбільш дороге з'єднання для ЛОМ. Застосовуються вони там, девиникають електромагнітні поля перешкод або потрібно передача інформації надуже великі відстані без використання повторювачів. Вони володіютьпротівоподспушівающімі властивостями, тому що техніка відгалужень воптоволоконних кабелях дуже складна. Оптопроводнікі об'єднуються в JIBC здопомогою зіркоподібно з'єднання.

Сетевая карта

Плати мережевого адаптера виступають в якості фізичного інтерфейсу, абоз'єднання між комп'ютером та мережевим кабелем. Плати вставляються вспеціальні гнізда (слоти розширення) всіх комп'ютерів і серверів. Щобзабезпечити фізичне з'єднання між комп'ютером і мережею, довідповідного роз'єму, або порту, плати (після її установки) підключаютьмережний кабель. Призначення плати мережного адаптера:

- підготовка даних, що надходять від комп'ютера, до передачі з мережевого кабелю

- передача даних іншого комп'ютера

- управління потоком даних між комп'ютером та кабельної системою

- плата мережного адаптера приймає дані з мережевого кабелю і переводить у форму, зрозумілу центрального процесора комп'ютера.

Плата мережного адаптера складається з апаратної частини та вбудованих програм,записаних в ПЗП (постійному пристрої, що запам'ятовує). Ці програмиреалізують функції підрівнів управління логічної зв'язком і керуваннядоступом до середовища канального рівня моделі OSI.

Разветвитель (HAB)

Разветвитель служить центральним вузлом в мережах з топологією «зірка».

Репітер

При передачі з мережевого кабелю електричний сигнал поступово слабшає
(загасає). І, спотворюється до такої міри, що комп'ютер перестає йогосприймати. Для запобігання спотворення сигналу застосовується репітер,який посилює (відновлює) ослаблений сигнал і передає йогодалі по кабелю. Застосовуються репітери в мережах з топологією «шина».

Існує ряд принципів побудови ЛОМ на основі вище розглянутихкомпонентів. Такі принципи ще називають - топологіями.

Топології обчислювальної мережі.

Топологія типу зірка.

Концепція топології мережі у виді зірки прийшла з області великих
ЕОМ, у котрої головна машина одержує й обробляє всі дані зпериферійних пристроїв як активний вузол обробки даних. Цей принципзастосовується в системах передачі даних, наприклад, в електронній пошті
RELCOM. Вся інформація між двома периферійними робочими місцями проходитьчерез центральний вузол обчислювальної мережі.

Топологія у вигляді зірки

Пропускна здатність мережі визначається обчислювальною потужністю вузлаі гарантується для кожної робочої станції. Колізій (зіткнень) данихне виникає.

Кабельне з'єднання досить просте, тому що кожна робоча станціяпов'язана з вузлом. Витрати на прокладку кабелів високі, особливо колицентральний вузол географічно розташований не в центрі топології.

При розширенні обчислювальних мереж не можуть бути використані ранішевиконані кабельні зв'язки: до нового робочого місця необхіднопрокладати окремий кабель з центра мережі.

Топологія у виді зірки є найбільш швидкодіючої з усіхтопологій обчислювальних мереж, оскільки передача даних між робочимистанціями проходить через центральний вузол (при його гарнійпродуктивності) по окремих лініях, використовуваним тільки цими робітникамистанціями. Частота запитів передачі інформації від однієї станції до іншоїневисока в порівнянні з досягається в інших топологіях.

Продуктивність обчислювальної мережі в першу чергу залежить відпотужності центрального файлового сервера. Він може бути вузьким місцемобчислювальної мережі. У випадку виходу з ладу центрального вузла порушуєтьсяробота всієї мережі.

Центральний вузол керування - файловий сервер мотає реалізуватиоптимальний механізм захисту проти несанкціонованого доступу доінформації. Вся обчислювальна мережа може управлятися з її центру.

Кільцева топологія.

При кільцевій топології мережі робочі станції пов'язані одна з іншою поколі, тобто робоча станція 1 з робочою станцією 2, робоча станція 3

Кільцева топологіяз робочою станцією 4 і т.д. Остання робоча станція пов'язана з першою.
Комунікаційна зв'язок замикається в кільце.

Прокладка кабелів від однієї робочої станції до іншої може бутидосить складною і дорогою, особливо якщо географічно робочістанції розташовані далеко від кільця (наприклад, у лінію).

Повідомлення циркулюють регулярно по колу. Робоча станція посилає повизначеній кінцевій адресі інформацію, попередньо отримавши з кільцязапит. Пересилання повідомлень є дуже ефективною, тому що більшістьповідомлень можна відправляти "у дорогу" по кабельній системі одне за іншим.
Дуже просто можна зробити кільцевий запит на всі станції.
Тривалість передачі інформації збільшується пропорційнокількості робочих станцій, що входять в обчислювальну мережу.

