Файл: Лекція 1.doc

По локальній мережі може передаватися найрізноманітніша цифрова інформація: дані, зображення, телефонні розмови, електронні листи й т.д. До речі, саме завдання передачі зображень, особливо повнокольорових динамічних, пред'являє найвищі вимоги до швидкодії мережі. Найчастіше локальні мережі використаються для поділу (спільного використання) таких ресурсів, як дисковий простір, принтери й вихід у глобальну мережу, але це всього лише незначна частина тих можливостей, які надають засоби локальних мереж. Наприклад, вони дозволяють здійснювати обмін інформацією між комп'ютерами різних типів. Повноцінними абонентами (вузлами) мережі можуть бути не тільки комп'ютери, але й інші пристрої, наприклад, принтери, плотери, сканери. Локальні мережі дають також можливість організувати систему паралельних обчислень на всіх комп'ютерах мережі, що багаторазово прискорює рішення складних математичних завдань. З їхньою допомогою, як уже згадувалося, можна управляти роботою технологічної системи або дослідницької установки з декількох комп'ютерів одночасно.

Але мережі мають і досить істотні недоліки, про які завжди варто пам'ятати:

• Мережа вимагає додаткових, іноді значних матеріальних витрат на покупку мережного встаткування, програмного забезпечення, на прокладку сполучних кабелів і навчання персоналу.

• Мережа вимагає прийому на роботу фахівця (адміністратора мережі), що буде займатися контролем роботи мережі, її модернізацією, управлінням доступу до ресурсів, усуненням можливих несправностей, захистом інформації й резервним копіюванням. Для більших мереж може знадобитися ціла бригада адміністраторів.

• Мережа обмежує можливості переміщення комп'ютерів, підключених до неї, тому що при цьому може знадобитися перекладка сполучних кабелів.

• Мережі являють собою прекрасне середовище для поширення комп'ютерних вірусів, тому питанням захисту від них прийде приділяти набагато більше уваги, чим у випадку автономного використання комп'ютерів. Адже досить інфікувати один, і всі комп'ютери мережі будуть уражені.

• Мережа різко підвищує небезпеку несанкціонованого доступу до інформації з метою її крадіжки або знищення. Інформаційний захист вимагає проведення цілого комплексу технічних й організаційних заходів.

Ніщо не дається даром. І треба добре подумати, чи варто підключати до мережі всі комп'ютери компанії, або частину з них краще залишити автономними. Можливо, що мережа взагалі не потрібна, тому що породить набагато більше проблем, чим дозволить вирішити.

---

Тут же варто згадати про таких найважливіших поняттях теорії мереж, як абонент, сервер, клієнт.

Абонент (вузол, хост, станція) - це пристрій, підключений до мережі бере активну участь в інформаційному обміні. Найчастіше абонентом (вузлом) мережі є комп'ютер, але абонентом також може бути, наприклад, мережний принтер або інший периферійний пристрій, що має можливість прямо підключатися до мережі. Далі в курсі замість терміна "абонент" для простоти буде використатися термін "комп'ютер".

Сервером називається абонент (вузол) мережі, що надає свої ресурси іншим абонентам, але сам не використає їхні ресурси. Таким чином, він обслуговує мережу. Серверів у мережі може бути небагато, і зовсім не обов'язково, що сервер - самий потужний комп'ютер. Виділений (dedicated) сервер - це сервер, що займається тільки мережними завданнями. Невиділений сервер може крім обслуговування мережі виконувати й інші завдання. Специфічний тип сервера - це мережний принтер.

Клієнтом називається абонент мережі, що тільки використовує мережні ресурси, але сам свої ресурси в мережу не віддає, тобто мережа його обслуговує, а він нею тільки користується. Комп'ютер-клієнт також часто називають робочою станцією. У принципі кожен комп'ютер може бути одночасно як клієнтом, так і сервером.

Під сервером і клієнтом часто розуміють також не самі комп'ютери, а працюючі на них програмні додатки. У цьому випадку той додаток, що тільки віддає ресурс у мережу, є сервером, а той додаток, що тільки користується мережними ресурсами - клієнтом.

---

3 Топологія локальних мереж

Під топологією (компонуванням, конфігурацією, структурою) комп'ютерної мережі звичайно розуміється фізичне розташування комп'ютерів мережі щодо один одного й спосіб з'єднання їх лініями зв'язку. Важливо відзначити, що поняття топології відноситься, насамперед, до локальних мереж, у яких структуру зв'язків можна легко простежити. У глобальних мережах структура зв'язків звичайно прихована від користувачів і не надто важлива, тому що кожен сеанс зв'язку може відбуватися по власному шляху.

Топологія визначає вимоги до встаткування, типу використовуваного кабелю, припустимі й найбільш зручні методи керування обміном, надійність роботи, можливості розширення мережі. І хоча вибирати топологію користувачеві мережі доводиться нечасто, знати про особливості основних топологій, їхніх перевагах і недоліках треба.

