Meny
Är gratis
registrering
Hem  /  Problem/ Nätverksteknik för lokala nätverk. Flera viktiga parametrar

Nätverksteknik för lokala nätverk. Flera viktiga parametrar

LAN -arkitektur eller teknik kan delas in i två generationer. Den första generationen innehåller arkitekturer som ger låga och medelstora dataöverföringshastigheter: Ethernet 10 Mbps), Token Ring (16 Mbps) och ARC -nät (2,5 Mbps).

Dessa tekniker använder kopparkablar för att överföra data. Den andra generationen teknik inkluderar moderna höghastighetsarkitekturer: FDDI (100 Mbps), ATM (155 Mbps) och moderniserade versioner av den första generationens (Ethernet) arkitekturer: Fast Ethernet (100 Mbps) och Gigabit Ethernet (1000 Mbps)). Avancerade första generationens arkitekturer är utformade för både koppar- och fiberoptiska kablar. Ny teknik (FDDI och ATM) är inriktad på användningen av fiberoptiska dataöverföringsledningar och kan användas för samtidig överföring av olika typer av information (video, röst och data). Nätverksteknik är den minsta uppsättning standardprotokoll och programvara och hårdvara som implementerar dem, tillräckligt för att bygga ett datornätverk. Nätverksteknik kallas kärnteknik. För närvarande finns det ett stort antal nätverk med olika standardiseringsnivåer, men sådana välkända tekniker som Ethernet, Token-Ring, Arcnet, FDDI har blivit utbredda.

Nätverksåtkomstmetoder

Ethernetär en multi-access-teknik som lyssnar på bärare med kollisionsupplösning. Innan överföringen startar bestämmer varje arbetsstation om kanalen är ledig eller upptagen. Om kanalen är ledig börjar stationen överföra data. I verkligheten leder konflikter till en minskning av nätverksprestanda endast när 80–100 stationer är i drift. Åtkomstmetod Arcnet... Denna åtkomstmetod har blivit utbredd främst på grund av det faktum att Arcnet-utrustning är billigare än Ethernet- eller Token-Ring-utrustning. Arcnet används i stjärn topologi LAN. En av datorerna skapar en speciell token (ett speciellt meddelande) som i följd överförs från en dator till en annan. Om stationen ska skicka ett meddelande, genererar den, efter att ha mottagit token, ett paket, kompletterat med avsändaren och destinationsadresserna. När paketet anländer till mottagarstationen "avkroks" meddelandet från token och skickas till stationen. Åtkomstmetod Token Ring... Denna metod utvecklades av IBM; det är utformat för en ringnätverkstopologi. Denna metod liknar Arcnet genom att den också använder en token som skickas från en station till en annan. Till skillnad från Arcnet ger Token Ring -åtkomstmetoden möjlighet att tilldela olika arbetsstationer olika prioriteringar.

Grundläggande teknik lvs

Ethernet -teknik är för närvarande den mest populära i världen. Classic Ethernet använder en vanlig koaxialkabel av två typer (tjock och tunn). Men Ethernet -versionen som använder tvinnade par som överföringsmedium har blivit mer utbredd eftersom installationen och underhållet är mycket enklare. Busstopologier och passiva stjärntopologier används. Standarden definierar fyra huvudtyper av överföringsmedier.

• 10BASE5 (tjock koaxialkabel);

• 10BASE2 (tunn koaxialkabel);

• 10BASE-T (tvinnat par);

• 10BASE-F (fiberoptisk kabel).

Fast Ethernet är en höghastighets typ av Ethernet som ger en överföringshastighet på 100 Mbps. Snabba Ethernet -nätverk är kompatibla med Ethernet -nätverk. Den viktigaste Fast Ethernet -nätverkstopologin är en passiv stjärna.

Standarden definierar tre typer av media för Fast Ethernet:

• 100BASE-T4 (quad twisted pair);

• 100BASE-TX (tvinnat par);

• 100BASE-FX (fiberoptisk kabel).

Gigabit Ethernet är en höghastighets typ av Ethernet-nätverk som ger överföringshastigheter på 1000 Mbps. Gigabit Ethernet -nätverksstandarden innehåller för närvarande följande typer av överföringsmedier:

 1000BASE -SX - ett segment på en multimod fiberoptisk kabel med en ljusvåglängd på 850 nm.

 1000BASE-LX-ett segment på en multimod och en-mode fiberoptisk kabel med en ljusvåglängd på 1300 nm.

• 1000BASE -CX - ett segment på en elektrisk kabel (skärmad tvinnat par).

 1000BASE -T - ett segment på en elektrisk kabel (fyrkantigt oskärmad tvinnat par).

Eftersom nätverken är kompatibla är det enkelt och enkelt att ansluta Ethernet-, Fast Ethernet- och Gigabit Ethernet -segmenten till ett enda nätverk.

Token-Ring erbjuds av IBM. Token-Ring har utformats för att nätverka alla typer av datorer tillverkade av IBM (från personliga till stora). Token-Ring-nätverket har en starring-topologi. Arcnet är ett av de äldsta nätverken. Arcnet -nätverket använder en buss och en passiv stjärna som topologi. Arcnet -nätverket var mycket populärt. De främsta fördelarna med ett Arcnet -nätverk inkluderar hög tillförlitlighet, låga adapterkostnader och flexibilitet. Den största nackdelen med nätverket är den låga dataöverföringshastigheten (2,5 Mbit / s). FDDI (Fiber Distributed Data Interface) - en standardiserad specifikation för en höghastighets fiberoptisk nätverksarkitektur. Överföringshastigheten är 100 Mbps. De huvudsakliga tekniska egenskaperna hos FDDI -nätverket är följande:

 Det maximala antalet nätverksabonnenter är 1000.