Основна проблема при кільцевій топології полягає в тому, щокожна робоча станція повинна активно брати участь у пересиланні інформації, іу разі виходу з ладу хоча б однієї з них вся мережа паралізується.
Несправності в кабельних з'єднаннях локалізуються легко.
Підключення нової робочої станції вимагає коротко термінового вимикання мережі,так як під час установки кільце повинне бути розімкнутими. Обмеження напротяжність обчислювальної мережі не існує, так як воно, у кінцевомурахунку, визначається винятково відстанню між двома робочимистанціями.

Шинна топологія.

При шинної топології середовище передачі інформації представляється у формікомунікаційного шляху, доступного дня всіх робочих станцій, до якого вонивсі повинні бути підключені. Всі робочі станції можуть безпосередньовступати в контакт з будь-якою робочою станцією, наявною в мережі.

Шинна топологія

Робочі станції в будь-який час, без переривання роботи всієїобчислювальної мережі, можуть бути підключені до неї або відключені.
Функціонування обчислювальної мережі не залежить від стану окремоїробочій станції.

У стандартній ситуації для шинної мережі Ethernet часто використовуютьтонкий кабель або Cheapernet-кaбeль з тройниковая з'єднувачем. Вимкненняі особливо підключення до такої мережі вимагають розриву шини, що викликаєпорушення циркулюючого потоку інформації і зависання системи.

Деревовидна структура ЛОМ.

Поряд з відомими топологіями обчислювальних мереж кільце, зірка ішина, на практиці застосовується і комбінована, на приклад деревоподібнаструктура. Вона утвориться в основному у вигляді комбінацій вищезгаданихтопологій обчислювальних мереж. Підстава дерева обчислювальної мережірозташовується в точці (корінь), в якій збираються комунікаційні лініїінформації (гілки дерева).
Обчислювальні мережі з деревоподібній структурою застосовуються там, денеможливо безпосереднє застосування базових мережних структур в чистомувигляді.

Типи побудови мереж за методами передачі інформації.

Локальна мережа Token Ring

Цей стандарт розроблений фірмою IBM. Як передає середовищазастосовується неекранована або екранована кручена пара (UPT або SPT)або оптоволокно. Швидкість передачі даних 4 Мбіт/с або 16Мбіт/с. В якостіметоду управління доступом станцій до передавальної середовищі використовується метод --маркерне кільце (Тоken Ring). Основні положення цього методу:пристрої підключаються до мережі по топології кільце;всі пристрої, підключені до мережі, можуть передавати дані, тількиотримавши дозвіл на передачу (маркер);в будь-який момент часу тільки одна станція в мережі володіє таким правом.

Типи пакетів.

У IВМ Тоkеn Ring використовуються три основні типи пакетів:пакет управління/дані (Data/Соmmand Frame);маркер (Token);пакет скидання (Аbort).

Пакет Управління/Дані. За допомогою такого пакету виконується передачаданих або команд керування роботою мережі.

Маркер. Станція може почати передачу даних тільки після одержаннятакого пакету, В одному кільці може бути тільки один маркер і,відповідно, тільки одна станція з правом передачі даних.

Пакет скидання. Здійснення такого пакету називає припинення будь-якихпередач.

У мережі можна підключати комп'ютери по топології зірка або кільце.

Локальна мережа Ethernet

Специфікацію Ethernet в кінці сімдесятих років запропонувала компанія
Xerox Corporation. Пізніше до цього проекту приєдналися компанії Digital
Equipment Corporation (DEC) і Intel Corporation. У 1982 році булаопублікована специфікація на Ethernet версії 2.0. На базі Ethernet іІнституту IEEE був розроблений стандарт IEEE 802.3. Відмінності між ниминезначні.

Основні принципи роботи.

На логічному рівні в Ethernet застосовується топологія шина:всі пристрої, підключені до мережі, рівноправні, тобто будь-яка станція можепочати передачу в будь-який момент часу (якщо передавальна середу вільна);передача однією станцією, доступні всім станціям мережі.

Правила монтажу кабельної частини ЛВС.

10 BaseT

У 1990 році інститут випустив специфікацію IEEE 802.3 для побудови мережі
Ethernet на основі витої пари. 10 BaseT (10 - швидкість передачі 10 Мбітс., Base - вузькосмуговий, Т - кручена пара) - мережа Ethernet, яка дляз'єднання комп'ютерів зазвичай використовує неекрановану виту пару (UTP).
Більшість мереж цього типу будуються у вигляді зірки, але за системою передачісигналів представляють собою шину, як і інші конфігурації Ethernet.
Зазвичай разветвитель мережі 10BaseT виступають як багатопортовий репітер.
Кожен комп'ютер підключається до іншого кінця кабелю, сполученого зперехідником, і використовує дві пари проводів: одна для прийому, іншу дляпередачі.

