- •3.1 Преимущества и задачи вычислительных сетей
- •3.2 Общая классификация сетей
- •3.3 Каналы связи в сетях эвм
- •3.4 Модуляция сигналов
- •3.5 Топологии сети
- •3.6 Методы установления связи абонентов сети эвм
- •3.7 Дополнительные сведения о локальных вычислительных сетях
- •3.7.1 Методы управления общим каналом лвс
- •3.8 Эталонная модель управления вычислительной сетью
- •3.9 Локальная сеть Ethernet
- •3.10 Глобальные вычислительные сети (Internet)
- •3.10.1 Сервисы Internet
- •3.11 Автоматизация предприятия (Intranet)
- •3.12 Эксплуатационные характеристики эвм
- •3.12.1 Производительность и эффективность эвм
- •3.12.2 Надежностные характеристики эвм
- •Безотказность;
- •Достоверность функционирования;
3.1 Преимущества и задачи вычислительных сетей
Преимущества объединения в единую сеть множества ЭВМ можно сформулировать в следующих трёх пунктах.
Доступность всех ресурсов сети пользователям;
Повышение уровня и стабилизация загрузки ЭВМ
Здесь σ – среднеквадратичное отклонение от средней загрузки - характеризует стабильность загрузки.
3. Снижение стоимости обработки данных (как следствие двух первых преимуществ).
Задачи, решаемые сетями ЭВМ:
Удаленный ввод задания на любую ЭВМ сети;
Передача файлов;
Передача текстов, речевых сообщений и изображений;
Доступ к единой базе данных (БД, Data Base);
Использование распределенных баз данных;
Распределенная обработка задач.
Замечание: задачи 1-4 более характерны для глобальных вычислительных сетей, а задачи 5, 6 для локальных (см. ниже классификацию).
3.2 Общая классификация сетей
Сети ЭВМ делятся на 2 класса: глобальные и локальные.
Исторически первыми появились глобальные сети (Wide Area Networks, WAN), т.е. сети, объединяющие территориально рассредоточенные компьютеры, возможно находящиеся в различных городах и странах. В них часто используются уже существующие не очень качественные линии связи, что приводило к более низким, чем в локальных сетях, скоростям передачи данных и ограничивает набор предоставляемых услуг передачей файлов, преимущественно не в оперативном, а в фоновом режиме, с использованием электронной почты. Глобальные сети ЭВМ имеют 3-х уровневую структуру:
базовая сеть передачи данных (УС-узел связи)
сеть главных ЭВМ (ГЭВМ)
терминальная сеть (Т)
УС и ГЭВМ физически могут быть реализованы в одной мощной универсальной машине. Чаще УС выполняются на специализированных ЭВМ (пример, CISCO Router)
Важнейшими характеристиками глобальной сети являются время и цена доставки сообщений.
Локальная вычислительная сеть (ЛВС; Local Area Networks, LAN) представляет собой объединение при помощи каналов связи от нескольких единиц до нескольких сотен узлов абонента (ЭВМ, устройств памяти, устройств отображения информации и т.д.), отстоящих друг от друга на небольшие расстояния (до нескольких км).
ЛВС имеет одноуровневую структуру, опирающуюся на общий канал, через который осуществляется передача сообщений. Основными характеристиками ЛВС являются: уровень загрузки общего канала и цена распределенной обработки данных.
3.3 Каналы связи в сетях эвм
При построении сетей применяются каналы (channel) связи, использующие различную физическую (передающую) среду (металлические проводники, радиоволны, оптические среды и т.д.). Основное различие сред заключается в обеспечении определенной скорости передачи данных.
Допустимая скорость передачи определяется двумя физическими характеристиками: полоса пропускания частот; помехоустойчивость.
Кроме скорости передачи, важной экономической характеристикой при выборе среды передачи является её удельная себестоимость (стоимость 1 км).
В зависимости от среды линии связи разделяются:
Воздушная (проводная); Представляют собой провода без каких-либо, изолирующих или экранизирующих оплеток, проложенные между столбами и висящие в воздухе. По таким линиям связи традиционно передаются телефонные или телеграфные сигналы, но при отсутствии других возможностей эти линии используются и для передачи компьютерных данных. Такие линии характеризуются низкой скоростью 200 б/с и сегодня быстро вытесняются кабельными.
2. Кабельные; Кабель состоит из проводников, заключенных в несколько слоев изоляции. Кроме того, кабель может быть оснащен разъемами, позволяющими быстро выполнять присоединение к нему различного оборудования. В компьютерных сетях применяются три основных типа кабеля:
а) витая пара – скрученная пара проводов. Скручивание проводов снижает влияние внешних и взаимных помех на полезные сигналы, передаваемые по кабелю. Скорость передачи порядка 100 Мб/с;
б) коаксиальный кабель (coaxial) состоит из несимметричных пар проводников. Скорость передачи до 1 Гб/с;
в) волоконно-оптический кабель состоит из тонких (5-60 микрон) гибких стеклянных волокон (волоконных световодов), по которым распространяются световые сигналы. Это наиболее качественный тип кабеля – он обеспечивает передачу данных с очень высокой скоростью (от 10 Гб/с и выше) и к тому же лучше других типов передающей среды обеспечивает защиту данных от внешних помех.
Радиоканалы образуются с помощью передатчика и приемника радиоволн. Скорость передачи данных может быть более 1 Гб/с. Существует большое разнообразие типов радиоканалов, отличающихся как используемым частотным диапазоном, так и дальностью канала.
В диапазоне СВЧ (свыше 4 ГГц), где для устойчивой связи требуется наличие прямой видимости между передатчиком и приемником, используются следующие разновидности радиоканалов:
а) радиорелейные линии (связь в диапазоне ультракоротких волн (УКВ)). Радиорелейные линии требуют наличия систем приемопередающих мачт, находящихся в прямой видимости;
б) спутниковые (вместо мачт используют спутники-ретрансляторы).