 Maximal längd på nätringen - 20 km

 Det maximala avståndet mellan nätverksabonnenter är 2 km.

 Överföringsmedium - fiberoptisk kabel

 Åtkomstmetod - markör.

 Informationsöverföringshastighet - 100 Mbit / s.

Nätverksteknik för lokalt nätverk

I lokala nätverk används som regel ett delat dataöverföringsmedium (monokanal) och huvudrollen tilldelas protokollen för de fysiska och kanalnivåerna, eftersom dessa nivåer i största utsträckning återspeglar specifika egenskaper hos lokala nätverk.

Nätverksteknik är en konsekvent uppsättning standardprotokoll och programvara och hårdvara som implementerar dem, tillräckligt för att bygga ett lokalt nätverk. Nätverksteknik kallas grundläggande teknik eller nätverksarkitekturer lokala nätverk.

Nätverkstekniken eller arkitekturen definierar topologin och metoden för åtkomst till dataöverföringsmediet, kabelsystemet eller dataöverföringsmediet, nätverksramarnas format, typen av signalkodning, överföringshastigheten i det lokala nätverket. I moderna lokala nätverk, teknik eller nätverksarkitekturer som: Ethernet, Token-Ring, ArcNet, FDDI.

2.4.1. IEEE802.3 / Ethernet LAN Networking Technologies

Denna nätverksteknik är för närvarande den mest populära i världen. Popularitet säkerställs genom enkel, pålitlig och billig teknik. Ett klassiskt Ethernet -LAN använder en vanlig koaxialkabel av två typer (tjock och tunn).

Men Ethernet -versionen som använder tvinnade par som överföringsmedium har blivit mer utbredd, eftersom installationen och underhållet är mycket enklare. Ethernet -LAN använder buss- och passiva stjärntopologier och CSMA / CD ( Carrier Listening Multiple Access med kollision eller konfliktlösning).

IEEE802.3 -standarden, beroende på typen av dataöverföringsmedium, har modifieringar:

· 10BASE5 (tjock koaxialkabel) - ger en dataöverföringshastighet på 10 Mbit / s och en segmentlängd på upp till 500m;

· 10BASE2 (tunn koaxialkabel) - ger en dataöverföringshastighet på 10 Mbit / s och en segmentlängd på upp till 200 m ;;

· 10BASE -T (oskärmad tvinnat par) - låter dig skapa ett nätverk i en stjärntopologi. Avståndet från navet till ändnoden är upp till 100m. Det totala antalet noder får inte överstiga 1024;

· 10BASE -F (fiberoptisk kabel) - låter dig skapa ett nätverk i en stjärntopologi. Avståndet från navet till ändnoden är upp till 2000m.

I utvecklingen av Ethernet-nätverksteknik har höghastighetsalternativ skapats: IEEE802.3u / Fast Ethernet och IEEE802.3z / Gigabit Ethernet. Den grundläggande topologin som används i Fast Ethernet och Gigabit Ethernet LAN är en passiv stjärna.

Fast Ethernet -nätverkstekniken ger en överföringshastighet på 100 Mbit / s och har tre modifieringar:

· 100BASE -T4 - oskärmad tvinnat par (quad twisted pair) används. Avstånd från navet till ändnoden upp till 100m;

· 100BASE -TX - två tvinnade par används (oskärmad och skärmad). Avstånd från navet till ändnoden upp till 100m;

· 100BASE -FX - fiberoptisk kabel används (två fibrer i kabeln). Avstånd från navet till ändnoden upp till 2000m;

Nätverksteknik för lokala nätverk Gigabit Ethernet - ger överföringshastighet på 1000 Mbit / s. Följande modifieringar av standarden finns:

· 1000BASE-SX-en fiberoptisk kabel med en våglängd på en ljussignal på 850 nm används.

· 1000BASE -LX - en fiberoptisk kabel med en ljusvåglängd på 1300 nm används.

· 1000BASE -CX - skärmad tvinnat par används.

· 1000BASE -T - Quad oskärmad tvinnat par används.

Snabba Ethernet- och Gigabit -Ethernet -LAN är kompatibla med LAN som är tillverkade med Ethernet -teknik (standard), därför är det enkelt och enkelt att ansluta Ethernet-, Fast Ethernet- och Gigabit Ethernet -segment till ett enda datornätverk.

Ethernet, en av de mest billiga och utbredda teknikerna, blir mer produktiv, utrustad med nödvändiga medel för feltolerans, trafikdifferentiering och QoS -tillhandahållande, och anses därför vara en av komponenterna i nästa generations kommunikationsnät, särskilt storstadsnät (MAN ), på grundval av vilka det är möjligt att skapa effektiva flerservicelösningar.