Максимальна довжина сегмента 10BaseT - 100 м. Мінімальна довжина кабелю - 2,5м. ЛВС 10BaseT може обслуговувати до 1024 комп'ютерів.
Для побудови мережі 10BaseT застосовують:

. кабель категорії 3, 4 лив 5 UTP
. з'єднувачі RJ - 45 на кінцях кабелю,
Відстань від робочої станції до розгалужувачі не більше 100 м.

10Base2

Відповідно до специфікації IEEE 802.3 ця топологія називається
10Base2 (10 - швидкість передачі 10 Мбіт/с, Base - вузькосмуговий передача,
2 - передача на відстань, приблизно в два рази перевищує 100 м
(фактичне відстань 185 м).

Мережа такого типу орієнтована на тонкий коаксіальний кабель, аботонкий Ethernet, з максимальною довжиною сегмента 185 м. Мінімальна довжинакабелю 0,5 м. Крім того існує обмеження на максимальну кількістькомп'ютерів, яке може бути підключено на 185 - метровому сегментікабелю, - 30 штук.

Компоненти кабелю «тонкий Ethernet":

- BNC барель - коннектори (з'єднувачі);

- BNC Т - коннектори;

- BNC - термінатори;
Мережі на тонкому Ethrnet зазвичай мають топологію «шина». Стандарти IEEE длятонкого Ethernet не передбачають використання кабелю трансівера між
Т - коннектором і момпьютером. Натомість Т - конектор мають у своєму розпорядженнібезпосередньо на платі мережевого адаптера.

BNC барелл - коннектор, поєднуючи сегменти кабелю, дозволяє збільшитийого загальну довжину. Однак їх використання необхідно звести до мінімуму,оскільки вони погіршують якість сигналу.

Мережа на тонкому Ethernet - економічний спосіб реалізації мереж дляневеликих відділень для робочих груп. Використаний у такого типу мережахкабель відносно не дорогий, простий в установці, легко конфігурується.
Мережа на тонкому Ethernet може підтримувати до 30 вузлів (комп'ютерів іпринтерів) на один сегмент.

Мережа на тонкому Ethernet може складатися максимум з п'яти сегментівкабелю, з'єднаних чотирма репітера, але лише до трьох сегментах прице можуть бути підключені робочі станції. Таким чином два сегментизалишаються зарезервованими для репітерів, їх називають межрепітернимізв'язками. Така конфігурація називається правило 5 - 4 - 3.

10Base5.

Відповідно до специфікації IEEE ця топологія називається 10Base5 (10 --швидкість передачі 10 Мбіт/с, Base - вузькосмуговий передача, 5 - сегментипо 500 метрів (5 разів по 100 метрів)). Є й інша її назва --стандартний Ethrnet.

Мережі на товстому коаксіальному кабелі (товстий Ethrnet) зазвичайвикористовують топологію "шина". Товстий Ethrnet може підтримувати до 100вузлів (робочих станцій, репітерів і т. д.) на магістральний сегмент.
Магістраль, або магістральний сегмент, - головний кабель, до якогоприєднуються трансивери з підключеними до них робочими станціями ірепітера. Сегмент товстого Ethernet може мати довжину 500 метрів призагальній довжині мережі 2500 метрів. Відстані і допуски для товстого Ethernetбільше, ніж для тонкого Ethernet.

Компоненти кабельної системи:

- Трансивери. Трансивери, забезпечуючи зв'язок між комп'ютером і головним кабелем ЛВС, суміщені з «зубом вампіра», з'єднаний з кабелем.

- Кабелі трансіверов. Кабель трансівера (відгалужується кабель) з'єднує кабель із платою мережевого адаптера.

- DIX - коннектор, або AUI - конектор. Цей коннектор розташований на кабелі трансівера.

- Баррел - коннектори і термінатори.
Мережа на товстому Ethernet може складатися максимум з п'яти магістральнихсегментів, з'єднаних репітера (за специфікацією IEEE 802.3), але тільки дотрьох сегментах при цьому можуть бути підключені комп'ютери. При обчисленнізагальної довжини кабелю "товстий Ethernet" довжина кабелю трансівера НЕвраховується, тобто до уваги приймають тільки довжину сегмента кабелю "товстий Ethernet ". Мінімальна відстань між сусідніми з'єднаннями -
2,5 метра. У цю відстань не входить довжина кабелю трансівера. Товстий
Ethernet був розроблений для побудови ЛОМ у рамках великого відділу ливвсього будинку.

