АИС таможенных органов

ЛВС могут состоять из одного файл-сервера, поддерживающего небольшое число рабочих станций, или из многих файл-серверов и коммуникационных серверов, соединенных с сотнями рабочих станций. Некоторые сети спроектированы для оказания сравнительно простых услуг, таких, как совместное пользование прикладной программой и файлом и обеспечение доступа к единственному принтеру. Другие сети обеспечивают связь с большими и мини-ЭВМ, модемами коллективного пользования, разнообразными устройствами ввода/вывода (графопостроителями, принтерами и т. д.) и устройствам памяти большой емкости (диски типа WORM). В общем случае локальная сеть представляет собой  коммуникационную систему, которая поддерживает в пределах одного здания или некоторой ограниченной территории один или несколько высокоскоростных каналов передачи информации, предоставляемых подключенным абонентским системам (АС) для кратковременного использования. Из-за коротких расстояний в локальных сетях имеется возможность использования относительно дорогих высококачественных линий связи, которые позволяют, применяя простые методы передачи данных, достигать высоких скоростей обмена данными порядка 100 Мбит/с . В связи с этим услуги, предоставляемые локальными сетями отличаются широким разнообразием и обычно предусматривают реализацию в режиме on-line. ³  

   

По  скорости передачи данных (Таблица №1) ЛВС делят на:

• Низкоскоростные;
• Среднескоростные;
• Высокоскоростные.

 

 

 

Классификация ЛВС	Низкоскоростные ЛВС	Среднескоростные  ЛВС	Высокоскоростные  ЛВС
Скорость  передачи данных	Не более 0.5 Мбит/с	до 4 Мбит/с	более 4 Мбит/с
Пример	ЛВС "Орбита"	ЛВС "Руслан"	прототип ЛВС-EC-8430,”Невод-1",ASINet
Назначение	создаются для  электронной почты и редактирования документов	для организации  электронной почты, распределенных баз данных (РБД)	для построения систем РБД, организации электронной почты, использования ресурсов ЭВМ высокой производительности

 

                                                                                                                                    Таблица №1

                

2.2.     Устройство ЛВС

 

Существуют особые системы  передачи, использующие ЛВС для передачи информации, для доступа к которым  применяется ряд аппаратных и  программных компонентов.

 

Основными компонентами сети являются:

• кабели (передающие среды),
• рабочие станции (АРМ пользователей сети),
• платы интерфейса сети (сетевые адаптеры),
• серверы сети.⁴

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2.1.   Файл-сервер и рабочие станции

Централизованные сети строятся на основе архитектуры "клиент-сервер", которая предполагает выделение в сети так называемых "серверов" и "клиентов". К клиентам относятся рабочие станции (компьютеры) сети, которые не имеют непосредственных контактов друг с другом и могут общаться между собой только через сервер: следовательно, одна станция не может использовать файл, находящийся на другой станции: для этого файл должен находиться на файл-сервере. Все локальные ресурсы рабочих станций так и остаются локальными и, следовательно, не могут быть использованы никакой другой рабочей станцией. Файл-сервер является ядром локальной сети. Этот компьютер (обычно высокопроизводительный мини-компьютер) запускает операционную систему и управляет потоком данных, передаваемых по сети. Отдельные рабочие станции и любые совместно используемые периферийные устройства, такие, как принтеры, - все подсоединяются к файл-серверу.

Серверы управляют подключенными  к ним общими разделяемыми ресурсами сети. Различают:

• файл-серверы, служащие для управления передачей, файлов и позволяющие пересылать информацию большого объема, (не обязательно текстовую, но и графическую);
• серверы печати (или принт-серверы), служащие для включения в состав сети принтера, доступного для использования пользователям со всех рабочих станций сети;
• коммуникационные (связные) серверы, предназначенные для управления и установления связи между компьютерами в сети;
• почтовые серверы в системе электронной почты, служащие для пересылки и приема электронных писем;
• архивные серверы, предназначенные для архивирования данных и резервного копирования информации в больших многосерверных сетях;
• факс-серверы, используемые для отправления пользователями факсимильных сообщений с рабочих станции, для приема и последующей рассылки сообщении в личные боксы пользователей и др.

В качестве сервера может быть использован либо обычный персональный компьютер, или же это может быть специализированное устройство, реализующее одну из указанных функций управления. В этом последнем случае специализированный сервер по своему внешнему виду может отличаться от обычного персонального компьютера и в зависимости от назначения иметь различные габариты.

Каждая рабочая станция представляет собой обычный персональный компьютер, работающий под управлением собственной дисковой операционной системы (MS DOS, Windows и т.д), где пользователями сети реализуются прикладные задачи, выполнение которых связано с понятием вычислительного процесса.

Однако в отличие  от автономного персонального компьютера рабочая станция содержит плату  сетевого интерфейса и физически  соединена кабелями с файлом-сервером. Кроме того, рабочая станция запускает специальную программу, называемой оболочкой сети, которая позволяет ей обмениваться информацией с файл-сервером, другими рабочими станциями и прочими устройствами сети. Оболочка позволяет рабочей станции использовать файлы и программы, хранящиеся на файл-сервере, так же легко, как и находящиеся на ее собственных дисках. Один и тот же компьютер в разное время может быть, как сервером, так и рабочей станцией.

2.2.2.  Операционная система рабочих станций

Каждый компьютер рабочей станции работает под управлением своей собственной операционной системы (MS DOS, Windows и т.д). Чтобы включить каждую рабочую станцию в состав сети, оболочка сетевой операционной системы загружается в начало операционной системы компьютера.