IEEE802.5 / Token-Ring Local Area Networking Technologies

Token-Ring-nätverk förutsätter användning av ett delat dataöverföringsmedium, som bildas genom att kombinera alla noder till en ring. Token-Ring-nätverket har en starring-topologi(huvudring och stjärna komplementär topologi). Markörmetoden används för att komma åt dataöverföringsmediet.(deterministisk markörmetod). Standarden stöder tvinnade par (skärmade och oskärmade) och fiberoptiska kablar. Det maximala antalet noder på ringen är 260, den maximala ringlängden är 4000 m. Dataöverföringshastigheten är upp till 16 Mbit / s.

IEEE802.4 / ArcNet Local Area Networking Technology

Som topologi för det lokala nätverket kan ArcNet användas "buss" och "passiv stjärna". Men i själva verket är denna teknik utformad för att organisera ett LAN i en stjärnnätverkstopologi.

Grunden för kommunikationsutrustning är:

  • switch (switch);
  • passiv / aktiv hub (HUB).

Aktiva nav används när arbetsstationen är långt borta (de återställer vågformen och förstärker den). Passiva nav används med en liten borttagning av arbetsstationen. Nätverket tillämpar en tilldelningsbar princip för åtkomst till arbetsstation, det vill säga stationen som har tagit emot den så kallade programvarutoken från servern har rätt att sända. Det är genomfört deterministisk nätverkstrafik... Stöder skärmad och oskärmad tvinnad par och fiberoptisk kabel. Det lokala nätverket ArcNet - det är ett av de äldsta nätverken och var mycket populärt... Bland de främsta fördelarna med det lokala nätverket ArcNet är hög tillförlitlighet, låg kostnad för adaptrar och flexibilitet. Den största nackdelen med nätverket är den låga dataöverföringshastigheten (2,5 Mbit / s). Det maximala antalet abonnenter är 255. Maximal nätverkslängd är 6000 meter.

Nätverksteknik är en minsta uppsättning standardprotokoll och programvara och hårdvara som implementerar dem, tillräckligt för att bygga ett datornätverk. Nätverksteknik kallas kärnteknik. För närvarande finns det ett stort antal nätverk med olika standardiseringsnivåer, men sådana välkända tekniker som Ethernet, Token-Ring, Arcnet har blivit utbredda.

För närvarande är Ethernet den mest utbredda tekniken i lokala nätverk. Mer än 7 miljoner lokala nätverk och mer än 80 miljoner datorer med ett nätverkskort som stöder denna teknik fungerar på grundval av denna teknik. Det finns flera undertyper av Ethernet, beroende på hastighet och typ av kabel som används.

En av grundarna till denna teknik är Xerox, som designade och byggde Ethernet Network Test Network 1975. De flesta principer som implementeras i detta nätverk används fortfarande idag.

Tekniken har successivt förbättrats för att möta den ökande nivån på användarens krav. Detta har lett till det faktum att tekniken har utökat sin räckvidd till sådana dataöverföringsmedier som optisk fiber eller oskärmad tvinnat par.

Anledningen till början av användningen av dessa kabelsystem var den ganska snabba ökningen av antalet lokala nätverk i olika organisationer, liksom den låga prestandan hos lokala nätverk som använder koaxialkabel. Samtidigt uppstod behovet av bekväm och kostnadseffektiv hantering och underhåll av dessa nät, vilket föråldrade nät inte längre kunde tillhandahålla.

Grundläggande principer för Ethernet. Alla datorer i ett nätverk är anslutna till en gemensam kabel som kallas en gemensam buss. Kabeln är ett överföringsmedium, och vilken dator som helst i ett givet nätverk kan använda den för att ta emot eller överföra information.

Ethernet -nätverk använder paketdataöverföringsmetoden. Den sändande datorn väljer data som ska skickas. Denna data konverteras till korta paket (ibland kallade ramar) som innehåller käll- och destinationsadresser. Paketet levereras med serviceinformation - en ingress (markerar början på paketet) - och information om värdet av pakets kontrollsumma, vilket är nödvändigt för att kontrollera att paketöverföringen är korrekt över nätverket.

Innan ett paket skickas kontrollerar den sändande datorn kabeln och kontrollerar om det inte finns någon bärfrekvens på vilken överföringen kommer att ske. Om denna frekvens inte observeras börjar den överföra paketet till nätverket.

Paketet accepteras av alla nätverkskort på datorer som är anslutna till detta nätverkssegment. Nätverkskorten styr paketets destinationsadress. Om destinationsadressen inte matchar adressen till den här datorn avvisas paketet utan behandling. Om adresserna matchar kommer datorn att ta emot och behandla paketet, ta bort all tjänstdata från den och transportera den nödvändiga informationen "upp" via OSI -modellnivåerna upp till applikationsnivån.

Efter att datorn överför paketet behåller den en kort paus på 9,6 μs, varefter den upprepar paketöverföringsalgoritmen igen tills nödvändig data har transporterats fullständigt. En paus behövs så att en dator inte har den fysiska förmågan att blockera nätverket vid överföring av en stor mängd information. Medan en sådan teknisk paus varar kommer kanalen att kunna använda vilken annan dator som helst i nätverket.

Om två datorer samtidigt kontrollerar kanalen och försöker skicka datapaket över en gemensam kabel, uppstår en kollision som ett resultat av dessa åtgärder, eftersom innehållet i båda ramarna kolliderar på en gemensam kabel, vilket avsevärt snedvrider den överförda datan.

Efter att kollisionen har hittats måste överföringsdatorn stoppa överföringen under ett litet slumpmässigt tidsintervall.

