АИС таможенных органов

   

                  

2.3.2. Сеть звездообразной топологии

 

 

 

 

 

 

 

 

                                               Рис.№2 Топология типа “звезда”

 

 

Сеть звездообразной топологии имеет активный центр (АЦ) - компьютер (или иное сетевое  устройство), объединяющий все компьютеры сети. АЦ полностью управляет компьютерами, подключенными к нему через концентратор, который выполняет функции распределения и усиления сигналов. От надежности АЦ полностью зависит работоспособность сети. При необходимости можно объединять вместе несколько сетей с топологией "звезда", при этом получаются разветвленные конфигурации сети. В качестве примера метода доступа с активным центром можно привести ЛВС Arcnet фирмы Datapoint Corp. Этот метод доступа также использует маркер⁷ для передачи данных.

 Маркер передается  от узла к узлу (как бы по  кольцу), обходя узлы в порядке  возрастания их адресов. Как  и в кольцевой топологии, каждый  узел регенерирует маркер. Этот  метод доступа обеспечивает скорость  передачи данных 2 Мбит/с. С точки зрения надежности эта топология не является наилучшим решением, так как выход из строя центрального узла приведет к остановке всей сети. Однако при использовании топологии «звезда» легче найти неисправность в сети.

3.3.3.  Сеть кольцевой топологии

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                               Рис.№3  Кольцевая топология.

 

 

Сеть кольцевой топологии  использует в качестве канала связи  замкнутое кольцо из приемопередатчиков, соединенных коаксиальным или оптическим кабелем. В этом случае данные передаются от одного компьютера к другому как бы по эстафете. Если компьютер получит данные, предназначенные для другого компьютера, он передает их дальше по кольцу. Если данные предназначены для получившего их компьютера, они дальше не передаются. Самым распространенным методом доступа в сетях этой топологии является метод передачи маркера, используемый в ЛВС Token-Ring фирмы IBM. В сетях Token-Ring обеспечивается скорость передачи данных равная 4 Мбит/с. Ретрансляция данных узлами приводит к снижению надежности сети, так как неисправность в одном из узлов сети разрывает всю сеть.

Можно объединить несколько  локальных сетей, выполненных с  использованием разных топологий, в  единую локальную сеть, например, древовидную топологию. Кроме того, возможны конфигурации без отчетливого характера связей, примером является полносвязная конфигурация, когда каждый компьютер в сети непосредственно связан с любым другим компьютером. 

Локальная сеть может  использовать одну из перечисленных  топологий. Это зависит от количества объединяемых компьютеров, их взаимного расположения и других условий.

 

2.4.   Методы доступа ЛВС: Ethernet, Arcnet, Token-Ring.

 

В различных сетях происходят различные  процедуры обмена данными в сети. Эти процедуры называются протоколами передачи данных, которые описывают методы доступа к сетевым каналам данных.

Существует несколько  разновидностей модификаций ЛВС: Ethernet, Arcnet, Token-Ring. На сегодняшний день модели Arcnet и Token-Ring встречаются всё реже, их можно увидеть лишь в специализированных лабораториях, учебных заведениях и службах. Поэтому самой распространенной из них  является ЛВС Ethernet с топологией "общая шина". Достоинства Ethernet: небольшая стоимость и оптимальная производительность - 10 Мбит/с.⁸

Недостаток технологии Ethernet является принцип ее функционирования: при коллективном доступе к среде  передачи данных - увеличение числа  пользователей снижает производительность сети. Такая сеть эффективна при коэффициенте загруженности сети до 40%.

 

