Глобальные сети и браузеры

2.4.4.Комбинированные  сети

Каждая  из приведенных структур сетей обладает определенными достоинствами и  недостатками. Преодолеть некоторые недостатки и повысить эффективность сетей можно путем комбинирования (структурирования)различных топологий. Например, на рис.2.4.4.1. изображена сеть с одним УК и двумя магистральными моноканальными подсетями. Сеть может включать несколько УК, каждый из которых имеет несколько портов.

Рис.2.4.4.1. Комбинированная ЛКС(вариант 1)

Условные  обозначения: ЦУС – центр управления сетью, ПЭВМ – персональный компьютер, УК – узел коммуникации На рис.2.4.4.2.показана сеть из двух УК, ПЭВМ к которым подключены разными способами.Достоинства сетей:

- возможность  легкого наращивания абонентов  и ресурсов сети;

- изменение  конфигурации сетевой структуры;

- повышение  надежности сети;

- продление  жизненного цикла.

Рис.2.4.4.2. Комбинированная ЛКС (вариант 2)

Условные  обозначения: ЦУС – центр управления сетью, ПЭВМ – персональный компьютер, УК – узел коммуникации Недостатком  таких систем является более высокая их стоимость за счет дополнительного технического и программного сетевого оборудования.К комбинированной структуре можно отнести и полносвязную сеть (рис.2.4.4.3).

Рис.2.4.4.3. Структура полносвязной сети

Условные  обозначения: ПЭВМ –персональный компьютер

Достоинства сети:

- наименьшая  задержка передачи сообщения  между компонентами сети;

- наибольшая  надежность сети.

К недостаткам сети относятся: неэффективность, сложность и наибольшая длина  физической среды.

В зависимости от конструктивных особенностей помещений фирмы,расположения сотрудников в помещениях,приоритета абонентов сети, допустимой задержки передачи сообщений и других факторов могут использоваться и другие структуры сетей.

2.5. Характеристика физических  сред передачи  данных в ЛКС

В качестве физической среды передачи сигналов в ЛКС применяются витые (скрученные) пары проводов (ВП), коаксиальные (КК), оптоволоконные (ОВК) кабели и радиоканалы (РК).Учитывая эксплуатационные характеристики и стоимость различных сред передачи сигналов, наибольшее применение в ЛКС средней протяженности(офисы, небольшие фирмы, предприятия и организации) нашли витые пары и коаксиальные кабели. Витая пара- это телефонный провод европейского стандарта, включающий два изолированных проводника. Коаксиальный кабель состоит из центрального проводника,окруженного слоем изолирующего материала, проводящего электрический ток экрана, и внешней оболочки.В ЛКС большой протяженности применяются оптоволоконные кабели. По ОВК передаются не электрические сигналы, а световая энергия. Внутреннюю часть ОВК составляют тонкие нити кварцевого волокна с низким коэффициентом затухания и высоким коэффициентом отражения. Внутреннюю часть ОВК окружает стеклянная пленка, имеющая меньший коэффициент отражения, чем кварц. В связи с этими физическими свойствами кварца и стекла ОВК могут передавать информацию на значительные расстояния.В радиоканальных ЛКС применяются в основном радиочастотные,инфракрасные и микроволновые радиостанции на дальности прямой видимости.

3. Глобальные компьютерные  сети

3.1. Классификация сетей

Глобальные  сети можно классифицировать по следующим  признакам:

1. По типу средств коммуникаций:

- наземные  многоузловые сети;

- спутниковые  радиосети;

- комбинированные  сети.

2. По способу коммутации сообщений:

- коммутация  каналов;

- коммутация  сообщений;

- коммутация  пакетов;

- адаптивная  коммутация.

3. По выбору маршрута передачи  сообщения:

- фиксированные  пути;

- направленный  выбор пути;

- случайные  пути;

- лавинный  способ.

3.2. Наземные многоузловые сети

3.2.1.Общая  структура сети

Структура многоузловой сети показана на рис.3.2.1.1.

Рис.3.2.1.1.Комбинированная  ЛКС

Условные  обозначения: Т – терминал, УК –  узел коммуникации, ЦУС – центр  управления сетьюРабочими ЭВМ сети могут быть все классы ЭВМ от персональных до суперЭВМ. Используются также отдельные терминалы (Т). Абоненты подключаются к сети посредством телефонных и телеграфных каналов связи в точках подключения (ТП). Доступ пользователей к ресурсам сети осуществляется через узлы коммутации. Каждый узел коммутации (УК) обслуживает определенное число пользователей,обычно наиболее близко расположенных к узлу. Архитектуру УК составляют ЭВМ со специальным сетевым программным обеспечением и коммуникационное оборудование. УК могут быть обслуживаемыми и необслуживаемыми, т. е. работающими в автоматическом режиме. УК выполняют важные сетевые функции: анализ и формирование сетевых адресов абонентов, кодирование сообщений, контроль и коррекцию ошибок, появившихся в процессе передачи информации, управление потоками сообщений, выбор оптимального для данной ситуации маршрута передачи сообщения и др. Один из УК выполняет роль шлюза или моста.С одним из УК совмещается центр управления сетью (ЦУС), на котором работает администратор сети. В ЦУС, как правило, входит наиболее мощная ЭВМ сети со специальным программным обеспечением.

Между УК прокладываются, как правило, магистральные скоростные каналы передачи данных (МСКПД) на основе Коаксиальных, многожильных и оптоволоконных кабелей. В крайнем случае используются телефонные линии связи, обладающие средней скоростью передачи данных.Достоинства многоузловой сети:

- возможно  использование ранее проложенных  каналов связи;

- допустимо  применение в разных частях  сети различных физических сред и скоростей передачи данных;

- возможность  применения различных способов  коммутации и выбора путей  передачи сообщений.