En viktig förutsättning för korrekt drift av nätverket är obligatorisk kollisionsigenkänning av alla datorer samtidigt. Om någon sändande dator inte beräknar kollisionen och drar slutsatsen att paketet överfördes korrekt, försvinner detta paket helt enkelt på grund av det faktum att det blir kraftigt förvrängt och avvisas av den mottagande datorn (kontrollsumfel).

Det är troligt att förlorad eller skadad information kommer att överföras igen av ett protokoll i överlagret som arbetar med att upprätta en anslutning och identifiera dess meddelanden. Man bör komma ihåg att vidarebefordran kommer att ske efter ett tillräckligt långt tidsintervall (tiotals sekunder), vilket kommer att leda till en signifikant minskning av genomströmningen av ett visst nätverk. Det är därför som tidig kollisionsdetektering är extremt viktig för nätverksstabiliteten.

Alla Ethernet -parametrar är utformade så att kollisioner alltid identifieras tydligt. Det är därför som minsta längd på ramdatafältet är minst 46 byte (och med tanke på serviceinformationen - 72 byte eller 576 bitar). Kabelsystemets längd beräknas på ett sådant sätt att medan den minsta ramlängden transporteras, har kollisionssignalen tid att nå den mest avlägsna datorn i nätverket. Baserat på detta, med en hastighet av 10 Mbit / s, kan det maximala avståndet mellan godtyckliga nätverkselement inte överstiga 2500 m. Ju högre dataöverföringshastighet, desto kortare blir maximal nätverkslängd (minskar proportionellt). Med Fast Ethernet -standarden är maxstorleken begränsad till 250 m, och för Gigabit Ethernet 25 m.

Sannolikheten för att framgångsrikt få en gemensam miljö beror således direkt på nätverkets överbelastning (intensiteten av förekomsten av behovet av ramöverföring.

Den ständiga ökningen av kraven på nätverksbandbredd har lett till utvecklingen av Ethernet -teknik, vars överföringshastighet översteg 10 Mbps. År 1992 implementerades Fast Ethernet -standarden som stöder transport av information med en hastighet av 100 Mbit / s. De flesta av Ethernet -principerna har förblivit oförändrade.

Vissa ändringar har skett i kabelsystemet. Koaxialkabeln kunde inte ge informationsöverföringshastigheten på 100 Mbps, så skärmade oskärmade tvinnade parkablar, liksom fiberoptisk kabel, kommer att ersätta Fast Ethernet.

Det finns tre typer av Fast Ethernet:

  • - 100Base-TX;
  • - 100Base-T4;
  • - 100Base-FX.

100Base-TX-standarden använder två kabelpar samtidigt: UTP eller STP. Ett par krävs för att överföra data och det andra för att ta emot. Dessa krav uppfylls av två kabelstandarder: EIA / TIA-568 UTP kategori 5 och STP typ 1 från IBM. 100Base-TX ger möjlighet till full duplex-läge i arbetet med nätverksservrar, samt användning av endast två av de fyra åtta-kärniga kabeln-de två återstående paren är gratis och kan senare användas för att expandera nätverkets funktionalitet (till exempel på grundval av dem är det möjligt att organisera telefonnätet).

100Base-T4-standarden tillåter användning av kategori 3 och kategori 5. Detta beror på att 100Base-T4 använder fyra par åttakärniga kabel, en för sändning och den andra för mottagning, resten kan användas för både sändning och mottagning. Följaktligen kan både mottagning och överföring av data utföras samtidigt i tre par. Om den totala bandbredden på 100 Mbps fördelas på tre par, reducerar 100Base-T4 signalfrekvensen, så en kabel av lägre kvalitet är tillräcklig för normal drift. UTP kategori 3 och kategori 5 kablar kan användas för 100Base-T4 nätverk, precis som kategori 5 UTP och STP typ 1 kablar.

100Base-FX-standarden använder multimode-fiber med en 62,5 mikron kärna och 125 mikron beklädnad för dataöverföring. Denna standard är avsedd för motorvägar - anslutning av snabba Ethernet -repeaters i samma rum. De främsta fördelarna med den optiska kabeln överfördes också till den övervägda standarden 100Base-FX: immunitet mot elektromagnetiskt brus, ökat informationsskydd och ökade avstånd mellan nätverksenheter.

Jämförande analys av teknik för lokalnät presenteras i bilaga B

Under lång tid användes Firewire-gränssnittet (Firewire höghastighets seriellt gränssnitt, även känt som IEEE1394) främst för strömmande video. I allmänhet designades det ursprungligen för detta. Men den högsta, även enligt dagens standarder, bandbredden på detta gränssnitt (400 Mbps) gjorde det tillräckligt effektivt för moderna perifera höghastighetsenheter, liksom för att organisera små höghastighetsnät.

Tack vare stödet från WDM -drivrutinen stöds Firewire -gränssnittet av operativsystem som startar från Windows 98 Second Edition. Emellertid introducerades inbyggt stöd för Firewire -gränssnittet först i Windows Millennium och stöds nu i Windows 2000 och Windows XP. Alla operativsystem utom Windows 98SE stöder också hot-pluggable nätverk. Om det finns en Firewire -kontroller i systemet installerar Windows automatiskt ett virtuellt nätverkskort med möjlighet att direkt komma åt och ändra standardnätverksinställningar.