2.4.1.   Метод доступа   Ethernet 
    

ЛВС Ethernet реализует недетермированный  метод множественного доступа с  контролем несущей (CSMA/CD). Все ПК, подключенные к "шине" - равноправны, и пытаются захватить канал, т. е. начать передачу. Каждый раз, когда узел готов передавать свой пакет, он должен проверить, свободен канал или нет, это производится проверкой несущей: ее отсутствие означает, что канал свободен. Если один из узлов начал передачу пакета, канал становится занятым, и все остальные узлы переходят в режим приема, при этом пакеты направляются всем остальным активным узлам. Узел назначения сам определяет, что информация предназначена именно ему, анализируя заголовок пакета, который содержит и адрес назначения, и адрес отправителя. Если они соответствуют его данным, происходит прием пакета информации. При таком методе доступа к каналу возможны ситуации, когда несколько узлов начинают передачу одновременно, т. е. происходит наложение сигналов - коллизия. Другими словами, Ethernet не исключает возможности одновременной передачи сообщений двумя или несколькими станциями. Аппаратура автоматически распознает такие конфликты, называемые коллизиями. После обнаружения конфликта станции задерживают передачу на некоторое время. Это время небольшое и для каждой станции свое. После задержки передача возобновляется. В результате при больших нагрузках сетей (при работе порядка 80-100 станций) с произвольным методом доступа пропускная способность сети резко падает. В Ethernet это предотвращается балансировкой нагрузки путем разделения сети на сегменты и выбором оптимальной топологии сети. Аппаратура Ethernet обычно состоит из кабеля, разъемов, Т-коннекторов, терминаторов и сетевых адаптеров. Кабель, очевидно, используется для передачи данных между рабочими станциями. Для подключения кабеля используются разъемы. Эти разъемы через Т-коннекторы подключаются к сетевым адаптерам - специальным платам, вставленным в слоты расширения материнской платы рабочей станции. Терминаторы подключаются к открытым концам сети. Для Ethernet могут быть использованы кабели разных типов: тонкий коаксиальный кабель, толстый коаксиальный кабель и неэкранированная витая пара. Для каждого типа кабеля используются свои разъемы и свой способ подключения к сетевому адаптеру. В зависимости от кабеля меняются такие характеристики сети, как максимальная длина кабеля и максимальное количество рабочих станций, подключаемых к кабелю.⁹

 Основным преимуществом   сетей Ethernet является их быстродействие. Обладая скоростью передачи от 10 до 100 Мбит/с, Ethernet является одной из самых быстрых среди существующих локальных сетей. Однако, такое быстродействие, в свою очередь, вызывает определенные проблемы: из-за того, что предельные возможности тонкого медного кабеля лишь незначительно превышают указанную скорость передачи в  10 Мбит/с, даже небольшие электромагнитные помехи могут значительно ухудшить производительность сети.

2.4.2.  Метод доступа   Arcnet

Этот метод доступа разработан фирмой Datapoint Corp. Он тоже получил широкое распространение, в основном благодаря тому, что оборудование Arcnet дешевле, чем оборудование Ethernet или Token -Ring. Сеть Arcnet использует схему с маркерным доступом и может работать как в шинной, так и в звездной топологии. Схема “звезда” обычно  обеспечивает лучшую производительность, так как при этой топологии возникает меньше конфликтов при передаче. Arcnet совместима с коаксиальными кабелями, витыми парами и волоконно-оптическими кабелями. Системы Arcnet являются сравнительно медленными: передача осуществляется на скорости лишь 2.5 Мбит/с, что значительно меньше, чем в других типах сетей. Несмотря на малое быстродействие, Arcnet сохраняет свою популярность. Ее малая скорость передачи является в своем роде компенсацией за эффективный метод передачи сигналов. Arcnet- сравнительно недорогая и гибкая система, которая легко устанавливается и подвергается изменению конфигурации.¹⁰

Принцип действия данного метода заключается  в том, что один из компьютеров  создает специальный маркер (сообщение специального вида), который последовательно передается от одного компьютера к другому. Если станция желает передать сообщение другой станции, она должна дождаться маркера и добавить к нему сообщение, дополненное адресами отправителя и назначения. Когда пакет дойдет до станции назначения, сообщение будет "отцеплено" от маркера и передано станции.

2.4.3.   Метод доступа  Token-Ring 

Сеть Token-Ring была разработана  фирмой IBM, физически она выполнена  на схеме “звезда”, но ведет себя как кольцевая. Другими словами, пакеты данных передаются с одной рабочей станции на другую последовательно (как в кольцевой сети), но постоянно проходят через центральный компьютер (как в сетях типа “звезда”). Сети Token-Ring могут осуществлять передачу как по незащищенным и защищенным витым парам, так и по волоконно-оптическим кабелям.¹¹ Этот метод напоминает Arcnet, так как тоже использует маркер, передаваемый от одной станции к другой. В отличие от Arcnet, при методе доступа Token-Ring имеется возможность назначать разные приоритеты разным рабочим станциям. Скорость передачи данных в сети Token-Ring может достигать 4 или 16 Мбит в секунду, однако стоимость сетевого оборудования выше, чем для сети Ethernet. Кроме того, существуют и другие ограничения  для сети Token-Ring :

• Максимальное количество концентратов в сети – 12
• Минимальное количество рабочих станций в сети – 96
• Максимальная длина кабеля между двумя концентраторами – 45 м
• Максимальная длина кабеля, соединяющая все концентраторы в сети -120 м

Сети Token-Ring надежны и  просты для установки, но они  не рассчитаны на большие расстояния. Все компьютеры должны быть расположены  на одном или двух этажах здания. Более высокая стоимость оборудования с Ethernet дополнительно уменьшает  привлекательность этого изделия IBM.