Оболочка сохраняет  большую часть команд и функций  операционной системы, позволяя рабочей  станции в процессе работы выглядеть  как обычно. Оболочка просто добавляет  локальной операционной системе  больше функций и придает ей гибкость.

Рабочие станции и серверы соединяются с кабелем коммуникационной подсети с помощью интерфейсных плат - сетевых адаптеров.

 

Основные функции сетевых адаптеров:

 

• организация приема данных из рабочих станций;
• организация передачи данных в рабочие станции;
• согласование скорости приема (передачи) информации (буферизация);
• формирование пакета данных, параллельно-последовательное преобразование (конвертирование);
• кодирование/декодирование данных;
• проверка правильности передачи;
• установление соединения с требуемым абонентом сети;
• организация собственно обмена данными.  
  

В ЛВС в качестве кабельных  передающих сред (средств коммутации) используются провод, витая пара (UTP- витопарный кабель), коаксиальный кабель и оптоволоконный кабель, хотя существуют и беспроводные ЛВС с инфракрасными или радиоволновыми линиями связи. 
         В ЛВС также используется следующее сетевое оборудование: 

• приемопередатчики (трансиверы) и повторители (репитеры)  служат для объединения сегментов локальной сети с шинной топологией;
• концентраторы (хабы) - для формирования сети произвольной топологии (используются активные и пассивные концентраторы);
• мосты - для объединения локальных сетей в единое целое и повышения производительности этого целого путем регулирования трафика (данных пользователя) между отдельными подсетями;
• маршрутизаторы и коммутаторы - для реализации функций коммутации и маршрутизации при управлении трафиком в сегментированных (состоящих из взаимосвязанных сегментов) сетях. В отличие от мостов, обеспечивающих сегментацию сети на физическом уровне, маршрутизаторы выполняют ряд "интеллектуальных" функций при управлении трафиком. Коммутаторы, выполняя практически те же функции, что и маршрутизаторы, превосходят их по производительности и обладают меньшей латентностью (аппаратная временная       задержка между получением и пересылкой информации);
• модемы (модуляторы-демодуляторы) - для согласования цифровых сигналов, генерируемых компьютером, с аналоговыми сигналами типичной современной телефонной линии;
• анализаторы - для контроля качества функционирования сети;
• сетевые тестеры - для проверки кабелей и отыскания неисправностей в системе установленных кабелей.

По мере все  более широкого распространения  локальных сетей возникают проблемы, связанные с обменом информацией  между сетями. Так, в рамках университета в нескольких учебных классах могут использоваться локальные сети, причем это могут быть сети разных типов. Для обеспечения связи между этими сетями используются средства межсетевого взаимодействия, называемые мостами и маршрутизаторами. В качестве моста и маршрутизатора могут использоваться компьютеры, в которых установлено по два или более сетевых адаптера. Каждый из адаптеров обеспечивает связь с одной из связываемых сетей. Мост или маршрутизатор получает пакеты, посылаемые компьютером одной сети компьютеру другой сети, переадресует их и отправляет по указанному адресу. Мосты, как правило, используются для связи сетей с одинаковыми коммуникационными системами, например, для связи двух сетей Ethernet или двух сетей Arcnet. Маршрутизаторы связывают сети с разными коммуникационными системами, так как имеют средства преобразования пакетов одного формата в другой. Существуют мосты-маршрутизаторы (brouters), объединяющие функции обоих средств. Для обеспечения связи сетей с различными компьютерными системами предназначены шлюзы (gateway), например, через шлюз локальная сеть может быть связана с большой ЭВМ.⁵                  

2.3.  Топология ЛВС

 

Важным признаком классификации  вычислительных сетей является их топология.

Топология сети - это логическая схема соединения каналами связи компьютеров (узлов сети – это либо отдельные компьютеры, либо другие локальные сети). Чаще всего в локальных сетях используется одна из трёх основных топологий: моноканальная (шинная), кольцевая или звездообразная. Большинство других топологий являются производными от названных. Для определения последовательности доступа узлов сети к каналу и предотвращения наложения передач пакетов данных различными узлами необходим метод доступа.⁶

Существуют следующие  виды топологий: "линейна шина" ("общая шина", многоточечная, "цепочка"), "звезда" (звездообразная), "кольцо" (кольцевая, петлевая), смешанная ("звездная шина", "цепочка звезд", полносвязная, древовидная) и др. Первые три получили наиболее широкое распространение в локальных вычислительных сетях.

 

                          

2.3.1. Сеть шинной топологии

 

 

 

 

 

 

                                                                                                 Рис.№1   Шинная топология.

 

Топология "линейная шина" предполагает использование одного кабеля, к которому подключаются все компьютеры сети (рис.№1). В этом случае  кабель используется совместно всеми станциями по очереди. Принимаются специальные меры для того, чтобы при работе с общим кабелем компьютеры не мешали друг другу передавать и принимать данные.

Самым распространенным методом  доступа в сетях этой топологии  является метод доступа, с прослушиванием несущей частоты и обнаружением конфликтов (CSMA/CD). При этом методе доступа узел, прежде чем послать данные по коммуникационному каналу, прослушивает его, и только убедившись, что канал свободен, посылает пакет. Если канал занят, узел повторяет попытку передать пакет через случайный промежуток времени. Данные, переданные одним узлом сети, поступают во все узлы, но только узел, для которого предназначены эти данные, распознает и принимает их. Шинная топология обеспечивает эффективное использование пропускной способности канала, устойчивость к неисправности отдельных узлов, простоту реконфигурации и наращивания сети. Надежность здесь выше, так как выход из строя отдельных компьютеров не нарушит работоспособности сети в целом. Поиск неисправностей в кабеле затруднен. Кроме того, так как используется только один кабель, в случае обрыва нарушается работа всей сети.