Som standard stöder Firewire -nätverket TCP / IP -protokollet, vilket är tillräckligt för de flesta moderna nätverksuppgifter, till exempel funktionen Internetanslutningsdelning inbyggd i Microsofts operativsystem.

Firewire ger en betydande hastighetsfördel jämfört med ett vanligt 100BaseT Ethernet -nätverk. Men detta är inte den främsta fördelen med Firewire -nätverket. Viktigare är enkelheten att skapa ett sådant nätverk, som är tillgängligt för en användare som inte har den högsta utbildningsnivån. Det är också viktigt att notera mångsidigheten och låga kostnader.

Den största nackdelen med ett Firewire -nätverk är den begränsade kabellängden. Enligt specifikationen bör kabellängden för att fungera med 400 Mbps inte överstiga 4,5 meter. För att lösa detta problem används olika repeateralternativ.

En ny Ethernet -standard, Gigabit Ethernet, utvecklades för några år sedan. För närvarande är den inte utbredd ännu. Gigabit Ethernet -teknik använder optiska kanaler och skärmad tvinnat par som ett medium för att transportera information. En sådan miljö kan tiodubbla dataöverföringshastigheten, vilket är en förutsättning för videokonferenser eller drift av komplexa program som fungerar med stora mängder information.

Denna teknik använder samma principer som tidigare Ethernet -standarder. Dessutom kan ett nätverk baserat på ett avskärmat tvinnat par implementeras genom övergången till Gigabit Ethernet-teknik genom att ersätta nätverkskort och nätverksutrustning som används i nätverket, 1000Base-X innehåller tre fysiska gränssnitt samtidigt, parametrar och egenskaper för som anges nedan:

  • -1000Base-SX-gränssnittet definierar lasrar med en tillåten strålningslängd i intervallet 770-860 nm, sändarens strålningseffekt i intervallet från 10 till 0 dBm, med det befintliga ON / OFF-förhållandet (det finns en signal / ingen signal ) på minst 9 dB. Känsligheten hos en sådan mottagare är 17 dBm, och dess mättnad är 0 dBm.
  • -1000Base-LX-gränssnittet definierar lasrar med en tillåten strålningslängd i intervallet 1270-1355 nm, sändarens strålningseffekt i intervallet från 13,5 till 3 dBm, med det befintliga ON / OFF-förhållandet (det finns en signal / ingen signal ) på minst 9 dB. Känsligheten hos en sådan mottagare är 19 dBm, och dess mättnad är 3 dBm.
  • - 1000Base-CX är en skärmad tvinnad parkabel utformad för att transportera data över korta avstånd. Alla fyra kopparkablar används för att transportera data, och överföringshastigheten över ett par är 250 Mbps. Gigabit Ethernet är den snabbaste LAN -teknik som finns tillgänglig idag. Snart nog kommer de flesta nätverk att baseras på denna teknik.

Wi-Fi är en trådlös teknik. Detta namn står för Wireless Fidelity (från engelska - trådlös noggrannhet). Designad för åtkomst över korta sträckor och samtidigt vid ganska höga hastigheter. Det finns tre modifieringar av denna standard - IEEE 802.11a, b och g, deras skillnad från varandra i dataöverföringshastigheten och avståndet över vilket de kan överföra data. Den maximala driftshastigheten är 11/54/320 Mbit/s respektive överföringsavståndet är cirka 100 meter. Tekniken är bekväm genom att den inte kräver mycket ansträngning för att ansluta datorer till ett nätverk, den undviker besvär som uppstår när du lägger en kabel. För närvarande kan tjänsterna användas på kaféer, flygplatser, parker etc.

USB -nätverk. Designad främst för bärbara användare, som i avsaknad av ett nätverkskort i en bärbar dator kan det bli ganska dyrt. Bekvämlighet är att ett nätverk kan skapas utan användning av nätverkskort och hubbar, mångsidighet, möjligheten att ansluta vilken dator som helst.

Dataöverföringshastighet 5-7 Mbit / s. Lokalt nätverk via elektriska ledningar. 220V. Elektriska nät kan inte jämföras med lokala och globala nätverk. Det finns ett eluttag i varje lägenhet, i varje rum. Du kan sträcka tiotals meter kablar runt ditt hem och ansluta alla datorer, skrivare och andra nätverksenheter.

Men då blir varje dator en "arbetsplats", permanent placerad i rummet. Att flytta betyder att flytta nätverkskabeln. Du kan installera ett IEEE 802.11b trådlöst nätverk hemma, men det kan vara problem med signalgenomträngning genom väggar och tak, och dessutom är detta onödig strålning, vilket redan är tillräckligt i det moderna livet. Och det finns ett annat sätt - att använda befintliga elektriska ledningar och uttag installerade i väggarna. Det enda som krävs för detta är lämpliga adaptrar. Nätverksanslutningshastigheten genom elektriska ledningar är 14 Mbps. Räckvidden är cirka 500 meter.

Men man bör komma ihåg att distributionsnätet är trefasigt, och en fas och noll levereras till husen, vilket laddar var och en av faserna enhetligt. Så om en användare är ansluten till en fas, och den andra till en annan, kommer det inte att vara möjligt att använda ett sådant system.

Datanätverk är indelade i tre huvudklasser:

1. Lokala datornätverk (LAN - LocalAreaNetwork) är nätverk som ansluter datorer geografiskt placerade på ett ställe. Ett lokalt nätverk kombinerar datorer som ligger fysiskt nära varandra (i samma rum eller i samma byggnad).