2.5. Беспроводные ЛВС

 

Технологии беспроводных ЛВС (Wireless LAN или WLAN) - это одно из наиболее популярных и широко внедряемых во всем мире инновационных решений  в сфере телекоммуникаций.

Традиционная проводная  ЛВС посылает пакеты данных от одного устройства другому через кабели или провода. В отличие от нее, беспроводная ЛВС (Wireless LAN – WLAN) использует для передачи данных радиоволны. Радиосигналы передаются между точками доступа, установленными в ключевых позициях в физической среде, и беспроводными адаптерами, присоединенными к компьютерным системам. WLAN устраняет кабели и провода и использует преимущества того факта, что радиоволны могут проходить через помехи окружающей среды, например, потолки или стены. Беспроводные сети предлагают беспрецедентную гибкость для пользователей компьютеров, наряду с возможностью удаленного управления для системных администраторов.

Быстрые и полностью  совместимые с существующими  технологиями Ethernet, технологии беспроводного  доступа расширяют доступность и функциональность обычных сетей. Оборудование WLAN может служить и основой для новой сетевой инфраструктуры, которая позволит избежать дополнительных расходов на покупку и прокладку кабелей при подключении и переконфигурировании сетевых устройств. Кроме того, беспроводные сетевые адаптеры позволят создавать сети, предназначенные для работы равноправных узлов локальной сети вне офиса.

Беспроводная  сеть представляет:

• Возможность быстрого расширения сети (за счет быстрого и рентабельного подключения новых пользователей). Работает как беспроводной концентратор для расширения существующей сети.
• Расширение зоны действия сети с целью повышения производительности (сотрудники смогут работать в любом месте офиса, имея постоянный доступ к важной информации, – даже на встрече с клиентами).
• Возможность организации встреч мобильных пользователей в любом месте (ноутбуки, оснащенные адаптерами беспроводной связи, соединяются без использования дополнительных устройств, а специальные средства позволят обеспечить безопасность соединения).
• Организация временно действующих сетей (например, на выставках или во временно предоставленном помещении).

Существует два основных компонента беспроводной сети: инфраструктура и клиентские адаптеры. Продукты инфраструктуры включают в себя шлюзы и точки доступа, которые служат в качестве проводников данных и, где необходимо, работают как мост между беспроводными и существующими сетями. Шлюзы, как правило, используются для малых предприятий, а точки доступа для средних и крупных. Клиентские адаптеры обеспечивают соединение между компьютерами и сетью, а также преобразование данных в формат, который может быть использован сетью. Выбор адаптера зависит от типа используемого устройства. В качестве адаптеров могут использоваться WLAN PC cards (для ноутбуков), PCI cards (для десктопов), устройства USB и модули для карманных компьютеров. Еще один важный момент в беспроводных сетях – это антенна. Антенны служат для направления радиоволн в требуемую область в конкретной схеме покрытия территории. Для каждого ключевого компонента беспроводной ЛВС выбор конкретного оборудования зависит от конкретного места размещения: со своими уникальными схемами использования и факторами окружающей среды.¹²

Типичная беспроводная сеть представлена на рис. №4.

 

 

                                   Рис.№4 Беспроводная ЛВС.

 

2.5.1. Wi-Fi и WiMax

Технология Wi-Fi одна из самых перспективных на сегодняшний день в области компьютерной связи. Wi-Fi (Wireless Fidelity) - в переводе с английского - “беспроводная преданность”. Этой технологией называют один из форматов передачи цифровых данных по радиоканалам. Изначально устройства Wi-Fi были предназначены для корпоративных пользователей, чтобы заменить традиционные кабельные сети. Но сейчас они используются повсеместно. Например, в промышленности, где данные технологии применяются в основном для управления движущимися объектами и в складской логистике, а также в тех случаях, когда по какой-либо причине невозможно прокладывать проводные сети Ethernet. Коммерческое использование Wi-Fi предоставляется в таких местах, как интернет-кафе, аэропорты и кафе по всему миру (обычно эти места называют Wi-Fi-кафе). Эти технологии получили большое распространение в игровой индустрии. Wi-Fi совместим с игровыми консолями и КПК и позволяет вести сетевую игру через любую точку доступа.

Wi-Fi – это технология стандарта  802.11, разработанная институтом инженеров  по электронике и электротехнике (IEEE). Wi-Fi занимает определенную нишу в области инфокоммуникаций, которая приходит на смену сфере телекоммуникаций.

Если раньше говорили о различных сетях передачи информации, будь то телевизионные или радиовещательные, то в настоящее время необходимо говорить о мультисервисной среде. Так как очевидно, что будущее за конвергентными услугами – передача по одному каналу речи, данных, видео, телевидения.