Зазвичай у великих мережах спільно використовують товстий і тонкий
Ethernet. Товстий Ethernet добре підходить як магістралі, а длявідгалужується сегментів застосовують тонкий Ethernet. Ви напевно пам'ятаєте, щотовстий Ethernet має мідну жилу більшого перетину і може передаватисигнали на великі відстані, ніж тонкий Ethernet. Трансивер з'єднують зкабелем "товстий Ethernet", AUI - конектор кабелю трансівера включають врепітер. Відгалужується сегменти «тонкого Ethernet» з'єднують з репітер,а до них вже підключаються комп'ютери.

10BaseFL.

10BaseFL (10 - швидкість передачі 10 Мбіт/с, Base - вузькосмуговий передача,
FL - оптичне волокно) є мережею Ethernet, в якійкомп'ютери і репітери соеденіни між собою оптоволоконним кабелем.
Основна причина популярності 10BaseFL - можливість прокладати кабельміж репітера на великі відстані (наприклад, між будівлями).
Максимальна довжина сегмента 10BaseFL - 2000 метрів.

----------------------------------- ------------------------------------< br>-------------------------------------------------- --------------------------< br>-------------------------------------------------- --------------------------< br>-------------------------------------------------- --------------------------< br>-

10Base-T. Неекранований кабель з скручених пар (UTP)
8 скручених попарно одножильних мідних провідників діаметром 0.5 мм(24
AWG). Допускається також використання кабелів з провідниками діаметром 0.63мм (22 AWG). Всі 4 пари провідників поміщені з загальну пластикову оболонку.

Кожна пара провідників в кабелі позначена своїм кольором - один зпровідників має суцільну забарвлення, для іншого чергується біла і кольоровазабарвлення. Пари маркуються голубим, помаранчевим, зеленим та коричневим кольорами.

На зовнішній оболонці кабелю повинна бути вказана категорія.
Розетки та роз'єми UTP
Для підключення кабелів використовуються 8-контактні модульні розетки
(modular jack). На кабелях встановлюють за допомогою спеціальних обтискнихкліщів 8-контактні роз'єми RJ-45. модульна розетка 8-контактні роз'єми RJ-45

Розводка контактів

T568A T568B

При обміні даними між двома пристроями приймач одного з пристроївповинен бути з'єднаний з передавачем іншого і навпаки. Перекрутка пар
(cross-over) зазвичай реалізується всередині одного з пристроїв при розводцікабелю в роз'ємі. Деякі порти концентраторів і комутаторівпідтримують можливість зміни типу розводки провідників у роз'ємі (MDI-Xабо Normal). Мережеві адаптери комп'ютерів зазвичай не дозволяють змінювати типрозведення порту і позначаються як пристрої з портом MDI або Uplink.
На малюнках 1 і 2 показані варіанти з'єднання портів прямим іперекрученим (cross-over) кабелем.
Малюнок 1. З'єднання прямим кабелем
Малюнок 2. З'єднання перекрученим кабелем

Кабельні стики повинні забезпечувати не менше 750 циклівз'єднання-роз'єднання.
Установка з'єднувальних елементів

Довжина розкрученої частини пар при установціз'єднувальних елементів повинна бути мінімальною - не більше 25 мм длякатегорії 4 і не більше 13 мм - для категорії 5. При установціз'єднувальних елементів дотримуйтеся рекомендацій виробника. Знімайтезахисну оболонку з кабелю тільки на довжину, яка вимагається для установкиз'єднувальних елементів.

Сполучні шнури (патч-кабелі) UTP
Категорія патч-кабелю повинна відповідати категорії кабелю вгоризонтальній системі.
Патч-кабелі повинні мати багатожильні провідники для забезпеченнядостатньої гнучкості.

Прокладка кабелів
1. Щоб уникнути обриву провідників натяг не повинно перевищувати 110N.
2. Радіус вигину не повинен бути менше:

3. 4 діаметрів кабелю для горизонтальної проводки.
3. Уникайте передавлювання кабелів, причинами якого можуть бути:перекручення кабелів при установцінеакуратне підвішування кабелівдуже щільна укладання кабелів в канал або коробслішкоммалий радіус вигину

10BASE2 Тонкий коаксіальний кабель
Характеристики кабелю: діаметр 0.2 ", RG-58A/U 50 Ом
Прийнятні роз'єми: BNC
Максимальна довжина сегмента: 185 м
Мінімальна відстань між вузлами: 0.5 м
Максимальне число вузлів в сегменті: 30
Специфікації кабелю пр