2. Regionala datanätverk (MAN - MetropolitanAreaNetwork) är nätverk som förbinder flera lokala datanätverk som ligger inom samma territorium (stad, region eller region, till exempel Fjärran Östern).

3. Wide area -nätverk (WAN - WideAreaNetwork) är nätverk som förenar många lokala, regionala nätverk och

datorer för enskilda användare på valfritt avstånd från varandra (Internet, FIDO).

För närvarande används följande standarder för att bygga lokala nätverk:

Arcnet; (IEEE 802.4)

Token Ring; (802.5)

Ethernet. (802.3)

Låt oss överväga var och en av dem mer detaljerat.

Teknik IEEE 802.4 ARCNET (eller ARCnet, från engelska Attached Resource Computer NETwork) är en LAN -teknik, vars syfte liknar syftet med Ethernet eller Token ring. ARCNET var den första tekniken för nätverksmikrodatorer och blev mycket populär på 1980 -talet för kontorsautomation. Designad för att organisera ett LAN i en stjärnnätverkstopologi.

Grunden för kommunikationsutrustning är:

växla

passivt / aktivt nav

Växlingsutrustning har en fördel, eftersom den möjliggör bildandet av nätverksdomäner. Aktiva nav används när arbetsstationen är långt borta (de återställer vågformen och förstärker den). Passiv - när den är liten. Nätverket använder en tilldelningsbar princip för åtkomst för arbetsstationer, det vill säga en station som har fått en så kallad programvarutoken från servern har rätt att sända. Det vill säga att deterministisk nätverkstrafik implementeras.

Fördelar med tillvägagångssättet:

Anmärkningar: Meddelanden som skickas av arbetsstationer bildar en kö på servern. Om kötjänsttiden avsevärt (mer än 2 gånger) överskrider den maximala paketleveranstiden mellan de två mest avlägsna stationerna, anses nätverksbandbredden ha nått maxgränsen. I detta fall är ytterligare expansion av nätverket omöjligt och installation av en andra server krävs.



Begränsande tekniska egenskaper:

Minsta avståndet mellan arbetsstationer som är anslutna till samma kabel är 0,9 m.

Den maximala nätlängden längs den längsta rutten är 6 km.

Begränsningar är förknippade med hårdvarufördröjningen vid överföring av information med ett stort antal kopplingselement.

Det maximala avståndet mellan det passiva navet och arbetsstationen är 30 m.

Det maximala avståndet mellan aktiva och passiva nav är 30 m.

Mellan det aktiva navet och det aktiva navet - 600 m.

Fördelar:

Låg kostnad för nätverksutrustning och möjligheten att skapa utökade nätverk.

Nackdelar:

Låg dataöverföringshastighet. Efter spridningen av Ethernet som teknik för att bygga LAN fann ARCNET sin väg in i inbäddade system.

ARCNET-tekniken stöds (i synnerhet sprids specifikationerna) av den ideella organisationen ARCNET Trade Association (ATA).

Teknik - Arkets arkitektur representeras av två huvudtopologier: buss och stjärna. Som överföringsmedium används en RG-62 koaxialkabel med en vågimpedans på 93 Ohm, krympt på BNC-kontakter med motsvarande avslutningsdiameter (annorlunda än 10Base-2 ("tunna" Ethernet) -kontakter).

Nätverksutrustning består av nätverkskort och hubbar. Nätverkskort kan vara för busstopologi, för stjärna och universell. Hubbar kan vara aktiva eller passiva. Passiva nav används för att skapa fantastiska delar av nätverket. Aktiva nav kan vara för buss, stjärna och blandade topologier. Bussportarna är fysiskt inkompatibla med stjärnportarna, även om de har samma fysiska anslutning (BNC -hona).

När det gäller en busstopologi är arbetsstationer och servrar anslutna till varandra med hjälp av T-kontakter (samma som i 10Base-2 ("tunn" Ethernet)) anslutna till nätverkskort och hubbar och anslutna med koaxialkabel. Segmentets extrema punkter avslutas med 93 Ohm tips. Antalet enheter på en buss är begränsat. Minsta avståndet mellan kontakterna är 0,9 meter och måste vara en multipel av detta värde. För att underlätta skärning kan etiketter sättas på kabeln. Enskilda bussar kan anslutas med bussnav.



När du använder en stjärntopologi används aktiva och passiva nav. Det passiva navet är en resistiv avdelare / matchare som gör att fyra kablar kan anslutas. Alla kablar i detta

I detta fall är de anslutna enligt punkt-till-punkt-principen, utan att bilda bussar. Högst två passiva nav ska anslutas mellan två aktiva enheter. Minsta längd för en nätverkskabel är 0,9 meter och måste vara en multipel av detta värde. Det finns en begränsning av kabelns längd mellan aktiva och passiva portar, mellan två passiva portar, mellan två aktiva portar.

Blandade topologier använder aktiva hubbar som stöder båda typerna av anslutningar.