Недостатки:

-сложность  прокладки в труднодоступных  местах 
(горах, болотах, пустынях, в воде);

-невозможность  связи с движущимися абонентами.

3.2.2. Принцип модемной  связи

Чтобы передать дискретный двоичный сигнал с выхода одной ПЭВМ на вход другой по аналоговой телефонной линии связи, этот сигнал должен быть преобразован в стандартную форму передачи сигнала по телефонной линии. Такое преобразование называется модуляцией,а устройство, осуществляющее преобразование модулятором. На входе ПЭВМ - получателя сообщения 
должно быть сделано обратное преобразование,которое называется демодуляцией, а устройство — демодулятором. Так как ПЭВМ передает и принимает сообщение, то модулятор и демодулятор объединяют в одном устройстве под названием модем. Модемы выпускаются как в виде отдельных блоков, так и встроенными в ПЭВМ. В зависимости от качества модемов и линий связи скорость передачи данных через 
модемы составляет 2400, 4800, 9600 бит/с. Для того чтобы две ПЭВМ могли обмениваться информацией, кроме модема и физической среды передачи сигналов необходимо специальное программное обеспечение для согласования работы ПЭВМ и поддержки средств коммуникаций. Большинство модемов автоматически определяют, с какой скоростью поступает информация, проводят тестирование качества линии связи, а также кодируют сообщения специальными помехоустойчивыми кодами.Обычный тип модема позволяет передавать только текстовую информацию, в связи с чем его иногда называют телефонным. Кроме телефонного модема выпускаются факс—модемы, которые могут передавать графическую информацию: деловые письма с подписями и печатями, чертежи, эскизы,рисунки, фотографии. Для разносторонней работы пользователя в сети к ПЭВМ должен быть подключен сканер.

3.2.3. Способы коммутации  и выбор пути  передачи сообщенияСпособами коммутации при передаче сообщений являются:Коммутация каналов устанавливает физическое соединение (рис.3.2.3.1.) между абонентом-отправителем сообщения (Отпр.) и получателем(Пол.). Отправитель посылает специальный сигнал, который перемещается от одного УК к другому и устанавливает физический прямой канал связи между отправителем и получателем. После установления физического канала связи получатель посылает об этом отправителю специальный сигнал. Получив сигнал, отправитель посылает сообщение. После передачи всего сообщения канал связи разъединяется. Способ коммутаций каналов прост в реализации,но дает наибольшую задержку при передаче сообщения и снижает пропускную способность сети.

Рис.3.2.3.1. Фрагмент средств коммуникаций сети

Условные  обозначения: УК – узел коммуникацииКоммутация сообщений не устанавливает физический канал связи между абонентами. Определяется логический канал связи, т. е.указывается адрес получателя сообщения,адрес отправителя и путь передачи сообщения. Поступившее в УК сообщение запоминается и ждет до тех пор, пока не освободится канал к следующему УК. Сообщение в каждый момент времени занимает только канал между двумя соседними УК. Это повышает пропускную способность сети и уменьшает задержку передачи сообщения.Коммутация пакетов. На транспортном уровне ЭМВОС сообщение разбивается на одинаковой длины фрагменты.На более нижних уровнях фрагмент сообщения снабжается заголовком и концевиком. В заголовке записывается:адрес получателя, порядковый номер фрагмента, маршрут его движения и информация для управления каналом связи. В концевик пишется информация (код) для контроля правильности передачи сообщения по каналу связи. Фрагмент сообщения с заголовком и концевиком называется пакетом. Пакеты передаются по сети независимо друг от друга и могут проходить по разным путям.Преимущества способа коммутации пакетов:

- увеличение  пропускной способности сети;

- уменьшение  задержки передачи сообщений;

- увеличение  скрытности передачи, так как  пакеты могут передаваться по  разным путям.

Недостатком способа является усложнение программных и технических средств коммутации.Адаптивная коммутация учитывает достоинства и недостатки различных способов коммутации. Так как при длинных сообщениях более экономичным является коммутация каналов, а при коротких - коммутация пакетов, то в реальных сетях целесообразно совмещение обоих способов. Поэтому наиболее эффективным способом коммутации каналов является адаптивная коммутация, которая предполагает автоматическое переключение способов коммутации каналов и пакетов в зависимости от загрузки сети.Правильный выбор пути передачи сообщения уменьшает задержку в передаче, увеличивает пропускную способность сети и повышает надежность передачи сообщения.Фиксированные пути устанавливают постоянные маршруты передачи сообщений между каждой парой абонентов в сети. С этой целью составляется таблица маршрутов, т. е. конкретные УК,через которые должно пройти сообщение при передаче между абонентами. При видимой простоте метод имеет недостатки:низкая надежность ввиду отсутствия резервных путей и неадаптивность сети к перегрузкам на отдельных участках.Направленный выбор пути является развитием метода фиксированных путей. В таблице маршрутов кроме основных путей указываются резервные пути в порядке их приоритетности. Выбор пути делается с учетом его приоритета, а также состояния отдельных участков сети (наличия отказов и перегрузок).Случайный выбор пути. Сообщение из УК посылается по случайно выбранному маршруту, лишь бы канал был свободен. Будучи простым по реализации, метод дает самое большое среднее время задержки сообщения.Лавинный метод. Сообщение из каждого УК посылается по всем направлениям. Достоинством метода является его высокая надежность и наименьшая задержка передачи сообщения. Однако при этом резко возрастают нагрузки на сеть и снижается пропускная способность.