Існує три базові топології мережі:

• Шина (bus) - всі комп'ютери паралельно підключаються до однієї лінії зв'язку. Інформація від кожного комп'ютера одночасно передається всім іншим комп'ютерам (рис. 1.5).

Рис. 1.5. Мережна топологія шина

• Зірка (star) - до одного центрального комп'ютера приєднуються інші периферійні комп'ютери, причому кожний з них використає окрему лінію зв'язку (рис. 1.6). Інформація від периферійного комп'ютера передається тільки центральному комп'ютеру, від центрального - одному або декільком периферійним.

Рис. 1.6. Мережна топологія зірка

• Кільце (ring) - комп'ютери послідовно об'єднані в кільце. Передача інформації в кільці завжди виробляється тільки в одному напрямку. Кожний з комп'ютерів передає інформацію тільки одному комп'ютеру, що випливає в ланцюжку за ним, а одержує інформацію тільки від попередні в ланцюжку комп'ютера (рис. 1.7).

Рис. 1.7. Мережна топологія кільце

На практиці нерідко використають й інші топології локальних мереж, однак більшість мереж орієнтована саме на три базові топології.

Перш ніж перейти до аналізу особливостей базових мережних топологій, необхідно виділити деякі найважливіші фактори, що впливають на фізичну працездатність мережі й безпосередньо пов'язані з поняттям топологія.

---

• Справність комп'ютерів (абонентів), підключених до мережі. У деяких випадках поломка абонента може заблокувати роботу всієї мережі. Іноді несправність абонента не впливає на роботу мережі в цілому, не заважає іншим абонентам обмінюватися інформацією.

• Справність мережного встаткування, тобто технічних засобів, безпосередньо підключених до мережі (адаптери, трансивери, роз’єми й т.д.). Вихід з ладу мережного встаткування одного з абонентів може позначитися на всій мережі, але може порушити обмін тільки з одним абонентом.

• Цілісність кабелю мережі. При обриві кабелю мережі (наприклад, через механічні впливи) може порушитися обмін інформацією у всій мережі або в одній з її частин. Для електричних кабелів настільки ж критично коротке замикання в кабелі.

• Обмеження довжини кабелю, пов'язане із загасанням сигналу, що поширюється по ньому. Як відомо, у будь-якому середовищі при поширенні сигнал послабляється (загасає). І чим більшу відстань проходить сигнал, тим більше він загасає (мал. 1.8). Необхідно стежити, щоб довжина кабелю мережі не була більше граничної довжини L_гр, при перевищенні якої загасання стає вже неприйнятним (приймаючий абонент не розпізнає ослабілий сигнал).

Рис. 1.8. Загасання сигналу при поширенні по мережі

---

3.1 Топологія шина

Топологія шина (або, як її ще називають, загальна шина) самою своєю структурою припускає ідентичність мережного встаткування комп'ютерів, а також рівноправність всіх абонентів по доступі до мережі. Комп'ютери в шині можуть передавати інформацію тільки по черзі, тому що лінія зв'язку в цьому випадку єдина. Якщо кілька комп'ютерів будуть передавати інформацію одночасно, вона спотвориться в результаті накладення (конфлікту, колізії). У шині завжди реалізується режим так званого напівдуплексного (half duplex) обміну (в обох напрямках, але по черзі, а не одночасно).

У топології шина відсутня явно виражені центральні абоненти, через якиі передається вся інформація, це збільшує її надійність (адже при відмові центра перестає функціонувати вся керована ним система). Додавання нових абонентів в шину досить просте й зазвичай можливе навіть під час роботи мережі. У більшості випадків при використанні шини потрібне мінімальна кількість сполучного кабелю в порівнянні з іншими топологіями.

Оскільки центральний абонент відсутній, дозвіл можливих конфліктів у цьому випадку лягає на мережне встаткування кожного окремого абонента. У зв'язку із цим мережна апаратура при топології шина складніша, ніж при інших топологіях. Проте через широке поширення мереж з топологією шина (насамперед найбільш популярна мережа Ethernet) вартість мережного встаткування не занадто висока.

Рис. 1.9. Обрив кабелю в мережі з топологією шина

Важлива перевага шини полягає в тому, що при відмові кожного з комп'ютерів мережі, справні машини зможуть нормально продовжувати обмін.

Здавалося б, при обриві кабелю виходять дві цілком працездатні шини (рис. 1.9). Однак треба враховувати, що через особливості поширення електричних сигналів по довгих лініях зв'язку необхідно передбачати включення на кінцях шини спеціальних пристроїв погодження - термінаторів, показаних рис. 1.5 і 1.9 у вигляді прямокутників. Без включення термінаторів сигнал відбивається від кінця лінії й спотворюється так, що зв'язок по мережі стає неможливим. У випадку розриву або ушкодження кабелю порушується узгодження лінії зв'язку, і припиняється обмін навіть між тими комп'ютерами, які залишилися з'єднаними між собою. Докладніше про узгодження буде викладено в спеціальному розділі курсу. Коротке замикання в будь-якій точці кабелю шини виводить із ладу всю мережу.

---