På nätverkskortet på arbetsstationer och servrar, med hjälp av jumpers eller DIP -switchar, ställs en unik nätverksadress in, tillstånd att använda ett BIOS -expansionschip som möjliggör fjärrstart av en arbetsstation (kan vara disklös), anslutningstyp (buss eller stjärntopologi) , anslutning av en inbyggd terminator (de två sista punkterna är valfria). Begränsa antalet arbetsstationer - 255 (beroende på bredden på nätverksadressregistret). Om två enheter har samma nätverksadress förlorar båda sin funktionalitet, men denna kollision påverkar inte driften av nätverket som helhet.

I en busstopologi orsakar en trasig kabel eller terminator att nätverket inte fungerar för alla enheter som är anslutna till segmentet som kabeln tillhör (det vill säga från terminator till terminator). I en stjärntopologi leder ett avbrott i en kabel till att segmentet som kopplas från denna kabel från filservern inte fungerar.

Den logiska arkitekturen för ArcNET är en tokenring. Eftersom denna arkitektur i princip inte tillåter kollisioner, med ett relativt stort antal värdar (i praktiken testades 25-30 arbetsstationer), visade sig prestanda för ArcNET-nätverket vara högre än 10Base-2, vid en fyra gånger lägre hastighet i miljön (2,5 kontra 10 Mbit / s).

802.5 Token Ring -teknik är en "token access" -ringning för lokalt nätverk (LAN), ett lokalt nätverksprotokoll som finns på länkskiktet (DLL) i OSI -modellen. Den använder en speciell tre-byte-ram som kallas en markör som rör sig runt ringen. Ägande av en markör ger ägaren rätten att överföra information på ett medium. Token ringramar rör sig i en loop. Stationer på ett lokalnätverk (LAN) tokenring är logiskt organiserade i en ringtopologi med data som flödar sekventiellt från en ringstation till en annan med en kontrolltoken som cirkulerar runt kontrollringen. Denna tokenöverföringsmekanism delas av ARCNET, tokenbussen och FDDI, och har teoretiska fördelar jämfört med stokastisk CSMA / CD Ethernet.

Token Ring och IEEE 802.5 token-passering är utmärkta exempel på token-passande nätverk. Tokenpassande nätverk flyttar ett litet block av data som kallas en token längs nätverket. Innehav av denna token garanterar rätten att överföra. Om värden som tar emot token inte har någon information att skicka, vidarebefordrar den helt enkelt token till nästa slutpunkt. Varje station kan hålla markören under en viss maximal tid (standard - 10 ms).

Denna teknik erbjuder en lösning på problemet med kollisioner som uppstår under driften av ett lokalt nätverk. Inom Ethernet -teknik uppstår sådana kollisioner när information samtidigt överförs av flera arbetsstationer inom samma segment, det vill säga med hjälp av en gemensam fysisk datakanal.

Om stationen som äger token har information att överföra, fångar den token, ändrar en bit (till följd av vilken token förvandlas till sekvensen "start av datablocket"), kompletterar den information som den vill överföra och skickar denna information till nästa stationsringningsnät. När ett informationsblock cirkulerar runt ringen finns det ingen token i nätverket (såvida inte ringen tillhandahåller en tidig frigivning av token), så andra stationer som vill överföra information måste vänta. Därför kan det inte finnas några kollisioner i Token Ring -nätverk. Om tidig frigivning av token tillhandahålls kan en ny token släppas efter att datablocköverföringen har slutförts.

Informationsblocket cirkulerar runt ringen tills den når den avsedda målstationen, som kopierar informationen för vidare behandling. Informationsblocket fortsätter att cirkulera runt ringen; det raderas permanent efter att ha nått stationen som skickade detta block. Den sändande stationen kan kontrollera det returnerade blocket för att se till att det visades och sedan kopierades av målstationen.

Tillämpningsområde Till skillnad från CSMA / CD-nätverk (t.ex. Ethernet) är tokenpassande nätverk deterministiska nätverk. Detta innebär att du kan beräkna den maximala tiden som kommer att förflyta innan någon slutstation kan sända. Denna egenskap, liksom vissa tillförlitlighetsegenskaper, gör Token Ring -nätverket idealiskt för applikationer där latens måste vara förutsägbar och nätverksstabilitet är viktig. Exempel på sådana applikationer är automatiserade stationsmiljöer i fabriker.

Den används som en billigare teknik, har blivit utbredd överallt där det finns kritiska applikationer, för vilka inte så mycket hastighet är viktigt som tillförlitlig informationsleverans. För närvarande är Ethernet inte sämre i tillförlitlighet än Token Ring och är betydligt högre i prestanda.

Token Ring -ändringar Det finns 2 hastighetsändringar: 4 Mbps och 16 Mbps. Token Ring använder 16 Mbps

markörteknik för tidig release. Kärnan i denna teknik ligger i det faktum att stationen som "fångade" token, efter avslutad dataöverföring, genererar en gratis token och lanserar den i nätverket. Försök att införa 100 Mbps -teknik har misslyckats kommersiellt. Token Ring stöds inte för närvarande.

802.3 Ethernet -teknik från eng. eter "eter") är en paketteknik för dataöverföring huvudsakligen av lokala datanätverk.

Ethernet -standarder definierar kabeldragning och elektriska signaler i det fysiska lagret, ramformatet och mediakontrollprotokoll vid länklagret i OSI -modellen. Ethernet beskrivs huvudsakligen av IEEE 802.3 -standarder. Ethernet blev den mest utbredda LAN-tekniken i mitten av 90-talet av förra seklet och ersatte gammal teknik som Arcnet, FDDI och Token ring.

För att utföra arbete med att skapa ett lokalt nätverk måste följande beaktas:

* Skapande av ett lokalt nätverk och installation av utrustning för åtkomst till Internet;

* Valet av utrustning bör baseras på tekniska egenskaper som kan uppfylla datahastighetskraven.

* Utrustningen måste vara säker, skyddad från elektriska stötar för människor;

* Varje arbetsstation måste ha en nätverkskabel för att ansluta till nätverket;

* Möjlig närvaro av wi-fi i hela kontoret;

* Arbetsplatsernas placering måste uppfylla kraven i standarderna för placering av utrustning i utbildningsinstitutioner;

* Kostnaden för att skapa ett lokalt nätverk måste vara ekonomiskt motiverat.

* Tillförlitlighet för det lokala nätverket.

Tekniker för att bygga lokala nätverk förändras ganska snabbt och anpassar sig till konsumenternas behov. Nu vill ingen vänta i timmar medan en favoritfilm laddas ner eller en presentation med många foton överförs. Moderna nätverk gör det möjligt att öka anslutningskvaliteten med datorer och andra enheter så att nedladdningshastigheten för de flesta material till konsumenten verkar vara densamma som från en hårddisk.

Grundläggande teknik för lokala nätverk

Grundtekniken för att bygga lokala nätverk, som också kallas arkitekturer, kan delas in i två generationer. Den första generationen ger låga till medelstora dataöverföringshastigheter, den andra generationen ger höga datahastigheter.

Den första generationen teknik inkluderar de som fungerar på grundval av användning av en kopparkabel:

  • ARC -nät (hastighet upp till 2,5 Mbps);
  • Ethernet (upp till 10 Mbps);
  • Token Ring (upp till 16 Mbps).

Andra generationens arkitekturer är övervägande baserade på fiberoptiska linjer, och vissa alternativ är baserade på kopparkabel av hög kvalitet. Dessa inkluderar:

  • FDDI (upp till 100 Mbps);
  • Bankomat (upp till 155 Mbps);
  • Snabb Ethernet (upp till 100 Mbps);
  • Gigabit Ethernet (upp till 1000 Mbps).

Teknik för att bygga lokala nätverk

Nätverksteknik innebär användning av en minsta uppsättning standardprotokoll och den programvara och hårdvara som krävs för att stödja dem. Det finns många olika protokoll, men de mest populära är de som utvecklas över Ethernet, FDDI, Token-Ring, Arcnet.

Den mest populära är Ethernet -teknik och dess nyare varianter. För dess konstruktion används en tunn och tjock koaxialkabel, liksom tvinnat par, vilket är lättare att installera och underhålla.

Inställningsteknik för lokalt nätverk

Den vanligaste tekniken i dessa dagar är Ethernet-arkitektur, och dess snabba Ethernet- och Gigabit-Ethernet-höghastighetsalternativ kan enkelt nätverkas med varandra och med det, vilket gör det enkelt att skala. Dataöverföringshastigheten i ett sådant nätverk beror på typen av kabel. Den erbjuder alternativ från tunn koaxialkabel till multimod fiberoptisk kabel med ljushastigheter upp till 1300 nm.

  • Arcnet -typnätverk är föråldrade och ger låg hastighet (2,5 Mbps). Men på ett antal företag kan de fortfarande hittas, eftersom de tidigare var mycket efterfrågade. Det är ett mycket pålitligt nätverk med låga adapterkostnader och flexibilitet för anpassning. Har vanligtvis en buss eller passiv stjärntopologi.
  • Själva Token-Ring-nätverket av ringtyp går också in i LAN-historien, men du måste veta om det, eftersom det blev grunden och prototypen för den nya generationens tokenätverk av FDDI-standarden.
  • FDDI (Fiber Distributed Data Interface) nätverk med tokenåtkomstmetoder använder fiberoptisk kabel. Det är en höghastighetsarkitektur som kan stödja upp till 1000 prenumeranter. I det här fallet kan ringens maximala längd inte vara mer än 20 kilometer, och avståndet mellan abonnenter får inte vara mer än 2 km. Dessa funktioner gör den lämplig för att utrusta medelstora och små företag med få jobb.

LAN -teknikutvecklare

De flesta tekniker för att bygga lokala nätverk kom till Ryssland från utlandet.

  • Arcnet -standarden utvecklades av Datapoint under ledning av ingenjör John Murphy och presenterades för allmänheten 1977.
  • Ethernet -standarden introducerades 1975 av det amerikanska företaget Xerox, andra generationen av nätverket utvecklades av DEC, Intel och Xerox, varför det kallades Ethernet DIX. På grundval av detta utvecklades IEEE 802.3 -protokollet, som nu bland annat används för att bygga trådlösa nätverk.
  • Token-Ring-standarden skapades smalt av IBM för de datorer den tillverkar. Men eftersom det finns många enheter av olika märken på marknaden har den inte fått någon bred utveckling.
  • FDDI-standarden dök upp i mitten av 1980-talet och blev grunden för att bygga andra generationens nätverk, även om den är baserad på Token-Ring-teknik, som använder en token av information för att överföra den från dator till dator. Standarden utvecklades av ANSI Institute, den stödde omedelbart dataöverföringshastigheten på 100 Mbps över dubbel fiberoptisk kabel.
Läs våra andra artiklar: