Γενικές πληροφορίες για τα δίκτυα, αρχές κατασκευής δικτύων υπολογιστών. Γενικές αρχές κατασκευής δικτύων υπολογιστών και βασικοί ορισμοί

Chercher

Ηλεκτρονική

ΤΟΠΙΚΑ ΔΙΚΤΥΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ (LCN)

Σήμερα υπάρχουν περισσότεροι από 130 εκατομμύρια υπολογιστές στον κόσμο και πάνω από το 80% από αυτούς είναι συνδεδεμένοι σε διάφορα δίκτυα πληροφοριών και υπολογιστών, από μικρά τοπικά δίκτυα σε γραφεία μέχρι παγκόσμια δίκτυα όπως Internet, FidoNet, FREEnet κ.λπ. Η παγκόσμια τάση για σύνδεση υπολογιστών σε δίκτυα οφείλεται σε διάφορους σημαντικούς λόγους, όπως η επιτάχυνση της μετάδοσης μηνυμάτων πληροφοριών, η δυνατότητα γρήγορης ανταλλαγής πληροφοριών μεταξύ των χρηστών, η λήψη και η μετάδοση μηνυμάτων (φαξ, επιστολές E-Mail, ηλεκτρονικές διασκέψεις, κ.λπ.) χωρίς να εγκαταλείπετε τους χώρους εργασίας, τη δυνατότητα άμεσης λήψης οποιασδήποτε πληροφορίας από οπουδήποτε στον κόσμο, καθώς και την ανταλλαγή πληροφοριών μεταξύ υπολογιστών διαφορετικών κατασκευαστών που εκτελούν διαφορετικό λογισμικό.

Τέτοιες τεράστιες δυνατότητες που κουβαλά το δίκτυο υπολογιστών και η νέα δυναμική άνοδος που βιώνει ταυτόχρονα το πληροφοριακό σύμπλεγμα, καθώς και η σημαντική επιτάχυνση της παραγωγικής διαδικασίας, δεν μας δίνουν το δικαίωμα να τις αγνοήσουμε και να μην τις εφαρμόσουμε στην πράξη.

Συχνά υπάρχει ανάγκη να αναπτυχθεί μια θεμελιώδης λύση στο ζήτημα της οργάνωσης ενός δικτύου πληροφορικής (πληροφοριών και δικτύου υπολογιστών) με βάση ένα υπάρχον πάρκο υπολογιστών και πακέτο λογισμικού που να ανταποκρίνεται στις σύγχρονες επιστημονικές και τεχνικές απαιτήσεις, λαμβάνοντας υπόψη τις αυξανόμενες ανάγκες και τη δυνατότητα περαιτέρω σταδιακής ανάπτυξης του δικτύου σε σχέση με την εμφάνιση νέων τεχνικών και λύσεων λογισμικού.

ΑΡΧΗ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΔΙΚΤΥΩΝ Η/Υ

Ένα δίκτυο υπολογιστών είναι μια συλλογή από υπολογιστές και διάφορες συσκευές που παρέχουν ανταλλαγή πληροφοριών μεταξύ υπολογιστών στο δίκτυο χωρίς τη χρήση ενδιάμεσων μέσων αποθήκευσης.

Ολόκληρη η ποικιλία των δικτύων υπολογιστών μπορεί να ταξινομηθεί σύμφωνα με μια ομάδα χαρακτηριστικών:

1) Εδαφική κατανομή.

2) Τμηματική υπαγωγή.

3) Ταχύτητα μεταφοράς πληροφοριών.

4) Τύπος μέσου μετάδοσης.

Σύμφωνα με την εδαφική κατανομή, τα δίκτυα μπορεί να είναι τοπικά, παγκόσμια και περιφερειακά. Τοπικά είναι δίκτυα που καλύπτουν έκταση όχι μεγαλύτερη από 10 m2, τα περιφερειακά βρίσκονται στην επικράτεια μιας πόλης ή περιοχής, τα παγκόσμια είναι στην επικράτεια μιας πολιτείας ή ομάδας κρατών, για παράδειγμα, το Διαδίκτυο.

Ανάλογα με τη συσχέτιση, διακρίνονται τα νομαρχιακά και τα κρατικά δίκτυα. Τα τμήματα ανήκουν σε έναν οργανισμό και βρίσκονται στην επικράτειά του. Τα κυβερνητικά δίκτυα είναι δίκτυα που χρησιμοποιούνται σε κρατικές υπηρεσίες.

Με βάση την ταχύτητα μεταφοράς πληροφοριών, τα δίκτυα υπολογιστών χωρίζονται σε χαμηλής, μέσης και υψηλής ταχύτητας.

Ανάλογα με τον τύπο του μέσου μετάδοσης, χωρίζονται σε ομοαξονικά δίκτυα, δίκτυα συνεστραμμένου ζεύγους, δίκτυα οπτικών ινών, με μετάδοση πληροφοριών μέσω ραδιοφωνικών καναλιών και στην περιοχή υπέρυθρων.

Οι υπολογιστές μπορούν να συνδεθούν με καλώδια, σχηματίζοντας διαφορετικές τοπολογίες δικτύου (αστέρι, δίαυλος, δακτύλιος κ.λπ.).

Θα πρέπει να γίνει διάκριση μεταξύ δικτύων υπολογιστών και δικτύων τερματικών (τερματικά δίκτυα). Τα δίκτυα υπολογιστών συνδέουν υπολογιστές, καθένας από τους οποίους μπορεί να λειτουργήσει αυτόνομα. Τα δίκτυα τερματικών συνήθως συνδέουν ισχυρούς υπολογιστές (mainframes) και σε ορισμένες περιπτώσεις, υπολογιστές με συσκευές (τερματικά), οι οποίες μπορεί να είναι αρκετά περίπλοκες, αλλά εκτός δικτύου η λειτουργία τους είναι είτε αδύνατη είτε εντελώς ανούσια. Για παράδειγμα, ένα δίκτυο ΑΤΜ ή εκδοτήρια εισιτηρίων. Είναι χτισμένα σε εντελώς διαφορετικές αρχές από τα δίκτυα υπολογιστών και ακόμη και σε διαφορετική τεχνολογία υπολογιστών.

Υπάρχουν δύο κύριοι όροι στην ταξινόμηση των δικτύων: LAN και WAN.

LAN (τοπικό δίκτυο) – τοπικά δίκτυα που έχουν κλειστή υποδομή πριν φτάσουν στους παρόχους υπηρεσιών. Ο όρος «LAN» μπορεί να περιγράψει τόσο ένα μικρό δίκτυο γραφείων όσο και ένα δίκτυο στο επίπεδο ενός μεγάλου εργοστασίου που καλύπτει αρκετές εκατοντάδες εκτάρια. Ξένες πηγές δίνουν ακόμη και μια κοντινή εκτίμηση περίπου έξι μιλίων (10 km) σε ακτίνα. χρήση καναλιών υψηλής ταχύτητας.

Το WAN (Wide Area Network) είναι ένα παγκόσμιο δίκτυο που καλύπτει μεγάλες γεωγραφικές περιοχές, συμπεριλαμβανομένων τόσο των τοπικών δικτύων όσο και άλλων τηλεπικοινωνιακών δικτύων και συσκευών. Ένα παράδειγμα WAN είναι ένα δίκτυο μεταγωγής πακέτων (Frame Relay), μέσω του οποίου διάφορα δίκτυα υπολογιστών μπορούν να «μιλούν» μεταξύ τους.

Ο όρος «επιχειρηματικό δίκτυο» χρησιμοποιείται επίσης στη βιβλιογραφία για να αναφερθεί στον συνδυασμό πολλών δικτύων, καθένα από τα οποία μπορεί να κατασκευαστεί σε διαφορετικές τεχνικές, αρχές λογισμικού και πληροφοριών.

Οι τύποι δικτύων που συζητήθηκαν παραπάνω είναι κλειστά δίκτυα επιτρέπεται η πρόσβαση σε αυτά μόνο σε περιορισμένο κύκλο χρηστών για τους οποίους η εργασία σε ένα τέτοιο δίκτυο σχετίζεται άμεσα με τις επαγγελματικές τους δραστηριότητες. Τα παγκόσμια δίκτυα επικεντρώνονται στην εξυπηρέτηση οποιουδήποτε χρήστη.

Στο Σχήμα 1, εξετάζουμε μεθόδους εναλλαγής υπολογιστών και τύπους δικτύων.

Εικόνα 1 - Μέθοδοι μεταγωγής υπολογιστών και τύποι δικτύων .

ΤΟΠΙΚΑ ΔΙΚΤΥΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ (LCN)

Ταξινόμηση LKS

Τα τοπικά δίκτυα υπολογιστών χωρίζονται σε δύο ριζικά διαφορετικές κατηγορίες: δίκτυα peer-to-peer (ενός επιπέδου ή Peer to Peer) και ιεραρχικά (πολλαπλών επιπέδων).

Δίκτυα peer-to-peer.

Ένα δίκτυο peer-to-peer είναι ένα δίκτυο ομότιμων υπολογιστών, καθένας από τους οποίους έχει ένα μοναδικό όνομα (όνομα υπολογιστή) και συνήθως έναν κωδικό πρόσβασης στον οποίο μπορείτε να συνδεθείτε κατά την εκκίνηση του λειτουργικού συστήματος. Το όνομα σύνδεσης και ο κωδικός πρόσβασης εκχωρούνται από τον κάτοχο του υπολογιστή χρησιμοποιώντας το λειτουργικό σύστημα. Τα δίκτυα peer-to-peer μπορούν να οργανωθούν χρησιμοποιώντας λειτουργικά συστήματα όπως τα LANtastic, Windows'3.11, Novell NetWare Lite. Αυτά τα προγράμματα λειτουργούν τόσο με DOS όσο και με Windows. Τα δίκτυα peer-to-peer μπορούν επίσης να οργανωθούν με βάση όλα τα σύγχρονα λειτουργικά συστήματα 32-bit - Windows'95 OSR2, έκδοση Windows NT Workstation, OS/2) και ορισμένα άλλα.

Ιεραρχικά δίκτυα.

Στα ιεραρχικά τοπικά δίκτυα υπάρχουν ένας ή περισσότεροι ειδικοί υπολογιστές - διακομιστές, οι οποίοι αποθηκεύουν πληροφορίες που μοιράζονται διαφορετικοί χρήστες.

Ένας διακομιστής σε ιεραρχικά δίκτυα είναι μια μόνιμη αποθήκευση κοινόχρηστων πόρων. Ο ίδιος ο διακομιστής μπορεί να είναι πελάτης ενός διακομιστή σε υψηλότερο επίπεδο ιεραρχίας. Επομένως, τα ιεραρχικά δίκτυα ονομάζονται μερικές φορές αποκλειστικά δίκτυα διακομιστών. Οι διακομιστές είναι συνήθως υπολογιστές υψηλής απόδοσης, πιθανώς με πολλούς παράλληλους επεξεργαστές, σκληρούς δίσκους μεγάλης χωρητικότητας και κάρτα δικτύου υψηλής ταχύτητας (100 Mbit/s ή περισσότερο). Οι υπολογιστές από τους οποίους γίνεται πρόσβαση στις πληροφορίες του διακομιστή ονομάζονται σταθμοί ή πελάτες.

Τα LKS ταξινομούνται ανάλογα με το σκοπό:

· Δίκτυα εξυπηρέτησης τερματικού. Περιλαμβάνουν έναν υπολογιστή και έναν περιφερειακό εξοπλισμό που χρησιμοποιούνται σε αποκλειστική λειτουργία από τον υπολογιστή στον οποίο είναι συνδεδεμένος ή ως πόρος σε όλο το δίκτυο.

· Δίκτυα με βάση τα οποία χτίζονται η διαχείριση της παραγωγής και τα θεσμικά συστήματα. Τους ενώνει η ομάδα προτύπων MAP/TOR. Το IDA περιγράφει τα πρότυπα που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία. Τα TOP περιγράφουν πρότυπα για δίκτυα που χρησιμοποιούνται σε δίκτυα γραφείου.

· Δίκτυα που ενσωματώνουν συστήματα αυτοματισμού και σχεδιασμού. Οι σταθμοί εργασίας τέτοιων δικτύων βασίζονται συνήθως σε αρκετά ισχυρούς προσωπικούς υπολογιστές, για παράδειγμα της Sun Microsystems.

· Δίκτυα με βάση τα οποία κατασκευάζονται κατανεμημένα υπολογιστικά συστήματα.

Σύμφωνα με κριτήρια ταξινόμησης, τα τοπικά δίκτυα υπολογιστών χωρίζονται σε δίκτυα δακτυλίου, διαύλου, αστεριών και δέντρων.

με βάση την ταχύτητα - χαμηλή ταχύτητα (έως 10 Mbit/s), μεσαία ταχύτητα (έως 100 Mbit/s), υψηλή ταχύτητα (πάνω από 100 Mbit/s).

ανά τύπο μεθόδου πρόσβασης - τυχαία, αναλογική, υβριδική.

ανά τύπο φυσικού μέσου μετάδοσης - συνεστραμμένο ζεύγος, ομοαξονικό καλώδιο ή καλώδιο οπτικών ινών, κανάλι υπερύθρων, κανάλι ραδιοφώνου.

Δομή LKS

Ο τρόπος με τον οποίο συνδέονται οι υπολογιστές ονομάζεται δομή δικτύου ή τοπολογία. Τα δίκτυα Ethernet μπορούν να έχουν τοπολογία διαύλου ή αστεριού. Στην πρώτη περίπτωση, όλοι οι υπολογιστές συνδέονται σε ένα κοινό καλώδιο (δίαυλος), στη δεύτερη, υπάρχει μια ειδική κεντρική συσκευή (hub), από την οποία οι «ακτίνες» πηγαίνουν σε κάθε υπολογιστή, δηλ. Κάθε υπολογιστής είναι συνδεδεμένος στο δικό του καλώδιο.

Η δομή τύπου διαύλου, Σχήμα 2(α), είναι απλούστερη και πιο οικονομική, καθώς δεν απαιτεί πρόσθετη συσκευή και καταναλώνει λιγότερο καλώδιο. Αλλά είναι πολύ ευαίσθητο σε σφάλματα του καλωδιακού συστήματος. Εάν το καλώδιο καταστραφεί έστω και σε ένα σημείο, τότε προκύπτουν προβλήματα για ολόκληρο το δίκτυο. Η θέση του ρήγματος είναι δύσκολο να εντοπιστεί.

Με αυτή την έννοια, το «αστέρι», Εικόνα 2(β), είναι πιο σταθερό. Ένα κατεστραμμένο καλώδιο είναι ένα πρόβλημα για έναν συγκεκριμένο υπολογιστή και δεν επηρεάζει τη λειτουργία του δικτύου στο σύνολό του. Δεν απαιτείται προσπάθεια για την απομόνωση του σφάλματος.

Σε ένα δίκτυο με δομή τύπου δακτυλίου, Σχήμα 2(c), οι πληροφορίες μεταδίδονται μεταξύ σταθμών κατά μήκος του δακτυλίου με επαναλήψη σε κάθε ελεγκτή δικτύου. Η λήψη πραγματοποιείται μέσω ρυθμιστικών δίσκων που έχουν κατασκευαστεί με βάση συσκευές μνήμης τυχαίας πρόσβασης, επομένως, εάν αποτύχει ένας ελεγκτής δικτύου, μπορεί να διακοπεί η λειτουργία ολόκληρου του δακτυλίου.

Το πλεονέκτημα της δομής του δακτυλίου είναι η ευκολία εφαρμογής των συσκευών και το μειονέκτημα είναι η χαμηλή αξιοπιστία.

Όλες οι δομές που εξετάζονται είναι ιεραρχικές. Ωστόσο, χάρη στη χρήση γεφυρών, ειδικές συσκευές που συνδέουν τοπικά δίκτυα με διαφορετικές δομές, δίκτυα με πολύπλοκη ιεραρχική δομή μπορούν να κατασκευαστούν από τους παραπάνω τύπους δομών.

α) β) γ)

Εικόνα 2 – δομή κατασκευής (α) ελαστικό, (β) δακτύλιος, (γ) αστέρι
Φυσικό μέσο μετάδοσης σε τοπικά δίκτυα

Ένα πολύ σημαντικό σημείο είναι να ληφθούν υπόψη οι παράγοντες που επηρεάζουν την επιλογή του φυσικού μέσου μετάδοσης (καλωδιακό σύστημα). Μεταξύ αυτών είναι τα ακόλουθα:

1) Απαιτούμενο εύρος ζώνης, ταχύτητα μετάδοσης δικτύου.

2) Μέγεθος δικτύου.

3) Το απαιτούμενο σύνολο υπηρεσιών (μετάδοση δεδομένων, ομιλία, πολυμέσα κ.λπ.) που πρέπει να οργανωθούν.

4) Απαιτήσεις για επίπεδο θορύβου και θόρυβο.

5) Το συνολικό κόστος του έργου, συμπεριλαμβανομένης της αγοράς εξοπλισμού, εγκατάστασης και μετέπειτα λειτουργίας.

Το κύριο μέσο μετάδοσης δεδομένων για το LCS είναι το μη θωρακισμένο συνεστραμμένο ζεύγος, το ομοαξονικό καλώδιο και η πολυτροπική οπτική ίνα. Ενώ το κόστος της οπτικής ίνας μονής και πολλαπλής λειτουργίας είναι περίπου το ίδιο, ο τερματικός εξοπλισμός για οπτικές ίνες μονής λειτουργίας είναι πολύ πιο ακριβός, αν και παρέχει μεγαλύτερες αποστάσεις. Επομένως, το LKS χρησιμοποιεί κυρίως πολυτροπικά οπτικά.

Βασικές τεχνολογίες LCS: Ethernet, ATM. Η τεχνολογία FDDI (2 δακτύλιοι), η οποία χρησιμοποιήθηκε παλαιότερα για δίκτυα πυρήνα και έχει καλά χαρακτηριστικά όσον αφορά την απόσταση, την ταχύτητα και την ανοχή σφαλμάτων, χρησιμοποιείται πλέον ελάχιστα, κυρίως λόγω του υψηλού κόστους της, όπως και η τεχνολογία Token Ring, αν και και οι δύο εξακολουθούν να υποστηρίζονται σε υψηλό επίπεδο από όλους τους κορυφαίους προμηθευτές και σε ορισμένες περιπτώσεις (για παράδειγμα, η χρήση FDDI για κεντρικό δίκτυο κλίμακας πόλης, όπου απαιτείται υψηλή ανοχή σφαλμάτων και εγγυημένη παράδοση πακέτων), η χρήση αυτές οι τεχνολογίες μπορούν ακόμη να δικαιολογηθούν.

Τύποι LKS

Το Ethernet είναι αρχικά μια τεχνολογία σύγκρουσης που βασίζεται σε έναν κοινό δίαυλο στον οποίο συνδέονται οι υπολογιστές και «μάχονται» μεταξύ τους για το δικαίωμα μετάδοσης ενός πακέτου. Το κύριο πρωτόκολλο είναι το CSMA/CD (Carrier Sensitivity Multiple Access and Collision Detection). Το γεγονός είναι ότι εάν δύο σταθμοί αρχίσουν ταυτόχρονα να εκπέμπουν, τότε δημιουργείται μια κατάσταση σύγκρουσης και το δίκτυο "περιμένει" για κάποιο χρονικό διάστημα έως ότου οι μεταβατικές διεργασίες "καθαρίσουν" και η "σιωπή" επανέλθει. Υπάρχει μια άλλη μέθοδος πρόσβασης - CSMA/CA (Αποφυγή σύγκρουσης) - η ίδια, αλλά με εξαίρεση τις συγκρούσεις. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται στην ασύρματη τεχνολογία Radio Ethernet ή Apple Local Talk - πριν από την αποστολή οποιουδήποτε πακέτου στο δίκτυο, γίνεται μια ανακοίνωση ότι θα πραγματοποιηθεί πλέον μια μετάδοση και οι σταθμοί δεν προσπαθούν πλέον να την εκκινήσουν.

Το Ethernet μπορεί να είναι half duplex (Half Duplex), για όλα τα μέσα μετάδοσης: η πηγή και ο δέκτης «μιλούν με τη σειρά τους» (κλασική τεχνολογία σύγκρουσης) και full duplex (Full Duplex), όταν δύο ζεύγη δέκτη και πομπού σε συσκευές μιλούν ταυτόχρονα. Αυτός ο μηχανισμός λειτουργεί μόνο σε καλώδια συνεστραμμένου ζεύγους (ένα ζεύγος για μετάδοση, ένα ζεύγος για λήψη) και οπτικές ίνες (ένα ζεύγος για μετάδοση, ένα ζεύγος για λήψη).

Το Ethernet ποικίλλει σε ταχύτητες και μεθόδους κωδικοποίησης για διαφορετικά φυσικά μέσα, καθώς και σε τύπους πακέτων (Ethernet II, 802.3, RAW, 802.2 (LLC), SNAP).

Το Ethernet ποικίλλει σε ταχύτητα: 10 Mbit/s, 100 Mbit/s, 1000 Mbit/s (Gigabit). Εφόσον το πρότυπο Gigabit Ethernet για την Κατηγορία 5 συνεστραμμένου ζεύγους επικυρώθηκε πρόσφατα, μπορεί να ειπωθεί ότι οποιοδήποτε δίκτυο Ethernet μπορεί να χρησιμοποιήσει ίνα συνεστραμμένου ζεύγους, απλής λειτουργίας (SMF) ή πολλαπλής λειτουργίας (MMF). Ανάλογα με αυτό, υπάρχουν διαφορετικές προδιαγραφές:

· 10 Mbps Ethernet: 10BaseT, 10BaseFL, (10Base2 και 10Base5 υπάρχουν για ομοαξονικό καλώδιο και δεν χρησιμοποιούνται πλέον).

· 100 Mbit/s Ethernet: 100BaseTX, 100BaseFX, 100BaseT4, 100BaseT2;

Gigabit Ethernet: 1000BaseLX, 1000BaseSX (οπτικό) και 1000BaseTX (συνεστραμμένο ζεύγος)

Υπάρχουν δύο επιλογές για την εφαρμογή Ethernet σε ομοαξονικό καλώδιο, που ονομάζονται "λεπτό" και "χοντρό" Ethernet (Ethernet σε λεπτό καλώδιο 0,2" και Ethernet σε καλώδιο πάχους 0,4").

Λεπτό Ethernetχρησιμοποιεί καλώδιο RG-58A/V (διάμετρος 0,2 ίντσες). Για ένα μικρό δίκτυο, χρησιμοποιείται ένα καλώδιο με αντίσταση 50 ohms. Ένα ομοαξονικό καλώδιο τοποθετείται από υπολογιστή σε υπολογιστή. Κάθε υπολογιστής μένει με ένα μικρό απόθεμα καλωδίου σε περίπτωση που μπορεί να μετακινηθεί. Το μήκος του τμήματος είναι 185 m, ο αριθμός των υπολογιστών που είναι συνδεδεμένοι στο λεωφορείο είναι έως και 30.

Αφού συνδέσετε όλα τα τμήματα καλωδίων με βύσματα BNC (Bayonel-Neill-Concelnan) σε βύσματα T (το όνομα οφείλεται στο σχήμα του βύσματος, παρόμοιο με το γράμμα "T"), θα λάβετε ένα μόνο τμήμα καλωδίου. Οι τερματιστές ("βύσματα") εγκαθίστανται και στα δύο άκρα. Ο τερματιστής είναι δομικά ένας σύνδεσμος BNC (προσαρμόζεται επίσης στον συνδετήρα T) με αντίσταση συγκόλλησης. Η τιμή αυτής της αντίστασης πρέπει να αντιστοιχεί στη χαρακτηριστική σύνθετη αντίσταση του καλωδίου, δηλ. Το Ethernet απαιτεί τερματιστές με αντίσταση 50 Ohms.

Χοντρό Ethernet- ένα δίκτυο σε ένα παχύ ομοαξονικό καλώδιο με διάμετρο 0,4 ίντσες και χαρακτηριστική σύνθετη αντίσταση 50 Ohms. Το μέγιστο μήκος του τμήματος καλωδίου είναι 500 m.

Η διαδρομή του ίδιου του καλωδίου είναι σχεδόν η ίδια για όλους τους τύπους ομοαξονικών καλωδίων.

Για να συνδέσετε έναν υπολογιστή σε ένα χοντρό καλώδιο, χρησιμοποιείται μια πρόσθετη συσκευή που ονομάζεται πομποδέκτης. Ο πομποδέκτης συνδέεται απευθείας στο καλώδιο δικτύου. Από αυτό στον υπολογιστή υπάρχει ένα ειδικό καλώδιο πομποδέκτη, το μέγιστο μήκος του οποίου είναι 50 m Και στα δύο άκρα υπάρχουν υποδοχές DIX 15 ακίδων (Digital, Intel και Xerox). Η μία υποδοχή χρησιμοποιείται για τη σύνδεση με τον πομποδέκτη και η άλλη υποδοχή για τη σύνδεση στην κάρτα δικτύου του υπολογιστή.

Οι πομποδέκτες εξαλείφουν την ανάγκη να τρέξουν καλώδια σε κάθε υπολογιστή. Η απόσταση από τον υπολογιστή έως το καλώδιο δικτύου καθορίζεται από το μήκος του καλωδίου του πομποδέκτη.

Η δημιουργία ενός δικτύου χρησιμοποιώντας πομποδέκτη είναι πολύ βολικό. Μπορεί κυριολεκτικά να «περάσει» το καλώδιο οπουδήποτε. Αυτή η απλή διαδικασία απαιτεί λίγο χρόνο και η σύνδεση που προκύπτει είναι πολύ αξιόπιστη.

Το καλώδιο δεν κόβεται σε κομμάτια, μπορεί να τοποθετηθεί χωρίς να ανησυχείτε για την ακριβή θέση των υπολογιστών και στη συνέχεια οι πομποδέκτες μπορούν να εγκατασταθούν στα σωστά σημεία. Οι πομποδέκτες συνήθως τοποθετούνται σε τοίχους, κάτι που προβλέπεται από το σχεδιασμό τους.

Εάν είναι απαραίτητη η κάλυψη μεγαλύτερης περιοχής με τοπικό δίκτυο από αυτήν που επιτρέπουν τα εν λόγω καλωδιακά συστήματα, χρησιμοποιούνται πρόσθετες συσκευές - επαναλήπτες (repeaters). Ο επαναλήπτης έχει σχέδιο 2 θυρών, δηλ. Μπορεί να συνδυάσει 2 τμήματα των 185 m το καθένα Το τμήμα συνδέεται με τον επαναλήπτη μέσω ενός συνδετήρα Τ. Ένα τμήμα συνδέεται στο ένα άκρο του συνδετήρα Τ και ένας τερματιστής τοποθετείται στο άλλο.

Δεν μπορούν να υπάρχουν περισσότεροι από τέσσερις επαναλήπτες σε ένα δίκτυο. Αυτό σας επιτρέπει να αποκτήσετε ένα δίκτυο με μέγιστο μήκος 925 m.

Υπάρχουν επαναλήπτες 4 θυρών. Μπορείτε να συνδέσετε 4 τμήματα σε έναν τέτοιο επαναλήπτη ταυτόχρονα.

Το μήκος του τμήματος για το Ethernet σε ένα παχύ καλώδιο είναι 500 m, μπορούν να συνδεθούν έως και 100 σταθμοί σε ένα τμήμα. Με καλώδια πομποδέκτη μήκους έως 50 m, το παχύ Ethernet μπορεί να καλύψει πολύ μεγαλύτερη περιοχή με ένα τμήμα από το λεπτό Ethernet. Αυτοί οι επαναλήπτες έχουν υποδοχές DIX και μπορούν να συνδεθούν με πομποδέκτες είτε στο τέλος του τμήματος είτε σε οποιοδήποτε άλλο μέρος.

Οι συνδυασμένοι επαναλήπτες είναι πολύ βολικοί, π.χ. κατάλληλο τόσο για λεπτά όσο και για χοντρά καλώδια. Κάθε θύρα έχει ένα ζεύγος υποδοχών: DIX και BNC, αλλά δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν ταυτόχρονα. Εάν είναι απαραίτητο να συνδυαστούν τμήματα σε διαφορετικά καλώδια, τότε το λεπτό τμήμα συνδέεται στην υποδοχή BNC μιας θύρας επαναλήπτη και το παχύ συνδέεται στην υποδοχή DIX μιας άλλης θύρας.

Οι επαναλήπτες είναι πολύ χρήσιμοι, αλλά δεν πρέπει να τους καταχραστείτε, καθώς οδηγούν σε επιβράδυνση του δικτύου.

Ethernet πάνω από συνεστραμμένο ζεύγος.

Ένα συνεστραμμένο ζεύγος είναι δύο μονωμένα καλώδια στριμμένα μεταξύ τους. Το Ethernet χρησιμοποιεί ένα καλώδιο 8 πυρήνων που αποτελείται από τέσσερα συνεστραμμένα ζεύγη. Για προστασία από τις περιβαλλοντικές επιδράσεις, το καλώδιο έχει εξωτερική μονωτική επίστρωση.

Ο κύριος κόμβος σε ένα καλώδιο συνεστραμμένου ζεύγους είναι ένας διανομέας (στη μετάφραση ονομάζεται μονάδα δίσκου, διανομέας ή απλά διανομέας). Κάθε υπολογιστής πρέπει να συνδεθεί σε αυτόν χρησιμοποιώντας το δικό του τμήμα καλωδίων. Το μήκος κάθε τμήματος δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 100 m Οι σύνδεσμοι RJ-45 είναι εγκατεστημένοι στα άκρα των τμημάτων καλωδίων. Ο ένας σύνδεσμος συνδέει το καλώδιο στον διανομέα, ο άλλος συνδέεται στην κάρτα δικτύου. Οι σύνδεσμοι RJ-45 είναι πολύ συμπαγείς, διαθέτουν πλαστικό περίβλημα και οκτώ μικροσκοπικά μαξιλαράκια.

Ένας διανομέας είναι μια κεντρική συσκευή σε ένα δίκτυο συνεστραμμένου ζεύγους, η απόδοσή του εξαρτάται από αυτό. Θα πρέπει να βρίσκεται σε ένα εύκολα προσβάσιμο μέρος, ώστε να μπορείτε να συνδέσετε εύκολα το καλώδιο και να παρακολουθείτε την ένδειξη της θύρας.

Οι διανομείς είναι διαθέσιμοι με διαφορετικούς αριθμούς θυρών – 8, 12, 16 ή 24. Συνεπώς, μπορεί να συνδεθεί ο ίδιος αριθμός υπολογιστών.

Η βάση για τη δημιουργία ενός δικτύου μετάδοσης δεδομένων είναι το πρωτεύον δίκτυο, το οποίο είναι μια συλλογή από κόμβους δικτύου, σταθμούς δικτύου και γραμμές μετάδοσης, που σχηματίζουν ένα δίκτυο τυπικών καναλιών μετάδοσης και τυπικών ομαδικών διαδρομών.

Ένα κανάλι μετάδοσης είναι ένα σύνολο τεχνικών μέσων και μέσων διανομής που διασφαλίζει τη μετάδοση σημάτων τηλεπικοινωνιών είτε σε μια συγκεκριμένη ζώνη συχνοτήτων είτε με μια συγκεκριμένη

ταχύτητα μεταξύ δύο σταθμών ή κόμβων. Ένα κανάλι με κανονικοποιημένες παραμέτρους ονομάζεται τυπικό.

Μια ομαδική διαδρομή είναι ένα σύνολο τεχνικών μέσων που διασφαλίζει τη μετάδοση των τηλεπικοινωνιακών σημάτων είτε σε μια ζώνη συχνοτήτων είτε στην ταχύτητα μετάδοσης μιας κανονικοποιημένης ομάδας καναλιών. Εάν οι παράμετροι μιας ομαδικής διαδρομής είναι κανονικοποιημένες, τότε η διαδρομή ονομάζεται τυπική. Οι ομαδικές διαδρομές κατασκευάζονται με βάση τις γραμμές μεταφοράς.

Μια κύρια γραμμή μεταφοράς δικτύου είναι ένα σύνολο φυσικών κυκλωμάτων, γραμμικών διαδρομών των ίδιων και διαφορετικών τύπων συστημάτων μεταφοράς που έχουν κοινό μέσο διάδοσης, γραμμικές δομές και συσκευές για τη συντήρησή τους. Οι γραμμές μεταφοράς ποικίλλουν ανάλογα με το πρωτεύον δίκτυο στο οποίο ανήκουν και το μέσο διανομής. Επί του παρόντος, οι ραδιοφωνικές γραμμές μετάδοσης, οι τροποσφαιρικές, οι ενσύρματες και οι δορυφορικές γραμμές είναι πιο διαδεδομένες.

Ένας κόμβος δικτύου (NS) ενός πρωτεύοντος δικτύου είναι ένα σύνολο τεχνικών μέσων που παρέχει:

οργάνωση και διέλευση τυπικών ομαδικών διαδρομών και τυπικών καναλιών μετάδοσης του πρωτεύοντος δικτύου·

εναλλαγή των καθορισμένων διαδρομών και καναλιών που ανήκουν σε διαφορετικές γραμμές μεταφοράς.

παροχή του απαιτούμενου αριθμού καναλιών και ομαδικών διαδρομών για τη δημιουργία δευτερευόντων δικτύων.

Οι σταθμοί δικτύου του πρωτεύοντος δικτύου διασφαλίζουν την οργάνωση τυπικών καναλιών και διαδρομών, την πρόβλεψή τους για το σχηματισμό δευτερευόντων δικτύων και τη σύνδεση καναλιών και ομαδικών διαδρομών διαφόρων δευτερευόντων δικτύων μεταξύ τους.

Ένα τμήμα του πρωτεύοντος δικτύου με διάφορες γραμμές μεταφοράς φαίνεται στο Σχ. 1.6.

Τα πρωτεύοντα δίκτυα χωρίζονται σε τοπικά, εσωτερικά, ζώνης και κορμού.

Το τμήμα του πρωτεύοντος δικτύου που περιορίζεται στην επικράτεια μιας πόλης ή μιας αγροτικής περιοχής ονομάζεται τοπικό πρωτεύον δίκτυο.

Ένα ενδοζωνικό πρωτεύον δίκτυο είναι μέρος του πρωτεύοντος δικτύου, που περιορίζεται από την περιοχή που συμπίπτει με τη ζώνη αρίθμησης και παρέχει διασύνδεση τυπικών ομαδικών διαδρομών και τυπικών καναλιών μετάδοσης διαφορετικών τοπικών πρωτευόντων δικτύων αυτής της ζώνης. Η ζώνη αρίθμησης, κατά κανόνα, συμπίπτει με τα διοικητικά όρια της περιοχής.

Ο συνδυασμός ενδοζωνικών πρωτογενών και τοπικών πρωτογενών δικτύων στην περιοχή που συμπίπτει με τη ζώνη αρίθμησης σχηματίζει ένα ζωνικό πρωτεύον δίκτυο.

Το τμήμα του πρωτεύοντος δικτύου που συνδέει τυπικές ομαδικές διαδρομές, καθώς και τυπικά κανάλια μετάδοσης πρωτογενών δικτύων εντός της ζώνης σε όλη τη χώρα, αποτελεί το πρωτεύον δίκτυο κορμού.

Οι κόμβοι δικτύου και οι γραμμές μετάδοσης ονομάζονται σύμφωνα με το πρωτεύον δίκτυο στο οποίο ανήκουν.

Μια σημαντική έννοια που σχετίζεται με τα πρωτεύοντα δίκτυα είναι το σύστημα μετάδοσης, το οποίο νοείται ως ένα σύνολο γραμμικών μονοπατιών, τυπικών ομαδικών μονοπατιών και καναλιών μετάδοσης του πρωτεύοντος δικτύου. Το σύστημα μεταφοράς περιλαμβάνει σταθμούς του συστήματος μεταφοράς και του μέσου διανομής.

AGO - εξοπλισμός σχηματισμού ομάδας. AU - εξοπλισμός συμπίεσης. UDC - μακροπρόθεσμη συσκευή μεταγωγής. SU - κόμβος δικτύου. TCH - τυπικό κανάλι μετάδοσης

Στα συστήματα μετάδοσης διαίρεσης συχνότητας (FDM), μια συγκεκριμένη ζώνη συχνοτήτων εκχωρείται για τη μετάδοση σημάτων σε κάθε κανάλι. Τα συστήματα μετάδοσης στα οποία κατανέμονται συγκεκριμένα χρονικά διαστήματα για τη μετάδοση σημάτων κατά μήκος κάθε καναλιού σε μια γραμμική διαδρομή ονομάζονται συστήματα διαίρεσης χρόνου (TDCS).

Στο παρόν στάδιο, τα συστήματα με διαίρεση συχνοτήτων των καναλιών είναι πιο διαδεδομένα στα πρωτεύοντα δίκτυα κορμού. Τα συστήματα διαίρεσης χρόνου υλοποιούνται κυρίως σε τοπικά πρωτεύοντα δίκτυα.

Τα κύρια χαρακτηριστικά των πρωτογενών δικτύων, ανεξάρτητα από τα συστήματα μεταφοράς που χρησιμοποιούνται, είναι:

μια δομή που καθορίζει τη σχετική θέση των κόμβων δικτύου των σταθμών και των γραμμών μεταφοράς χωρίς να λαμβάνει υπόψη τη θέση τους στο έδαφος·

τοπολογία - δομή λαμβάνοντας υπόψη την πραγματική θέση στο έδαφος.

ισχύς, που καθορίζεται από τον αριθμό των τυπικών καναλιών ή το συνολικό εύρος του φάσματος συχνοτήτων όλων των καναλιών επικοινωνίας στη γραμμή μετάδοσης·

δυνατότητα επιβίωσης, η οποία καθορίζει την αντοχή των γραμμών μεταφοράς και των κόμβων του πρωτεύοντος δικτύου σε ζημιές.

Η αντοχή στις ζημιές καθορίζεται από την τεχνική αξιοπιστία του εξοπλισμού, την αντοχή σε φυσικές καταστροφές και έναν αριθμό άλλων παραγόντων.

Δευτερεύοντα δίκτυα. Τεχνικά συγκροτήματα δικτύων μετάδοσης δεδομένων

Τα πρωτεύοντα δίκτυα χρησιμεύουν ως βάση για τη δημιουργία διαφόρων τύπων δευτερευόντων δικτύων. Τα δευτερεύοντα δίκτυα που δημιουργούνται για διάφορα τμήματα ονομάζονται τμήματα. Σε αυτή την περίπτωση, ομάδες καναλιών κατανέμονται στο πρωτεύον δίκτυο μέσω των οποίων μεταδίδονται όλα τα είδη πληροφοριών προς όφελος του συστήματος ελέγχου που σχετίζεται με οποιοδήποτε τμήμα. Για παράδειγμα, ένα δευτερεύον δίκτυο μπορεί να οργανωθεί σε ένα εθνικό πρωτογενές δίκτυο για να παρέχει τη διαχείριση ενός συγκεκριμένου τομέα της εθνικής οικονομίας. Τα κανάλια ενός τέτοιου δευτερεύοντος δικτύου χρησιμοποιούνται για τη μετάδοση όλων των τύπων πληροφοριών.

Ανάλογα με τον τύπο των πληροφοριών που μεταδίδονται, διακρίνουν, για παράδειγμα, δευτερεύοντα δίκτυα τηλεγραφικής επικοινωνίας, μετάδοση δεδομένων, αυτόματη τηλεφωνική επικοινωνία μεγάλων αποστάσεων.

Τα δευτερεύοντα δίκτυα τμημάτων σε ορισμένες περιπτώσεις χωρίζονται επίσης ανάλογα με τον τύπο των πληροφοριών που μεταδίδονται.

Στο Σχ. Το Σχήμα 1.7 δείχνει μια πιθανή επιλογή για το σχηματισμό δευτερευόντων δικτύων τμημάτων.

Με βάση τα κανάλια του εθνικού δικτύου του Υπουργείου Επικοινωνιών της ΕΣΣΔ και τα κανάλια που σχηματίζονται από τις κινητές και σταθερές εγκαταστάσεις του τμήματος, δημιουργείται ένα πρωτεύον δίκτυο για το σύστημα ελέγχου αυτού του τμήματος. Αυτό το πρωτεύον δίκτυο χρησιμεύει ως βάση για τη δημιουργία δευτερευόντων δικτύων σύμφωνα με τους τύπους πληροφοριών που μεταδίδονται. Έτσι, το δίκτυο δεδομένων είναι ένα δευτερεύον δίκτυο του πρωτεύοντος δικτύου του οικείου τμήματος.

Μερικές φορές ένα σύνολο δευτερευόντων δικτύων, με βάση τους τύπους των πληροφοριών που μεταδίδονται, ονομάζεται δίκτυο πληροφοριών του συστήματος διαχείρισης του τμήματος.

Το δίκτυο μετάδοσης δεδομένων περιλαμβάνει έναν αριθμό τεχνικών συμπλεγμάτων, ένα από τα οποία περιλαμβάνει ένα σύνολο εργαλείων που σχηματίζουν τα κανάλια επικοινωνίας του πρωτεύοντος δικτύου, τα οποία διατίθενται για τη δημιουργία ενός δικτύου μετάδοσης δεδομένων. Τα ειδικά κανάλια του πρωτεύοντος δικτύου παρέχουν μόνο την πιθανή δυνατότητα μετάδοσης πληροφοριών, ωστόσο, για την υλοποίησή τους σύμφωνα με τις ανάγκες του αυτοματοποιημένου συστήματος ελέγχου, είναι απαραίτητο να εισαχθεί ένας αριθμός πρόσθετων συμπλεγμάτων. Αυτά περιλαμβάνουν:

1. Ένα σύνολο εργαλείων που διασφαλίζουν το σχηματισμό καναλιών PD με βάση τα κύρια κανάλια δικτύου. Αυτό το σύμπλεγμα υλοποιείται ως ένα σύνολο μεμονωμένων δειγμάτων εξοπλισμού μετάδοσης δεδομένων (DTE), καθένα από τα οποία παρέχει το σχηματισμό ενός καναλιού TD και λειτουργεί σύμφωνα με έναν σταθερό αλγόριθμο. Αυτή η υλοποίηση ονομάζεται υλοποίηση υλικού.

Σε ορισμένες περιπτώσεις, χρησιμοποιείται μια εφαρμογή λογισμικού και υλικού, στην οποία μέρος της λειτουργίας ADF εκτελείται χρησιμοποιώντας μεθόδους λογισμικού σε εξειδικευμένους ή γενικής χρήσης υπολογιστές.

2. Ένα σύνολο τεχνικών μέσων που διασφαλίζει τη στοχευμένη μετάδοση μηνυμάτων μεταξύ των συνδρομητών του δικτύου ενώ πληροί τις απαιτήσεις του αυτοματοποιημένου συστήματος ελέγχου για τα πιθανοτικά χρονικά χαρακτηριστικά της καθυστέρησης. Αυτό το συγκρότημα υλοποιείται ως ένα σύνολο σταθμών μεταγωγής και κόμβων μεταγωγής για κανάλια και μηνύματα μαζί με το λογισμικό τους.

3. Ένα σύνολο μέσων για την παρακολούθηση της κατάστασης των τεχνικών μέσων και τη διαχείριση του δικτύου δεδομένων, που είναι ένα σύνολο οργανωτικών και τεχνικών υπηρεσιών, καθώς και υλικού και λογισμικού που διασφαλίζουν τη λειτουργία του δικτύου δεδομένων σε μεταβαλλόμενες συνθήκες.

4. Ένα σύνολο εργαλείων διεπαφής PD, το οποίο είναι ένα σύνολο συσκευών και αλγορίθμων που παρέχουν ηλεκτρικό, λογικό, κώδικα και αλγοριθμικό συντονισμό διαφόρων στοιχείων δικτύου PD, καθώς και στοιχεία δικτύου με τεχνικά μέσα πηγών πληροφοριών και καταναλωτών.

Τα στοιχεία των καταγεγραμμένων συμπλεγμάτων διασκορπίζονται στο δίκτυο και μπορούν να συνδυαστούν υπό όρους σε μονάδες προσανατολισμένες στο πρόβλημα (Εικ. 1.8), καθεμία από τις οποίες εκτελεί αυστηρά καθορισμένες εργασίες μετάδοσης δεδομένων και αλληλεπίδρασης με άλλες μονάδες, ένα σύστημα υπολογιστή, μια τράπεζα δεδομένων και τερματικά. Ανεξάρτητα από τις λειτουργίες που εκτελούν, οι μονάδες ονομάζονται λειτουργικές μονάδες δικτύου (FNU).

Η μονάδα επικοινωνίας του συστήματος υπολογιστών (ή της τράπεζας δεδομένων) με το δίκτυο (CBC) πραγματοποιεί αλληλεπίδραση μεταξύ ετερογενών υπολογιστών και του δικτύου PD. Η μονάδα επικοινωνίας δικτύου τερματικών (NTC) παρέχει αλληλεπίδραση μεταξύ διαφόρων ομάδων τερματικών και άλλων στοιχείων δικτύου. Μονάδα λειτουργιών επικοινωνίας δικτύου (NCF), η οποία είναι μια συλλογή κόμβων

Η εναλλαγή διασφαλίζει την παράδοση των πληροφοριών από τον αποστολέα στον παραλήπτη μέσω των πρωτευόντων καναλιών δικτύου.

Το υλικό και το λογισμικό του FES, μαζί με τις διασυνδέσεις τους, σχηματίζουν την αρχιτεκτονική της ενότητας, η οποία καθορίζεται από τη μέθοδο μεταγωγής που εφαρμόζεται στο δίκτυο. Επί του παρόντος, ορισμένες τροποποιήσεις των μεθόδων εναλλαγής καναλιών και εναλλαγής μηνυμάτων (Εικ. 1.9) θεωρούνται ως ανεξάρτητες.

Οποιαδήποτε έκδοση μεταγωγής κυκλώματος περιλαμβάνει δύο στάδια. Στο πρώτο στάδιο, σχηματίζεται μια αλυσίδα διαδοχικά συνδεδεμένων καναλιών επικοινωνίας μεταξύ των συνδρομητών. Στο δεύτερο στάδιο, οι πληροφορίες μεταφέρονται.

Ανάλογα με τον τύπο των καναλιών που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή της αλυσίδας, μπορούμε να διακρίνουμε τη μεταγωγή: συνεχή κανάλια που σχηματίζονται από συστήματα πολλαπλών συχνοτήτων. ψηφιακά κανάλια που σχηματίζονται από συστήματα πολυπλεξίας χρόνου και κανάλια PD.

Κατά την εναλλαγή μηνυμάτων, δεν υπάρχει πραγματική σύνδεση μεταξύ των συνδρομητών και οι πληροφορίες έχουν τη μορφή επίσημων μηνυμάτων

μεταδίδεται κατά μήκος διαδρομών που αποτελούνται από διαδοχικές διαδρομές PD. Εάν σε κάποιο στάδιο η διαδρομή είναι απασχολημένη ή σε κατάσταση σφάλματος, τότε το μήνυμα περιμένει τη στιγμή που θα απελευθερωθεί ή θα αποκατασταθεί.

Η μεταγωγή μηνυμάτων υλοποιείται είτε στην καθαρή της μορφή είτε ως μεταγωγή πακέτων. Υπάρχουν δύο τρόποι μεταγωγής πακέτων: datagram και εικονικές συνδέσεις.

Σε δίκτυα με μεταγωγή datagram, ένα μήνυμα που φθάνει από την πηγή στον πρώτο κόμβο μεταγωγής χωρίζεται σε μπλοκ, σε καθένα από τα οποία προστίθενται οι απαραίτητες πληροφορίες υπηρεσίας για μετάδοση μέσω του δικτύου. Τα μπλοκ που λαμβάνονται με αυτόν τον τρόπο ονομάζονται πακέτα, κωδικογράμματα ή datagrams, έχουν την κατάσταση ανεξάρτητων μηνυμάτων στο δίκτυο και μεταδίδονται μέσω αυτού ανεξάρτητα το ένα από το άλλο, πιθανώς κατά μήκος διαφορετικών διαδρομών.

Στον κόμβο μεταγωγής (KS) στον οποίο είναι συνδεδεμένος ο παραλήπτης, τα πακέτα ενός μηνύματος γενικά συσσωρεύονται τυχαία, γεγονός που καθιστά απαραίτητη την τακτική συρραφή τους πριν την έκδοσή τους στον συνδρομητή παραλήπτη. Σε αυτήν την περίπτωση, είναι δυνατός ο λεγόμενος αποκλεισμός διάταξης της μνήμης του κόμβου, στον οποίο οι συσκευές αποθήκευσης καταλαμβάνονται από μη συλλεγμένα μηνύματα και, κατά συνέπεια, δεν μπορούν να ελευθερωθούν και τα πακέτα που λείπουν δεν μπορούν να ληφθούν εξαιτίας αυτού.

Σε δίκτυα με εικονικές συνδέσεις, δημιουργείται μια σταθερή διαδρομή μεταξύ των συνδρομητών πριν από τη μετάδοση ενός μηνύματος. Για το σκοπό αυτό, ο αποστέλλων συνδρομητής υποβάλλει μια αίτηση στον σχετικό κόμβο μεταγωγής για να οργανώσει μια σύνδεση. Ο συσχετισμένος κόμβος καθορίζει τη διαδρομή μετάδοσης και εκδίδει εντολές σε όλα τα ενδιάμεσα κέντρα. Οι εντολές περιέχουν τον αριθμό σύνδεσης και τον αριθμό εξερχόμενης διαδρομής για αυτήν τη σύνδεση. Ταυτόχρονα, οργανώνονται πολλές συνδέσεις στο ίδιο κανάλι δικτύου, με συγκεκριμένες χρονικές θέσεις που διατίθενται για μετάδοση προς κάθε κατεύθυνση - ένα εικονικό κανάλι, το οποίο στερεώνεται είτε άκαμπτα είτε με τη μέθοδο της στατιστικής συμπίεσης.

Τα πλαίσια που περιέχουν πακέτα μηνυμάτων συνοδευόμενα από έναν αριθμό σύνδεσης μεταδίδονται συνεχώς μεταξύ γειτονικών CM. Τα μεγέθη συσκευασίας ενδέχεται να διαφέρουν. Εάν σε οποιαδήποτε χρονική στιγμή δεν υπάρχει επόμενο πακέτο που θα μεταδοθεί μέσω ενός συγκεκριμένου εικονικού καναλιού, τότε η προσωρινή του θέση μπορεί να καταληφθεί από ένα πακέτο άλλου μηνύματος, όπου υπάρχει περίσσεια πακέτων. Σε κάθε κόμβο μεταγωγής, τα πακέτα πληροφοριών αποσυναρμολογούνται για την αναδιανομή τους κατά μήκος των εξερχόμενων εικονικών καναλιών σύμφωνα με τους αριθμούς αυτών των καναλιών.

Κατά τη χρήση εικονικών συνδέσεων, τα πακέτα που ανήκουν στο ίδιο μήνυμα φτάνουν διαδοχικά, γεγονός που εξαλείφει το πρόβλημα της τακτικής συρραφής τους και τον κίνδυνο αποκλεισμού συνδέσμων.

Ένας αριθμός μελετών που διεξήχθησαν τα τελευταία χρόνια για να συγκριθούν οι μέθοδοι μεταγωγής, καθώς και η εμπειρία λειτουργίας

Τα δίκτυα PD μας επιτρέπουν να διατυπώσουμε τις ακόλουθες πιο γενικές συστάσεις:

1. Από την άποψη της αποτελεσματικότητας του καναλιού, η μεταγωγή μηνυμάτων είναι προτιμότερη από την μεταγωγή πακέτων, η οποία με τη σειρά της είναι προτιμότερη από τη μεταγωγή κυκλώματος. Το πλεονέκτημα της εναλλαγής μηνυμάτων έναντι της μεταγωγής κυκλώματος είναι πιο σημαντικό στην περίπτωση εντατικών ροών μηνυμάτων μικρού όγκου. Με βάση αυτό, η εναλλαγή μηνυμάτων και η μεταγωγή πακέτων χρησιμοποιούνται σε δίκτυα σε υψηλές εντάσεις! ροές σχετικά σύντομων μηνυμάτων. Η μεταγωγή κυκλώματος χρησιμοποιείται για ροές μηνυμάτων χαμηλής έντασης και μεγάλου όγκου.

2. Όταν επιλέγετε μεταξύ εναλλαγής πακέτων και εναλλαγής μηνυμάτων, θα πρέπει να προχωρήσετε από το γεγονός ότι στα δίκτυα μεταγωγής πακέτων μπορούν να επιτευχθούν τιμές καθυστέρησης μηνυμάτων που είναι αρκετές φορές χαμηλότερες από ό,τι στα δίκτυα με μεταγωγή μηνυμάτων.

3. Η μεταγωγή πακέτων ή η εναλλαγή μηνυμάτων θα πρέπει να χρησιμοποιούνται σε δίκτυα δεδομένων όταν είναι απαραίτητο να παρέχονται μεταδόσεις πολλαπλής διανομής, υπηρεσία μηνυμάτων προτεραιότητας, καθώς και όταν υπάρχουν υψηλές απαιτήσεις για αξιοπιστία και πιστότητα παράδοσης. Το τελευταίο εξηγείται από την παρουσία σε τέτοια δίκτυα ελέγχου και προστασίας από σφάλματα σε όλα τα στάδια της κίνησης των μηνυμάτων στο δίκτυο. Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η υπηρεσία προτεραιότητας και οι μεταδόσεις πολλαπλής διανομής υλοποιούνται μόνο στη λειτουργία datagram δικτύων με μεταγωγή πακέτων.

Το ζήτημα της χρήσης δικτύων δεδομένων μεταγωγής κυκλώματος δεν έχει μελετηθεί επαρκώς επί του παρόντος, ωστόσο, μπορεί να υποτεθεί ότι ένας τέτοιος τρόπος θα είναι αποτελεσματικός για τη μετάδοση πολύ μεγάλων όγκων πληροφοριών με απαιτήσεις υψηλής πιστότητας. Σε δίκτυα με μεταγωγή πρωτεύοντος κυκλώματος, είναι αρκετά δύσκολο να εξασφαλιστεί υψηλή πιστότητα λόγω της χαμηλής ποιότητας των σύνθετων καναλιών.

Εάν οι συνδρομητές έχουν διαφορετικές απαιτήσεις για τη διαδικασία μετάδοσης πληροφοριών και οι ροές των μηνυμάτων που μεταδίδονται από αυτούς έχουν διαφορετικές εντάσεις και όγκους, τότε ίσως είναι σκόπιμο να χρησιμοποιηθούν διαφορετικές μέθοδοι μεταγωγής μαζί. Σε αυτή την περίπτωση, παρέχεται συνήθως ένας μόνο κόμβος μεταγωγής, παρέχοντας στους συνδρομητές τη δυνατότητα να επιλέξουν ανεξάρτητα τη μέθοδο μεταγωγής.

Θέμα 1Γενικές αρχές κατασκευής δικτύου. Απαιτήσεις για σύγχρονα δίκτυα

Το απλούστερο δίκτυο αποτελείται από τουλάχιστον δύο υπολογιστές που συνδέονται μεταξύ τους μέσω καλωδίου. Αυτό τους επιτρέπει να μοιράζονται δεδομένα. Όλα τα δίκτυα (ανεξαρτήτως πολυπλοκότητας) βασίζονται σε αυτήν την απλή αρχή.

Ρύζι. 1.1. Αυτόνομο περιβάλλον

Ένα δίκτυο είναι μια ομάδα συνδεδεμένων υπολογιστών και άλλων συσκευών. Η έννοια των υπολογιστών που συνδέονται και μοιράζονται πόρους ονομάζεται δικτύωση.

Ρύζι. 1.2. Απλό δίκτυο

Οι υπολογιστές στο δίκτυο μπορούν να μοιράζονται:

• δεδομένα;
• εκτυπωτές?
• μηχανές φαξ?
• μόντεμ?
• άλλες συσκευές.

Αυτή η λίστα αυξάνεται συνεχώς καθώς εμφανίζονται νέοι τρόποι κοινής χρήσης πόρων.

Αρχικά, τα δίκτυα υπολογιστών ήταν μικρά και συνδέονταν έως και δέκα υπολογιστές και έναν εκτυπωτή. Η τεχνολογία περιόρισε το μέγεθος του δικτύου, συμπεριλαμβανομένου του αριθμού των υπολογιστών στο δίκτυο και του φυσικού του μήκους. Για παράδειγμα, στις αρχές της δεκαετίας του 1980, ο πιο δημοφιλής τύπος δικτύου αποτελούνταν από όχι περισσότερους από 30 υπολογιστές και το μήκος του καλωδίου του δεν ξεπερνούσε τα 185 μέτρα (600 πόδια). Τέτοια δίκτυα βρίσκονταν εύκολα σε έναν όροφο ενός κτιρίου ή ενός μικρού οργανισμού. Για μικρές εταιρείες, μια παρόμοια διαμόρφωση εξακολουθεί να είναι κατάλληλη σήμερα. Αυτά τα δίκτυα ονομάζονται τοπικά δίκτυα [LAN].

Οι πρώτοι τύποι τοπικών δικτύων δεν μπορούσαν να καλύψουν τις ανάγκες μεγάλων επιχειρήσεων, οι οποίες συνήθως είχαν γραφεία σε πολλές τοποθεσίες. Αλλά μόλις τα πλεονεκτήματα των δικτύων υπολογιστών έγιναν αναμφισβήτητα και τα προϊόντα λογισμικού δικτύου άρχισαν να γεμίζουν την αγορά, οι εταιρείες αντιμετώπισαν το καθήκον να επεκτείνουν τα δίκτυα για να παραμείνουν ανταγωνιστικές. Έτσι, με βάση τα τοπικά δίκτυα, προέκυψαν μεγαλύτερα συστήματα.

Σήμερα, όταν τα γεωγραφικά όρια των δικτύων επεκτείνονται για τη σύνδεση χρηστών από διαφορετικές πόλεις και πολιτείες, τα LAN μετατρέπονται σε ένα παγκόσμιο δίκτυο υπολογιστών [WAN] και ο αριθμός των υπολογιστών στο δίκτυο μπορεί ήδη να ποικίλλει από δεκάδες έως αρκετές χιλιάδες.

Σήμερα, οι περισσότεροι οργανισμοί αποθηκεύουν και μοιράζονται τεράστιες ποσότητες ζωτικών δεδομένων σε ένα δικτυακό περιβάλλον. Αυτός είναι ο λόγος που τα δίκτυα είναι πλέον τόσο απαραίτητα όσο ήταν μέχρι πρόσφατα οι γραφομηχανές και οι αρχειοθήκες.

Ο κύριος σκοπός των δικτύων υπολογιστών είναι η κοινή χρήση πόρων και η υλοποίηση διαδραστικών επικοινωνιών τόσο εντός μιας εταιρείας όσο και εκτός αυτής. Οι πόροι είναι δεδομένα, εφαρμογές και περιφερειακές συσκευές όπως εξωτερική μονάδα δίσκου, εκτυπωτής, ποντίκι, μόντεμ ή joystick. Η έννοια της διαδραστικής επικοινωνίας μεταξύ των υπολογιστών συνεπάγεται την ανταλλαγή μηνυμάτων σε πραγματικό χρόνο.

Πριν από την εμφάνιση των δικτύων υπολογιστών, κάθε χρήστης έπρεπε να έχει τον δικό του εκτυπωτή, plotter και άλλες περιφερειακές συσκευές. Για να μοιραστείτε έναν εκτυπωτή, ο μόνος τρόπος ήταν να μετακινηθείτε σε έναν υπολογιστή συνδεδεμένο σε αυτόν τον εκτυπωτή.

Τα δίκτυα επιτρέπουν πλέον σε έναν αριθμό χρηστών να «κατέχουν» δεδομένα και περιφερειακά ταυτόχρονα. Εάν πολλοί χρήστες πρέπει να εκτυπώσουν ένα έγγραφο, μπορούν όλοι να έχουν πρόσβαση σε έναν εκτυπωτή δικτύου.

Ρύζι. 1.4. Κοινή χρήση του εκτυπωτή σε περιβάλλον δικτύου

Πριν από την εμφάνιση των δικτύων υπολογιστών, οι άνθρωποι αντάλλασσαν πληροφορίες κάπως έτσι:

• μεταδίδονται πληροφορίες προφορικά (προφορικός λόγος).
• έγραψε σημειώσεις ή γράμματα (γραπτός λόγος).
• έγραψαν πληροφορίες σε μια δισκέτα, πήγαν τη δισκέτα σε άλλον υπολογιστή και αντέγραψαν τα δεδομένα σε αυτήν.

Τα δίκτυα υπολογιστών απλοποιούν αυτή τη διαδικασία παρέχοντας στους χρήστες πρόσβαση σε σχεδόν κάθε τύπο δεδομένων.

Τα δίκτυα παρέχουν εξαιρετικές συνθήκες για ενοποίηση εφαρμογών (για παράδειγμα, επεξεργαστή κειμένου). Αυτό σημαίνει ότι όλοι οι υπολογιστές στο δίκτυο εκτελούν τον ίδιο τύπο εφαρμογής και την ίδια έκδοση. Η χρήση μιας μόνο εφαρμογής θα διευκολύνει την υποστήριξη ολόκληρου του δικτύου σας. Πράγματι, είναι πιο εύκολο να μάθεις μία εφαρμογή παρά να προσπαθήσεις να μάθεις τέσσερις ή πέντε ταυτόχρονα. Είναι επίσης πιο βολικό να αντιμετωπίζετε μια έκδοση της εφαρμογής και να ρυθμίζετε τους υπολογιστές με τον ίδιο τρόπο.

Μια άλλη ελκυστική πτυχή των δικτύων είναι η διαθεσιμότητα προγραμμάτων ηλεκτρονικού ταχυδρομείου και προγραμματισμού εργάσιμων ημερών. Χάρη σε αυτά, οι διευθυντές μεγάλων επιχειρήσεων αλληλεπιδρούν γρήγορα και αποτελεσματικά με ένα μεγάλο προσωπικό των εργαζομένων ή των επιχειρηματικών εταίρων τους και ο σχεδιασμός και η προσαρμογή των δραστηριοτήτων ολόκληρης της εταιρείας πραγματοποιείται με πολύ λιγότερη προσπάθεια από πριν.

Η χρήση δικτύων υπολογιστών προσφέρει πολλά οφέλη, ιδίως:

• χαμηλότερο κόστος με την κοινή χρήση δεδομένων και περιφερειακών.
• τυποποίηση εφαρμογών·
• έγκαιρη παραλαβή δεδομένων·
• αποτελεσματικότερη επικοινωνία και προγραμματισμός του ωραρίου.

Επί του παρόντος, τα δίκτυα υπολογιστών υπερβαίνουν το LAN και εξελίσσονται σε παγκόσμια δίκτυα υπολογιστών (WAN), που καλύπτουν ολόκληρες χώρες και ηπείρους.

Όλα τα δίκτυα έχουν κάποια κοινά στοιχεία, λειτουργίες και χαρακτηριστικά. Μεταξύ αυτών:

• διακομιστές - υπολογιστές που παρέχουν τους πόρους τους στους χρήστες του δικτύου.
• πελάτες (πελάτης) - υπολογιστές που έχουν πρόσβαση σε πόρους δικτύου που παρέχονται από τον διακομιστή.
• περιβάλλον (μέσα) - ένας τρόπος σύνδεσης υπολογιστών.
• κοινόχρηστα δεδομένα - αρχεία που παρέχονται από διακομιστές μέσω δικτύου.
• Οι κοινόχρηστες περιφερειακές συσκευές, όπως εκτυπωτές, βιβλιοθήκες CD-ROM, κ.λπ., είναι πόροι που παρέχονται από διακομιστές.
• πόρους—αρχεία, εκτυπωτές και άλλα στοιχεία που χρησιμοποιούνται στο δίκτυο

Ρύζι. 1.6. Τυπικά στοιχεία δικτύου

Παρά ορισμένες ομοιότητες, τα δίκτυα χωρίζονται σε δύο τύπους:

• peer-to-peer?
• βασίζεται σε διακομιστή.

Ρύζι. 1.7. Τα πιο απλά παραδείγματα και των δύο τύπων δικτύων

Οι διαφορές μεταξύ δικτύων peer-to-peer και δικτύων που βασίζονται σε διακομιστή είναι θεμελιώδεις επειδή καθορίζουν τις διαφορετικές δυνατότητες αυτών των δικτύων. Η επιλογή του τύπου δικτύου εξαρτάται από πολλούς παράγοντες:

• μέγεθος επιχείρησης·
• απαιτούμενο επίπεδο ασφάλειας·
• είδος επιχείρησης·
• επίπεδο διαθεσιμότητας διοικητικής υποστήριξης·
• όγκος κίνησης δικτύου·
• ανάγκες των χρηστών του δικτύου·
• οικονομικό κόστος

Σε ένα δίκτυο peer-to-peer, όλοι οι υπολογιστές έχουν ίσα δικαιώματα: δεν υπάρχει ιεραρχία μεταξύ των υπολογιστών και δεν υπάρχει αποκλειστικός διακομιστής. Συνήθως, κάθε υπολογιστής λειτουργεί και ως πελάτης και ως διακομιστής. Με άλλα λόγια, δεν υπάρχει ένας μόνο υπολογιστής υπεύθυνος για τη διαχείριση ολόκληρου του δικτύου. Όλοι οι χρήστες αποφασίζουν ανεξάρτητα ποια δεδομένα στον υπολογιστή τους θα διαθέσουν δημόσια μέσω του δικτύου.

Τα δίκτυα peer-to-peer ονομάζονται επίσης ομάδες εργασίας. Μια ομάδα εργασίας είναι μια μικρή ομάδα, επομένως τα δίκτυα peer-to-peer δεν έχουν περισσότερους από 10 υπολογιστές.

Τα peer-to-peer δίκτυα είναι σχετικά απλά. Επειδή κάθε υπολογιστής είναι και πελάτης και διακομιστής, δεν υπάρχει ανάγκη για ισχυρό κεντρικό διακομιστή ή άλλα στοιχεία που απαιτούνται για πιο πολύπλοκα δίκτυα. Τα δίκτυα peer-to-peer είναι συνήθως φθηνότερα από τα δίκτυα που βασίζονται σε διακομιστές, αλλά απαιτούν ισχυρότερους (και ακριβότερους) υπολογιστές.

Σε ένα δίκτυο peer-to-peer, οι απαιτήσεις απόδοσης και ασφάλειας για το λογισμικό δικτύου είναι γενικά χαμηλότερες από ό,τι σε δίκτυα με αποκλειστικό διακομιστή. Οι αποκλειστικοί διακομιστές λειτουργούν αποκλειστικά ως διακομιστές και όχι ως πελάτες ή σταθμοί εργασίας. Θα μιλήσουμε για αυτά με περισσότερες λεπτομέρειες σε αυτό το μάθημα, αλλά λίγο αργότερα.

Λειτουργικά συστήματα όπως τα Microsoft Windows NT Workstation, Microsoft Windows for Workgroups και Microsoft Windows 95 έχουν ενσωματωμένη υποστήριξη για δίκτυα peer-to-peer. Επομένως, για τη δημιουργία ενός δικτύου peer-to-peer, δεν απαιτείται πρόσθετο λογισμικό.

Το δίκτυο peer-to-peer χαρακτηρίζεται από μια σειρά τυπικών λύσεων:

• Οι υπολογιστές βρίσκονται σε επιτραπέζιους υπολογιστές χρηστών.
• Οι ίδιοι οι χρήστες ενεργούν ως διαχειριστές και διασφαλίζουν την ασφάλεια των πληροφοριών·
• Ένα απλό σύστημα καλωδίωσης χρησιμοποιείται για τη σύνδεση υπολογιστών σε ένα δίκτυο.

Ένα δίκτυο peer-to-peer είναι αρκετά κατάλληλο όπου:

• ο αριθμός των χρηστών δεν υπερβαίνει τα 10 άτομα.
• Οι χρήστες βρίσκονται σε συμπαγή τοποθεσία.
• τα θέματα προστασίας δεδομένων δεν είναι κρίσιμα·
• Η εταιρεία, και συνεπώς το δίκτυο, δεν αναμένεται να επεκταθεί σημαντικά στο άμεσο μέλλον.

Εάν πληρούνται αυτές οι προϋποθέσεις, τότε ένα δίκτυο peer-to-peer είναι πιο πιθανό να είναι η σωστή επιλογή (από ένα δίκτυο που βασίζεται σε διακομιστή).

Αν και τα peer-to-peer δίκτυα είναι κατάλληλα για τις ανάγκες των μικρών επιχειρήσεων, υπάρχουν μερικές φορές περιπτώσεις όπου η χρήση τους μπορεί να μην είναι κατάλληλη. Σημειώσεις σχετικά με δίκτυα peer-to-peer που πρέπει να λαμβάνονται υπόψη κατά την επιλογή ενός δικτύου.

Διαχείριση

Η διαχείριση δικτύου επιλύει μια σειρά προβλημάτων, όπως:

• διαχείριση εμπειρίας χρήστη και προστασίας δεδομένων·
• εξασφάλιση πρόσβασης σε πόρους·
• υποστήριξη εφαρμογών και δεδομένων·
• εγκατάσταση και αναβάθμιση λογισμικού εφαρμογών.

Σε ένα τυπικό δίκτυο peer-to-peer, δεν υπάρχει αποκλειστικός διαχειριστής συστήματος που να ελέγχει ολόκληρο το δίκτυο. Κάθε χρήστης διαχειρίζεται τον δικό του υπολογιστή.

Κοινόχρηστοι πόροι

Απαιτήσεις διακομιστή

Σε ένα δίκτυο peer-to-peer, κάθε υπολογιστής πρέπει:

• παρέχετε τους περισσότερους από τους υπολογιστικούς πόρους σας στον τοπικό χρήστη (που κάθεται σε αυτόν τον υπολογιστή).
• για να υποστηρίξετε την πρόσβαση σε πόρους ενός απομακρυσμένου χρήστη (πρόσβαση στον διακομιστή μέσω του δικτύου), συνδέστε πρόσθετους υπολογιστικούς πόρους.

Ένα δίκτυο που βασίζεται σε διακομιστή απαιτεί ισχυρότερους διακομιστές, καθώς πρέπει να χειρίζονται αιτήματα από όλους τους πελάτες του δικτύου.

Προστασία

Η προστασία περιλαμβάνει τον ορισμό ενός κωδικού πρόσβασης σε έναν κοινόχρηστο πόρο, όπως έναν κατάλογο. Είναι πολύ δύσκολη η κεντρική διαχείριση της ασφάλειας σε ένα δίκτυο peer-to-peer, καθώς κάθε χρήστης το εγκαθιστά ανεξάρτητα και οι «κοινόχρηστοι» πόροι μπορούν να βρίσκονται σε όλους τους υπολογιστές και όχι μόνο στον κεντρικό διακομιστή. Αυτή η κατάσταση αποτελεί σοβαρή απειλή για ολόκληρο το δίκτυο και ορισμένοι χρήστες ενδέχεται να μην εγκαταστήσουν καθόλου προστασία. Εάν τα ζητήματα απορρήτου είναι κρίσιμα, συνιστάται να επιλέξετε ένα δίκτυο που βασίζεται σε διακομιστή.

Προετοιμασία χρήστη

Επειδή σε ένα δίκτυο peer-to-peer κάθε υπολογιστής λειτουργεί και ως πελάτης και ως διακομιστής, οι χρήστες πρέπει να έχουν επαρκείς γνώσεις για να ενεργούν τόσο ως χρήστες όσο και ως διαχειριστές του υπολογιστή τους.

Εάν περισσότεροι από 10 χρήστες είναι συνδεδεμένοι στο δίκτυο, τότε ένα δίκτυο peer-to-peer, όπου οι υπολογιστές λειτουργούν και ως πελάτες και ως διακομιστές, ενδέχεται να μην είναι αρκετά αποδοτικό. Επομένως, τα περισσότερα δίκτυα χρησιμοποιούν αποκλειστικούς διακομιστές. Ένας αποκλειστικός διακομιστής είναι αυτός που λειτουργεί μόνο ως διακομιστής (εξαιρουμένων των λειτουργιών πελάτη ή σταθμού εργασίας). Είναι ειδικά βελτιστοποιημένα για γρήγορη επεξεργασία αιτημάτων από πελάτες δικτύου και για διαχείριση της προστασίας αρχείων και καταλόγου. Τα δίκτυα που βασίζονται σε διακομιστές έχουν γίνει βιομηχανικό πρότυπο και είναι αυτά που συνήθως αναφέρονται ως παραδείγματα.

Ρύζι. 1.9. Δίκτυο που βασίζεται σε διακομιστή

Καθώς το μέγεθος του δικτύου και ο όγκος της κίνησης του δικτύου αυξάνεται, είναι απαραίτητο να αυξηθεί ο αριθμός των διακομιστών. Η διανομή εργασιών σε πολλούς διακομιστές διασφαλίζει ότι κάθε εργασία ολοκληρώνεται με τον πιο αποτελεσματικό δυνατό τρόπο.

Το εύρος των εργασιών που πρέπει να εκτελούν οι διακομιστές είναι ποικίλο και πολύπλοκο. Για να προσαρμοστούν στις αυξανόμενες ανάγκες των χρηστών, οι διακομιστές σε μεγάλα δίκτυα έχουν γίνει εξειδικευμένοι. Για παράδειγμα, υπάρχουν διαφορετικοί τύποι διακομιστών σε ένα δίκτυο Windows NT.

• Διακομιστές αρχείων και διακομιστές εκτύπωσης.

Οι διακομιστές αρχείων και οι διακομιστές εκτύπωσης διαχειρίζονται την πρόσβαση των χρηστών σε αρχεία και εκτυπωτές, αντίστοιχα. Για παράδειγμα, για να εργαστείτε με έναν επεξεργαστή κειμένου, πρέπει πρώτα να τον εκτελέσετε στον υπολογιστή σας. Το έγγραφο του επεξεργαστή κειμένου που είναι αποθηκευμένο στον διακομιστή αρχείων φορτώνεται στη μνήμη του υπολογιστή σας και έτσι μπορείτε να εργαστείτε με αυτό το έγγραφο στον υπολογιστή σας. Με άλλα λόγια, ένας διακομιστής αρχείων έχει σχεδιαστεί για να αποθηκεύει αρχεία και δεδομένα.

• Διακομιστές εφαρμογών.

Οι διακομιστές εφαρμογών εκτελούν τα τμήματα εφαρμογών των εφαρμογών πελάτη-διακομιστή και περιέχουν επίσης δεδομένα διαθέσιμα στους πελάτες. Για παράδειγμα, για να διευκολύνουν την ανάκτηση δεδομένων, οι διακομιστές αποθηκεύουν μεγάλες ποσότητες πληροφοριών με δομημένο τρόπο. Αυτοί οι διακομιστές διαφέρουν από τους διακομιστές αρχείων και τους διακομιστές εκτύπωσης. Στο τελευταίο, ολόκληρο το αρχείο ή τα δεδομένα αντιγράφονται στον αιτούντα υπολογιστή. Και στον διακομιστή εφαρμογών, μόνο τα αποτελέσματα του αιτήματος αποστέλλονται στον υπολογιστή που ζητά.

Μια εφαρμογή πελάτη σε απομακρυσμένο υπολογιστή έχει πρόσβαση σε δεδομένα που είναι αποθηκευμένα στον διακομιστή εφαρμογών. Ωστόσο, αντί για ολόκληρη τη βάση δεδομένων, μόνο τα αποτελέσματα των ερωτημάτων πραγματοποιούνται λήψη στον υπολογιστή σας από τον διακομιστή. Για παράδειγμα, μπορείτε να λάβετε μια λίστα υπαλλήλων που γεννήθηκαν τον Νοέμβριο.

• Διακομιστές αλληλογραφίας.

Οι διακομιστές αλληλογραφίας διαχειρίζονται τη μετάδοση ηλεκτρονικών μηνυμάτων μεταξύ των χρηστών του δικτύου.

• Διακομιστές φαξ.

Οι διακομιστές φαξ διαχειρίζονται τη ροή των εισερχόμενων και εξερχόμενων μηνυμάτων φαξ μέσω ενός ή περισσότερων μόντεμ φαξ. Διακομιστές επικοινωνίας.

• Διακομιστές επικοινωνίας

Οι διακομιστές επικοινωνίας διαχειρίζονται τη ροή δεδομένων και μηνυμάτων αλληλογραφίας μεταξύ αυτού του δικτύου και άλλων δικτύων που είναι απομακρυσμένα από τους χρήστες μέσω μόντεμ και τηλεφωνικής γραμμής.

Η υπηρεσία καταλόγου έχει σχεδιαστεί για αναζήτηση, αποθήκευση και προστασία πληροφοριών στο δίκτυο. Ο Windows NT Server ενώνει τους υπολογιστές σε λογικές ομάδες - τομείς - το σύστημα ασφαλείας των οποίων δίνει στους χρήστες διάφορα δικαιώματα πρόσβασης σε οποιονδήποτε πόρο δικτύου.

Σε ένα διευρυμένο δίκτυο, η χρήση διαφορετικών τύπων διακομιστών γίνεται ιδιαίτερα σημαντική. Επομένως, είναι απαραίτητο να ληφθούν υπόψη όλες οι πιθανές αποχρώσεις που μπορεί να εμφανιστούν καθώς το δίκτυο μεγαλώνει, έτσι ώστε μια αλλαγή στο ρόλο ενός συγκεκριμένου διακομιστή να μην επηρεάσει στη συνέχεια τη λειτουργία ολόκληρου του δικτύου.

Ρύζι. 10.1 Εξειδικευμένα περιβάλλοντα

Ο διακομιστής δικτύου και το λειτουργικό σύστημα λειτουργούν ως ενιαία μονάδα. Χωρίς λειτουργικό σύστημα, ακόμη και ο πιο ισχυρός διακομιστής είναι απλώς ένα σωρό υλικού. Και το λειτουργικό σύστημα σάς επιτρέπει να συνειδητοποιήσετε τις δυνατότητες των πόρων υλικού του διακομιστή. Ορισμένα συστήματα, όπως ο Microsoft Windows NT Server, σχεδιάστηκαν ειδικά για να αξιοποιούν τις πιο προηγμένες τεχνολογίες διακομιστών.

Ετσι,Windows NT Υπηρέτηςυλοποιεί τις ακόλουθες δυνατότητες διακομιστή.

Σημείωμα. Ένα exabyte είναι ένας αρκετά μεγάλος αριθμός. Είναι λίγο περισσότερο από ένα δισεκατομμύριο gigabyte. Φανταστείτε: εάν κάθε άτομο στη Γη, συμπεριλαμβανομένων ανδρών, γυναικών και παιδιών (περίπου 5 δισεκατομμύρια συνολικά), λάβει 2000 σελίδες κειμένου με όγκο μίας σελίδας 2 KB, τότε όλες αυτές οι σελίδες μπορούν να διπλωθούν σε μίαWindowsαρχείο NT. Ακόμη και τότε, το αρχείο θα είναι γεμάτο μόνο κατά το 1/16 (λιγότερο από 6 τοις εκατό).

Κοινή χρήση πόρων

Ο διακομιστής έχει σχεδιαστεί για να παρέχει πρόσβαση σε πολλά αρχεία και εκτυπωτές παρέχοντας παράλληλα υψηλή απόδοση και ασφάλεια.

Η διαχείριση και ο έλεγχος της πρόσβασης στα δεδομένα πραγματοποιείται κεντρικά. Οι πόροι, κατά κανόνα, βρίσκονται επίσης κεντρικά, γεγονός που διευκολύνει την εύρεση και τη διατήρησή τους. Για παράδειγμα, στον Windows NT Server, ο διαχωρισμός καταλόγου γίνεται μέσω του File Manager.

Προστασία

Το κύριο επιχείρημα κατά την επιλογή ενός δικτύου που βασίζεται σε διακομιστή είναι, κατά κανόνα, η προστασία δεδομένων. Σε δίκτυα όπως ο Windows NT Server, ένας μόνο διαχειριστής μπορεί να αντιμετωπίσει ζητήματα ασφάλειας: δημιουργεί μια πολιτική ασφαλείας και την εφαρμόζει σε κάθε χρήστη του δικτύου.

Δημιουργία αντιγράφων ασφαλείας δεδομένων

Δεδομένου ότι οι ζωτικές πληροφορίες βρίσκονται κεντρικά, π.χ. συγκεντρωμένο σε έναν ή περισσότερους διακομιστές, δεν είναι δύσκολο να διασφαλιστεί η τακτική δημιουργία αντιγράφων ασφαλείας.

Πλεονασμός

Χάρη σε πλεονάζοντα συστήματα, τα δεδομένα σε οποιονδήποτε διακομιστή μπορούν να αντιγραφούν σε πραγματικό χρόνο, επομένως εάν η κύρια περιοχή αποθήκευσης δεδομένων είναι κατεστραμμένη, οι πληροφορίες δεν θα χαθούν - είναι εύκολο να χρησιμοποιήσετε ένα αντίγραφο ασφαλείας.

Αριθμός χρηστών

Τα δίκτυα που βασίζονται σε διακομιστές είναι ικανά να υποστηρίζουν χιλιάδες χρήστες. Δίκτυα αυτού του μεγέθους θα ήταν αδύνατο να διαχειριστούν εάν ήταν peer-to-peer.

Μηχανήματα υπολογιστών

Δεδομένου ότι ο υπολογιστής του χρήστη δεν εκτελεί τις λειτουργίες ενός διακομιστή, οι απαιτήσεις για τα χαρακτηριστικά του εξαρτώνται από τις ανάγκες του ίδιου του χρήστη. Ένας τυπικός υπολογιστής-πελάτης έχει τουλάχιστον επεξεργαστή 486 και μνήμη RAM 8 έως 16 MB.

Υπάρχουν επίσης συνδυασμένοι τύποι δικτύων που συνδυάζουν τις καλύτερες ιδιότητες δικτύων peer-to-peer και δικτύων που βασίζονται σε διακομιστές.

Πολλοί διαχειριστές πιστεύουν ότι ένα τέτοιο δίκτυο ικανοποιεί καλύτερα τις ανάγκες τους, αφού και οι δύο τύποι λειτουργικών συστημάτων μπορούν να λειτουργήσουν σε αυτό.

Τα λειτουργικά συστήματα για δίκτυα που βασίζονται σε διακομιστές, όπως το Microsoft Windows NT Server ή το Novell ® NetWare ® , είναι τότε υπεύθυνα για την κοινή χρήση βασικών εφαρμογών και δεδομένων.

Οι υπολογιστές-πελάτες μπορούν να εκτελούν λειτουργικά συστήματα Microsoft Windows NT Workstation ή Windows 95, τα οποία θα ελέγχουν την πρόσβαση σε αποκλειστικούς πόρους διακομιστή, ενώ ταυτόχρονα μοιράζονται τους σκληρούς δίσκους τους και επιτρέπουν την πρόσβαση στα δεδομένα τους όπως απαιτείται.

Ρύζι. 1.13. Τα συνδυασμένα δίκτυα διαθέτουν αποκλειστικούς διακομιστές και υπολογιστές

Τα δίκτυα πλέγματος είναι ο πιο κοινός τύπος δικτύου, αλλά απαιτούν κάποιες γνώσεις και δεξιότητες σχεδιασμού για να τα εφαρμόσουν σωστά και με ασφάλεια.

Τα δίκτυα peer-to-peer και που βασίζονται σε διακομιστές μοιράζονται τον κοινό στόχο της κοινής χρήσης πόρων. Ωστόσο, οι διαφορές μεταξύ των διακομιστών peer-to-peer και των αποκλειστικών διακομιστών καθορίζονται από:

• απαιτήσεις υλικού·
• τρόπο υποστήριξης των χρηστών.

Πίνακας 1 - Στοιχεία δικτύου

Ο κύριος σκοπός της σύνδεσης υπολογιστών σε ένα δίκτυο ήταν η κοινή χρήση πόρων: οι χρήστες υπολογιστών που είναι συνδεδεμένοι στο δίκτυο ή εφαρμογών που εκτελούνται σε αυτούς τους υπολογιστές, μπορούν να έχουν πρόσβαση στους πόρους των υπολογιστών στο δίκτυο, όπως:

περιφερειακές συσκευές όπως δίσκοι, εκτυπωτές, plotters, σαρωτές κ.λπ.

δεδομένα που είναι αποθηκευμένα στη μνήμη RAM ή σε εξωτερικές συσκευές αποθήκευσης·

υπολογιστική ισχύς.

Διεπαφές δικτύου

Για την επικοινωνία μεταξύ συσκευών, πρέπει πρώτα από όλα να έχουν εξωτερικές διεπαφές.

Μια διεπαφή, με την ευρεία έννοια, είναι ένα επίσημα καθορισμένο λογικό ή/και φυσικό όριο μεταξύ αλληλεπιδρώντων ανεξάρτητων αντικειμένων. Η διεπαφή καθορίζει τις παραμέτρους, τις διαδικασίες και τα χαρακτηριστικά της αλληλεπίδρασης των αντικειμένων.

Ξεχωριστές φυσικές και λογικές διεπαφές

Μια φυσική διεπαφή (ονομάζεται επίσης θύρα) ορίζεται από ένα σύνολο ηλεκτρικών συνδέσεων και χαρακτηριστικών σήματος.

Μια λογική διεπαφή (ονομάζεται επίσης πρωτόκολλο) είναι ένα σύνολο μηνυμάτων πληροφοριών συγκεκριμένης μορφής που ανταλλάσσονται μεταξύ δύο συσκευών ή δύο προγραμμάτων, καθώς και ένα σύνολο κανόνων που καθορίζουν τη λογική για την ανταλλαγή αυτών των μηνυμάτων.

Ρύζι. 2.2. Κοινή χρήση εκτυπωτή σε δίκτυο υπολογιστών

Μια διασύνδεση υπολογιστή με υπολογιστή επιτρέπει σε δύο υπολογιστές να ανταλλάσσουν πληροφορίες. Σε κάθε πλευρά υλοποιείται από ένα ζευγάρι:

μια μονάδα υλικού που ονομάζεται προσαρμογέας δικτύου ή κάρτα διασύνδεσης δικτύου.

Πρόγραμμα οδήγησης κάρτας διασύνδεσης δικτύου - ένα ειδικό πρόγραμμα που ελέγχει τη λειτουργία της κάρτας διασύνδεσης δικτύου.

Η διεπαφή υπολογιστή-περιφερειακής συσκευής (στην περίπτωση αυτή, η διεπαφή υπολογιστή-εκτυπωτή) επιτρέπει στον υπολογιστή να ελέγχει τη λειτουργία μιας περιφερειακής συσκευής (PU).

στην πλευρά του υπολογιστή - μια κάρτα διασύνδεσης και ένα πρόγραμμα οδήγησης PU (εκτυπωτή), παρόμοια με μια κάρτα διασύνδεσης δικτύου και το πρόγραμμα οδήγησης.

στην πλευρά της PU - από τον ελεγκτή PU (εκτυπωτή), που είναι συνήθως μια συσκευή υλικού που λαμβάνει από τον υπολογιστή τόσο δεδομένα, για παράδειγμα byte πληροφοριών που πρέπει να εκτυπωθούν σε χαρτί, όσο και εντολές που επεξεργάζεται ελέγχοντας τα ηλεκτρομηχανικά μέρη της περιφερειακής συσκευής, για παράδειγμα, σπρώχνοντας ένα φύλλο χαρτιού από τον εκτυπωτή ή μετακινώντας τη μαγνητική κεφαλή του δίσκου.

1. Προβλήματα επικοινωνίας μεταξύ πολλών υπολογιστών

Τοπολογία φυσικών συνδέσεων

Όταν συνδέετε πολλούς (περισσότερους από δύο) υπολογιστές σε ένα δίκτυο, πρέπει να αποφασίσετε πώς να τους συνδέσετε μεταξύ τους, διαφορετικά επιλέξτε τη διαμόρφωση των φυσικών συνδέσεων ή την τοπολογία.

Η τοπολογία δικτύου αναφέρεται στη διαμόρφωση ενός γραφήματος, οι κορυφές του οποίου αντιστοιχούν στους τερματικούς κόμβους του δικτύου (για παράδειγμα, υπολογιστές) και στον εξοπλισμό επικοινωνίας (για παράδειγμα, δρομολογητές) και οι ακμές αντιστοιχούν σε φυσικές ή πληροφοριακές συνδέσεις μεταξύ των κορυφών .

Μπορείτε να συνδέσετε κάθε υπολογιστή μεταξύ τους ή μπορείτε να τους συνδέσετε διαδοχικά, υποθέτοντας ότι θα επικοινωνούν περνώντας μηνύματα ο ένας στον άλλο κατά τη μεταφορά. Τόσο ένας γενικός υπολογιστής όσο και μια εξειδικευμένη συσκευή μπορούν να λειτουργήσουν ως κόμβος διέλευσης.

Τα χαρακτηριστικά του δικτύου εξαρτώνται σημαντικά από την επιλογή της τοπολογίας σύνδεσης:

Η παρουσία πολλαπλών διαδρομών μεταξύ των κόμβων αυξάνει την αξιοπιστία του δικτύου και καθιστά δυνατή την κατανομή του φορτίου μεταξύ μεμονωμένων καναλιών.

Η ευκολία σύνδεσης νέων κόμβων, εγγενής σε ορισμένες τοπολογίες, καθιστά το δίκτυο εύκολα επεκτάσιμο.

Οι οικονομικές εκτιμήσεις συχνά οδηγούν στην επιλογή τοπολογιών που χαρακτηρίζονται από ένα ελάχιστο συνολικό μήκος γραμμών επικοινωνίας.

Μεταξύ των πολλών δυνατών διαμορφώσεων, γίνεται διάκριση μεταξύ πλήρως συνδεδεμένου και μη πλήρως συνδεδεμένου.

Μια τοπολογία πλέγματος αντιστοιχεί σε ένα δίκτυο στο οποίο κάθε υπολογιστής είναι απευθείας συνδεδεμένος με όλους τους άλλους. Αυτή η επιλογή αποδεικνύεται δυσκίνητη και αναποτελεσματική. Σε αυτήν την περίπτωση, κάθε υπολογιστής στο δίκτυο πρέπει να διαθέτει μεγάλο αριθμό θυρών επικοινωνίας. Οι πλήρως συνδεδεμένες τοπολογίες χρησιμοποιούνται σπάνια σε μεγάλα δίκτυα. Συχνότερα, αυτός ο τύπος τοπολογίας χρησιμοποιείται σε συστήματα πολλαπλών μηχανών ή σε δίκτυα που συνδέουν μικρό αριθμό υπολογιστών.

Ρύζι. 2.10. Τυπικές τοπολογίες δικτύου

Όλες οι άλλες επιλογές βασίζονται σε μερικώς συνδεδεμένες τοπολογίες, όταν η ανταλλαγή δεδομένων μεταξύ δύο υπολογιστών μπορεί να απαιτεί μεταφορά δεδομένων μέσω άλλων κόμβων δικτύου.

Τοπολογία δακτυλίου. Τα δεδομένα μεταφέρονται κατά μήκος ενός δακτυλίου από τον έναν υπολογιστή στον άλλο. Το κύριο πλεονέκτημα του δακτυλίου είναι ότι από τη φύση του παρέχει περιττές συνδέσεις. Τα δεδομένα στο δαχτυλίδι, έχοντας κάνει πλήρη επανάσταση, επιστρέφουν στον κόμβο πηγής. Επομένως, η πηγή μπορεί να ελέγξει τη διαδικασία παράδοσης δεδομένων στον προορισμό. Αυτή η ιδιότητα χρησιμοποιείται για τον έλεγχο της συνδεσιμότητας δικτύου και την εύρεση ενός κόμβου που δεν λειτουργεί σωστά.

Ταυτόχρονα, σε δίκτυα με τοπολογία δακτυλίου, είναι απαραίτητο να ληφθούν ειδικά μέτρα, ώστε σε περίπτωση βλάβης ή τερματισμού λειτουργίας του υπολογιστή, να μην διακόπτεται το κανάλι επικοινωνίας μεταξύ των υπολοίπων κόμβων του δακτυλίου.

Μερικές φορές είναι λογικό να οικοδομήσουμε ένα δίκτυο χρησιμοποιώντας πολλούς κόμβους, ιεραρχικά διασυνδεδεμένους με συνδέσμους αστεριών. Η δομή που προκύπτει ονομάζεται ιεραρχικό αστέρι ή δέντρο. Επί του παρόντος, το δέντρο είναι η πιο κοινή τοπολογία επικοινωνίας, τόσο σε τοπικά όσο και σε παγκόσμια δίκτυα.

Μια ιδιαίτερη ειδική περίπτωση αστεριού είναι ένα κοινόχρηστο λεωφορείο. Εδώ, το κεντρικό στοιχείο είναι ένα παθητικό καλώδιο (πολλά δίκτυα που χρησιμοποιούν ασύρματες επικοινωνίες έχουν την ίδια τοπολογία - ο ρόλος ενός κοινού διαύλου εδώ παίζεται από ένα κοινό ραδιοφωνικό μέσο). Οι μεταδιδόμενες πληροφορίες διανέμονται κατά μήκος του καλωδίου και είναι διαθέσιμες ταυτόχρονα σε όλους τους υπολογιστές που είναι συνδεδεμένοι σε αυτό το καλώδιο.

Πλεονεκτήματα: χαμηλό κόστος και ευκολία σύνδεσης νέων κόμβων στο δίκτυο και μειονεκτήματα: χαμηλή αξιοπιστία (οποιοδήποτε ελάττωμα καλωδίου παραλύει εντελώς ολόκληρο το δίκτυο) και χαμηλή απόδοση (ανά πάσα στιγμή, μόνο ένας υπολογιστής μπορεί να μεταδώσει δεδομένα μέσω του δικτύου. το εύρος ζώνης κατανέμεται εδώ μεταξύ όλων των δικτύων κόμβων).

Ρύζι. 2.11. Μικτή τοπολογία

Τα μικρά δίκτυα έχουν μια τυπική τοπολογία - τα μεγάλα δίκτυα χαρακτηρίζονται από την παρουσία αυθαίρετων συνδέσεων μεταξύ των υπολογιστών. Σε τέτοια δίκτυα, είναι δυνατός ο εντοπισμός μεμονωμένων τυχαία συνδεδεμένων θραυσμάτων (υποδίκτυα) που έχουν τυπική τοπολογία, γι' αυτό και ονομάζονται δίκτυα με μικτή τοπολογία.

Απευθυνόμενος σε οικοδεσπότες Ένα από τα προβλήματα που πρέπει να ληφθούν υπόψη κατά τη σύνδεση τριών ή περισσότερων υπολογιστών είναι το πρόβλημα της διευθυνσιοδότησης, δηλαδή η διευθυνσιοδότηση των διεπαφών δικτύου τους. Ένας υπολογιστής μπορεί να έχει πολλές διεπαφές δικτύου. Για παράδειγμα, για να δημιουργήσετε μια πλήρως συνδεδεμένη δομή N υπολογιστών, είναι απαραίτητο να έχει καθένας από αυτούς - Ν

1 διεπαφή.

Με βάση τον αριθμό των διευθυνσιοδοτούμενων διεπαφών, οι διευθύνσεις μπορούν να ταξινομηθούν ως εξής:

μια μοναδική διεύθυνση (unicast) χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό μεμονωμένων διεπαφών.

μια διεύθυνση πολλαπλής διανομής προσδιορίζει πολλές διεπαφές ταυτόχρονα, έτσι τα δεδομένα που επισημαίνονται με μια διεύθυνση πολλαπλής διανομής παραδίδονται σε καθέναν από τους κόμβους που περιλαμβάνονται στην ομάδα.

Τα δεδομένα που αποστέλλονται σε μια διεύθυνση εκπομπής πρέπει να παραδίδονται σε όλους τους κόμβους του δικτύου.

Οι διευθύνσεις μπορεί να είναι αριθμητικές (για παράδειγμα, 129.26.255.255 ή 81. λα. ff. ff) και συμβολικό (site.domain.ru).

Οι συμβολικές διευθύνσεις (ονόματα) είναι βολικές για την ανθρώπινη αντίληψη και επομένως συνήθως φέρουν σημασιολογικό φορτίο.

Το σύνολο όλων των διευθύνσεων που είναι έγκυρες σε κάποιο σχήμα διευθύνσεων ονομάζεται χώρος διευθύνσεων.

Ο χώρος διευθύνσεων μπορεί να έχει μια επίπεδη (γραμμική) οργάνωση ή μια ιεραρχική οργάνωση.

Με μια επίπεδη οργάνωση, το σύνολο των διευθύνσεων δεν είναι δομημένο με κανέναν τρόπο. Ένα παράδειγμα επίπεδης αριθμητικής διεύθυνσης είναι μια διεύθυνση MAC, σχεδιασμένη να προσδιορίζει μοναδικά τις διεπαφές δικτύου σε τοπικά δίκτυα. Αυτή η διεύθυνση χρησιμοποιείται συνήθως μόνο από υλικό και γράφεται ως δυαδικός ή δεκαεξαδικός αριθμός, για παράδειγμα 0081005e24a8. Οι διευθύνσεις MAC είναι ενσωματωμένες στον εξοπλισμό από τον κατασκευαστή, επομένως ονομάζονται και διευθύνσεις υλικού.

Σε μια ιεραρχική οργάνωση, ο χώρος διευθύνσεων είναι δομημένος με τη μορφή υποομάδων φωλιασμένων μεταξύ τους, οι οποίες, περιορίζοντας διαδοχικά τη διευθυνσιοδοτούμενη περιοχή, ορίζουν τελικά μια ξεχωριστή διεπαφή δικτύου.

Τυπικοί εκπρόσωποι των ιεραρχικών αριθμητικών διευθύνσεων είναι οι διευθύνσεις IP και IPX δικτύου. Υποστηρίζουν μια ιεραρχία δύο επιπέδων, η διεύθυνση χωρίζεται σε ένα κύριο μέρος - τον αριθμό δικτύου και ένα δευτερεύον μέρος - τον αριθμό κόμβου. Αυτή η διαίρεση επιτρέπει τη μετάδοση μηνυμάτων μεταξύ δικτύων με βάση μόνο τον αριθμό δικτύου και ο αριθμός κόμβου απαιτείται μετά την παράδοση του μηνύματος στο επιθυμητό δίκτυο. Στην πράξη, συνήθως χρησιμοποιούνται πολλά σχήματα διευθύνσεων ταυτόχρονα, έτσι ώστε η διεπαφή δικτύου ενός υπολογιστή να μπορεί να έχει ταυτόχρονα πολλά ονόματα διευθύνσεων. Κάθε διεύθυνση χρησιμοποιείται στην περίπτωση που ο αντίστοιχος τύπος διευθυνσιοδότησης είναι πιο βολικός. Και για τη μετατροπή διευθύνσεων από έναν τύπο σε άλλο, χρησιμοποιούνται ειδικά βοηθητικά πρωτόκολλα, τα οποία ονομάζονται πρωτόκολλα ανάλυσης διευθύνσεων.

Εναλλαγή

Αφήστε τους υπολογιστές να είναι φυσικά συνδεδεμένοι μεταξύ τους σύμφωνα με κάποια τοπολογία. Τότε πρέπει να αποφασίσετε πώς να μεταφέρετε δεδομένα μεταξύ των τελικών κόμβων;

Η σύνδεση των τερματικών κόμβων μέσω ενός δικτύου κόμβων διέλευσης ονομάζεται μεταγωγή. Η ακολουθία των κόμβων κατά μήκος της διαδρομής από τον αποστολέα στον παραλήπτη σχηματίζει μια διαδρομή.

Για παράδειγμα, στο δίκτυο που φαίνεται στο Σχ. 2.14, οι κόμβοι 2 και 4, που δεν συνδέονται άμεσα μεταξύ τους, αναγκάζονται να μεταδίδουν δεδομένα μέσω κόμβων διέλευσης, οι οποίοι μπορεί να είναι, για παράδειγμα, κόμβοι 1 και 5. Ο κόμβος 1 πρέπει να μεταφέρει δεδομένα μεταξύ των διεπαφών του Α και Β και του κόμβου 5 - μεταξύ διεπαφών F και B. Σε αυτήν την περίπτωση, η διαδρομή είναι η ακολουθία: 2-1-5-4, όπου 2 είναι ο κόμβος αποστολής, 1 και 5 είναι κόμβοι διέλευσης, 4 είναι ο κόμβος λήψης.

Ρύζι. 2-14. Εναλλαγή συνδρομητών μέσω ενός δικτύου κόμβων διαμετακόμισης

Γενικευμένο πρόβλημα μεταγωγής

Γενικά, το πρόβλημα μεταγωγής μπορεί να παρουσιαστεί με τη μορφή των παρακάτω αλληλένδετων συγκεκριμένων προβλημάτων.

Προσδιορισμός των ροών πληροφοριών για τις οποίες πρέπει να καθοριστούν διαδρομές.

Δρομολόγηση ροής.

Προώθηση ροών, δηλαδή αναγνώριση ροών και τοπική εναλλαγή τους σε κάθε κόμβο διέλευσης.

Πολυπλεξία και αποπολυπλεξία ροών.

Δρομολόγηση

Η εργασία δρομολόγησης, με τη σειρά της, περιλαμβάνει δύο δευτερεύουσες εργασίες:

προσδιορισμός διαδρομής·

ειδοποιώντας το δίκτυο για την επιλεγμένη διαδρομή.

Καθορίστε τη διαδρομήσημαίνει την επιλογή μιας ακολουθίας κόμβων διέλευσης και των διεπαφών τους μέσω των οποίων πρέπει να μεταδοθούν δεδομένα προκειμένου να παραδοθούν στον παραλήπτη. Ο καθορισμός μιας διαδρομής είναι μια δύσκολη εργασία, ειδικά όταν η διαμόρφωση του δικτύου είναι τέτοια ώστε να υπάρχουν πολλαπλές διαδρομές μεταξύ ενός ζεύγους διεπαφών δικτύου που επικοινωνούν. Τις περισσότερες φορές, η επιλογή γίνεται σε μία διαδρομή που είναι βέλτιστη σύμφωνα με κάποιο κριτήριο. Τα κριτήρια βελτιστοποίησης μπορεί να περιλαμβάνουν, για παράδειγμα, την ονομαστική απόδοση και τη συμφόρηση των καναλιών επικοινωνίας. καθυστερήσεις που εισάγονται από κανάλια. αριθμός κόμβων διέλευσης. αξιοπιστία καναλιών και κόμβων διέλευσης.

Η διαδρομή μπορεί να προσδιοριστεί εμπειρικά («χειροκίνητα») από τον διαχειριστή του δικτύου, αλλά αυτή η προσέγγιση για τον προσδιορισμό των διαδρομών είναι ελάχιστη χρήσιμη για ένα μεγάλο δίκτυο με πολύπλοκη τοπολογία. Σε αυτή την περίπτωση, χρησιμοποιούνται μέθοδοι αυτόματου προσδιορισμού διαδρομής. Για να γίνει αυτό, οι τερματικοί κόμβοι και άλλες συσκευές δικτύου είναι εξοπλισμένοι με ειδικό λογισμικό που οργανώνει την αμοιβαία ανταλλαγή μηνυμάτων υπηρεσίας, επιτρέποντας σε κάθε κόμβο να διαμορφώσει τη δική του «ιδέα» για το δίκτυο. Στη συνέχεια, με βάση τα δεδομένα που συλλέχθηκαν, καθορίζονται ορθολογικές διαδρομές χρησιμοποιώντας μεθόδους λογισμικού.

Όταν επιλέγετε μια διαδρομή, συχνά περιορίζονται μόνο από πληροφορίες σχετικά με την τοπολογία του δικτύου. Αυτή η προσέγγιση απεικονίζεται στο Σχ. 2.15. Για να μεταφέρετε κίνηση μεταξύ τελικών κόμβων ΕΝΑκαι C υπάρχουν δύο εναλλακτικές διαδρομές: Α-1-2-3-ΓΚαι Α-1-3-Γ.Αν λάβουμε υπόψη μόνο την τοπολογία, τότε η επιλογή είναι προφανής - η διαδρομή A-1-3-C,που έχει λιγότερους κόμβους διέλευσης.

Ρύζι. 2.15. Επιλογή διαδρομής

Προώθηση Δεδομένων

Ας οριστούν, λοιπόν, οι διαδρομές, οι εγγραφές για αυτές γίνονται στους πίνακες όλων των κόμβων διέλευσης, όλα είναι έτοιμα για μεταφορά δεδομένων μεταξύ συνδρομητών (subscriber switching).

Πρώτα απ 'όλα, ο αποστολέας πρέπει να εκθέσει δεδομένα στη διεπαφή από την οποία ξεκινά η διαδρομή που βρέθηκε και όλοι οι κόμβοι διέλευσης πρέπει κατάλληλα να "μεταφέρουν" δεδομένα από μια διεπαφή τους σε άλλη, με άλλα λόγια, να εκτελούν εναλλαγήδιεπαφές.Μια συσκευή της οποίας ο λειτουργικός σκοπός είναι η μεταγωγή ονομάζεται διακόπτης.Στο Σχ. Το σχήμα 2.16 δείχνει έναν διακόπτη που αλλάζει τις ροές πληροφοριών μεταξύ των τεσσάρων διεπαφών του.

Ρύζι. 2.16. Διακόπτης

Ένας διακόπτης μπορεί να είναι είτε μια εξειδικευμένη συσκευή είτε ένας γενικός υπολογιστής με ενσωματωμένο μηχανισμό μεταγωγής λογισμικού, σε αυτήν την περίπτωση, ο διακόπτης ονομάζεται διακόπτης λογισμικού.

Πολυπλεξία και αποπολυπλεξία

Για να προσδιορίσει σε ποια διεπαφή θα προωθηθούν τα εισερχόμενα δεδομένα, ο διακόπτης πρέπει να καταλάβει σε ποια ροή ανήκει. Αυτό το πρόβλημα πρέπει να λυθεί ανεξάρτητα από το εάν στην είσοδο του διακόπτη φτάνει μόνο ένα "καθαρό" ρεύμα ή ένα "μικτό" ρεύμα.

Η αποπολυπλεξία είναι η διαίρεση του συνολικού συγκεντρωτικού ρεύματος σε πολλά από τα συστατικά του ρεύματα.

Η πολυπλεξία είναι ο σχηματισμός μιας κοινής συγκεντρωτικής ροής από πολλά μεμονωμένα ρεύματα, η οποία μεταδίδεται μέσω ενός φυσικού καναλιού επικοινωνίας,

Με άλλα λόγια, η πολυπλεξία είναι μια μέθοδος διαίρεσης ενός διαθέσιμου φυσικού καναλιού μεταξύ πολλών συνεδριών επικοινωνίας που πραγματοποιούνται ταυτόχρονα μεταξύ συνδρομητών δικτύου.

Εικ.2.18 . Λειτουργίες πολυπλεξίας και αποπολυπλεξίας ρευμάτων κατά τη μεταγωγή

Ένας από τους κύριους τρόπους πολυπλεξίας ροών είναι κοινή χρήση χρόνουούτε.Με αυτή τη μέθοδο, κάθε νήμα από καιρό σε καιρό (με σταθερή ή τυχαία περίοδο) λαμβάνει ένα φυσικό κανάλι στην πλήρη διάθεσή του και μεταδίδει τα δεδομένα του μέσω αυτού. Επίσης κοινό διαίρεση συχνότηταςκανάλι, όταν κάθε ροή μεταδίδει δεδομένα στο εύρος συχνοτήτων που του έχει εκχωρηθεί.

Ρύζι. 2.19. Πολυπλέκτης και αποπολυπλέκτης

Τύποι εναλλαγής

Μεταξύ των πολλών πιθανών προσεγγίσεων για την επίλυση του προβλήματος της μεταγωγής συνδρομητών σε δίκτυα, υπάρχουν δύο θεμελιώδεις προσεγγίσεις, οι οποίες περιλαμβάνουν τη μεταγωγή κυκλώματος και τη μεταγωγή πακέτων.

Οποιαδήποτε τεχνολογία δικτύου πρέπει να διασφαλίζει αξιόπιστη και γρήγορη μετάδοση διακριτών δεδομένων μέσω γραμμών επικοινωνίας. Αν και υπάρχουν μεγάλες διαφορές μεταξύ των τεχνολογιών, βασίζονται στις γενικές αρχές της διακριτής μεταφοράς δεδομένων, οι οποίες συζητούνται σε αυτό το κεφάλαιο. Αυτές οι αρχές ενσωματώνονται σε μεθόδους αναπαράστασης δυαδικών μονάδων και μηδενικών χρησιμοποιώντας παλμικά ή ημιτονοειδή σήματα σε γραμμές επικοινωνίας διαφόρων φυσικών φύσεων, μεθόδους ανίχνευσης και διόρθωσης σφαλμάτων, μεθόδους συμπίεσης και μεθόδους μεταγωγής.

Μοντέλο αναφοράς OSI

Η μεταφορά πληροφοριών μεταξύ υπολογιστών διαφορετικών κυκλωμάτων είναι ένα εξαιρετικά δύσκολο έργο. Στις αρχές της δεκαετίας του 1980. Ο Διεθνής Οργανισμός Τυποποίησης (ISO) έχει αναγνωρίσει την ανάγκη δημιουργίας ενός μοντέλου δικτύου που μπορεί να βοηθήσει τους προμηθευτές να δημιουργήσουν διαλειτουργικές υλοποιήσεις δικτύου. Το μοντέλο αναφοράς Open Systems Interconnection (OSI), που κυκλοφόρησε το 1984, καλύπτει αυτήν την ανάγκη.

Το μοντέλο αναφοράς OSI έγινε γρήγορα το κύριο αρχιτεκτονικό μοντέλο για την επικοινωνία μεταξύ υπολογιστών. Αν και άλλα αρχιτεκτονικά μοντέλα (κυρίως ιδιόκτητα) έχουν αναπτυχθεί, οι περισσότεροι προμηθευτές δικτύου, όταν χρειάζεται να παρέχουν πληροφορίες εκπαίδευσης στους χρήστες των προϊόντων τους, τα αναφέρουν ως προϊόντα δικτύου μοντέλων αναφοράς OSI. Πράγματι, αυτό το μοντέλο είναι το καλύτερο εργαλείο που είναι διαθέσιμο σε όσους ελπίζουν να μάθουν την τεχνολογία δικτύωσης.

Ιεραρχική σχέση

Το μοντέλο αναφοράς OSI διαιρεί το πρόβλημα της μετακίνησης πληροφοριών μεταξύ υπολογιστών σε ένα περιβάλλον δικτύου σε επτά μικρότερα, και επομένως πιο εύκολα επιλύσιμα, προβλήματα. Καθένα από αυτά τα επτά προβλήματα επιλέγεται επειδή είναι σχετικά αυτοτελές και επομένως πιο εύκολο να λυθεί χωρίς αδικαιολόγητη εξάρτηση από εξωτερικές πληροφορίες.

Κάθε μία από τις επτά προβληματικές περιοχές επιλύθηκε χρησιμοποιώντας ένα από τα επίπεδα του μοντέλου. Οι περισσότερες συσκευές δικτύου υλοποιούν και τα επτά επίπεδα. Ωστόσο, στη λειτουργία ροής πληροφοριών, ορισμένες υλοποιήσεις δικτύου παρακάμπτουν ένα ή περισσότερα επίπεδα. Τα δύο χαμηλότερα επίπεδα OSI υλοποιούνται σε υλικό και λογισμικό. Τα υπόλοιπα πέντε υψηλότερα επίπεδα συνήθως υλοποιούνται από λογισμικό.

Το μοντέλο αναφοράς OSI περιγράφει τον τρόπο με τον οποίο οι πληροφορίες ταξιδεύουν μέσω ενός μέσου δικτύου (για παράδειγμα, καλώδια) από ένα πρόγραμμα εφαρμογής (για παράδειγμα, ένα πρόγραμμα υπολογιστικών φύλλων) σε ένα άλλο πρόγραμμα εφαρμογής που βρίσκεται σε άλλον υπολογιστή. Επειδή Οι πληροφορίες που θα σταλούν μετακινούνται προς τα κάτω μέσα από τα επίπεδα του συστήματος, μοιάζοντας λιγότερο με την ανθρώπινη γλώσσα και περισσότερο με το είδος των πληροφοριών που καταλαβαίνουν οι υπολογιστές, δηλαδή «ένα» και «μηδενικά».

Ως παράδειγμα επικοινωνίας OSI, υποθέστε ότι το Σύστημα Α στο Σχήμα 1.1 έχει πληροφορίες για αποστολή στο Σύστημα Β. Το πρόγραμμα εφαρμογής του συστήματος Α επικοινωνεί με το Επίπεδο Σύστημα Α 7 (το ανώτερο επίπεδο), το οποίο επικοινωνεί με το στρώμα Α του συστήματος 6, το οποίο με τη σειρά του επικοινωνεί με Επίπεδο 5 του Συστήματος Α κ.λπ. στο Επίπεδο 1 του Συστήματος Α. Η αποστολή του Επιπέδου 1 είναι να στέλνει (καθώς και να λαμβάνει) πληροφορίες στο φυσικό περιβάλλον του δικτύου. Αφού οι πληροφορίες περάσουν από το φυσικό περιβάλλον του δικτύου και απορροφηθούν από το Σύστημα Β, ανεβαίνουν μέσα από τα επίπεδα του Συστήματος Β με την αντίστροφη σειρά (πρώτο Επίπεδο 1, μετά Στρώμα 2 κ.λπ.) μέχρι να φτάσουν τελικά στην εφαρμογή του συστήματος Β.

Εικόνα 1.1

Αν και καθένα από τα επίπεδα του Συστήματος Α μπορεί να επικοινωνήσει με γειτονικά επίπεδα αυτού του συστήματος, το κύριο καθήκον τους είναι να επικοινωνούν με τα αντίστοιχα επίπεδα του Συστήματος Β. Το κύριο καθήκον του Επιπέδου 1 του Συστήματος Α είναι να επικοινωνεί με το Επίπεδο 1 του Συστήματος Β. Το Επίπεδο 2 του Συστήματος Α επικοινωνεί με το Επίπεδο 2 του Συστήματος Β κ.λπ. Αυτό είναι απαραίτητο γιατί κάθε επίπεδο του Συστήματος έχει τις δικές του συγκεκριμένες εργασίες που πρέπει να εκτελέσει. Για να εκτελέσει αυτές τις εργασίες, πρέπει να επικοινωνήσει με το αντίστοιχο επίπεδο σε άλλο σύστημα.

Το μοντέλο επιπέδου OSI αποκλείει την άμεση επικοινωνία μεταξύ αντίστοιχων επιπέδων άλλων συστημάτων. Επομένως, κάθε επίπεδο του Συστήματος Α πρέπει να βασίζεται στις υπηρεσίες που του παρέχονται από γειτονικά στρώματα του Συστήματος Α για να βοηθήσει στην επικοινωνία με το αντίστοιχο επίπεδο του Συστήματος Β. Οι σχέσεις μεταξύ γειτονικών επιπέδων ενός μεμονωμένου συστήματος φαίνονται στο Σχήμα 1.2.

Εικόνα 1.2

Ας υποθέσουμε ότι το Επίπεδο 4 του Συστήματος Α πρέπει να επικοινωνεί με το Επίπεδο 4 του Συστήματος Β. Για να ολοκληρωθεί αυτή η εργασία, το Επίπεδο 4 του Συστήματος Α πρέπει να χρησιμοποιεί τις υπηρεσίες του Επιπέδου 3 του Συστήματος Α. Το Επίπεδο 4 ονομάζεται «χρήστης υπηρεσίας» και το Επίπεδο 3 είναι ονομάζεται «πηγή υπηρεσίας». Οι υπηρεσίες Layer 3 παρέχονται στο Layer 4 σε ένα "service access point" (SAP), το οποίο είναι απλώς μια τοποθεσία όπου το Layer 4 μπορεί να ζητήσει υπηρεσίες Layer 3 Όπως δείχνει το σχήμα, το Layer 3 μπορεί να παρέχει τις υπηρεσίες του σε πολλαπλές οντότητες Layer 4.

Μορφές πληροφοριών

Πώς γνωρίζει το Επίπεδο 4 του Συστήματος Β τι χρειάζεται το Επίπεδο 4 του Συστήματος Α; Συγκεκριμένα αιτήματα από το Επίπεδο Α αποθηκεύονται ως πληροφορίες ελέγχου που διαβιβάζονται μεταξύ των αντίστοιχων επιπέδων σε ένα μπλοκ που ονομάζεται κεφαλίδα. Η κεφαλίδα προηγείται των πραγματικών πληροφοριών της εφαρμογής. Για παράδειγμα, ας υποθέσουμε ότι το σύστημα Α θέλει να στείλει το ακόλουθο κείμενο (που ονομάζεται «δεδομένα» ή «πληροφορίες») στο Σύστημα Β: Η μικρή γκρίζα γάτα έτρεξε στον τοίχο για να προσπαθήσει να πιάσει το κόκκινο πουλί.

Αυτό το κείμενο μεταβιβάζεται από την εφαρμογή System A στο ανώτερο επίπεδο αυτού του συστήματος. Το επίπεδο εφαρμογής του συστήματος Α πρέπει να μεταφέρει ορισμένες πληροφορίες στο επίπεδο εφαρμογής του συστήματος Β, επομένως τοποθετεί πληροφορίες ελέγχου (με τη μορφή κωδικοποιημένης κεφαλίδας) πριν από το πραγματικό κείμενο που πρόκειται να μεταδοθεί. Αυτό το μπλοκ πληροφοριών μεταβιβάζεται στο System A Layer 6, το οποίο μπορεί να το προλογίσει με τις δικές του πληροφορίες ελέγχου. Το μέγεθος του μηνύματος αυξάνεται καθώς περνάει μέσα από τα επίπεδα μέχρι να φτάσει στο δίκτυο, όπου το αρχικό κείμενο και όλες οι σχετικές πληροφορίες ελέγχου μετακινούνται στο Σύστημα Β, όπου απορροφώνται από το Επίπεδο 1 του Συστήματος Β. Σύστημα Β Το επίπεδο 1 διαχωρίζει το επίπεδο 1 κεφαλίδα και τη διαβάζει, μετά από την οποία γνωρίζει πώς να επεξεργαστεί αυτό το μπλοκ πληροφοριών. Το ελαφρώς μικρότερο μπλοκ πληροφοριών περνά στο Layer 2, το οποίο αφαιρεί την κεφαλίδα του Layer 2, το αναλύει για να μάθει για τις ενέργειες που πρέπει να εκτελέσει κ.λπ. Όταν το μπλοκ πληροφοριών φτάσει τελικά στο πρόγραμμα εφαρμογής System B, πρέπει να περιέχει μόνο το αρχικό κείμενο.

Η έννοια της κεφαλίδας και των δεδομένων είναι σχετική και εξαρτάται από την προοπτική του επιπέδου που αναλύει αυτήν τη στιγμή το μπλοκ πληροφοριών. Για παράδειγμα, στο Επίπεδο 3, ένα μπλοκ πληροφοριών αποτελείται από μια κεφαλίδα επιπέδου 3 ακολουθούμενη από δεδομένα. Ωστόσο, τα δεδομένα του επιπέδου 3 μπορούν να περιέχουν κεφαλίδες επιπέδου 4, 5, 6 και 7 Επιπλέον, μια κεφαλίδα επιπέδου 3 είναι απλώς δεδομένα για το επίπεδο 2. Αυτή η έννοια απεικονίζεται στο Σχήμα 1.3. Τέλος, δεν χρειάζονται όλα τα επίπεδα προσαρτημένες κεφαλίδες. Ορισμένα επίπεδα απλώς εκτελούν μετασχηματισμούς στα πραγματικά δεδομένα που λαμβάνουν για να τα κάνουν περισσότερο ή λιγότερο αναγνώσιμα σε γειτονικά επίπεδα.

Εικόνα 1.3

Επίπεδα OSI

Ας αρχίσουμε να συζητάμε κάθε μεμονωμένο επίπεδο OSI και τις λειτουργίες του. Κάθε επίπεδο έχει ένα προκαθορισμένο σύνολο λειτουργιών που πρέπει να εκτελέσει για να πραγματοποιηθεί η επικοινωνία.

Επίπεδο εφαρμογής

Το επίπεδο εφαρμογής είναι το επίπεδο OSI που βρίσκεται πιο κοντά στο χρήστη. Διαφέρει από τα άλλα επίπεδα στο ότι δεν παρέχει υπηρεσίες σε κανένα από τα άλλα επίπεδα OSI. Ωστόσο, τους παρέχει διαδικασίες εφαρμογής που βρίσκονται εκτός του πεδίου εφαρμογής του μοντέλου OSI. Παραδείγματα τέτοιων διαδικασιών εφαρμογής περιλαμβάνουν προγράμματα υπολογιστικών φύλλων, προγράμματα επεξεργασίας κειμένου κ.λπ.

Το επίπεδο εφαρμογής προσδιορίζει και καθορίζει την παρουσία των επιδιωκόμενων συνεργατών επικοινωνίας, συγχρονίζει τα συνεργαζόμενα προγράμματα εφαρμογών και καθιερώνει συμφωνία για τις διαδικασίες επίλυσης σφαλμάτων και διαχείρισης ακεραιότητας πληροφοριών. Το επίπεδο εφαρμογής καθορίζει επίσης εάν είναι διαθέσιμοι επαρκείς πόροι για την επιδιωκόμενη επικοινωνία.

Αντιπροσωπευτικό επίπεδο

Το αντιπροσωπευτικό επίπεδο είναι υπεύθυνο για τη διασφάλιση ότι οι πληροφορίες που αποστέλλονται από το επίπεδο εφαρμογής ενός συστήματος είναι αναγνώσιμες από το επίπεδο εφαρμογής ενός άλλου συστήματος. Εάν είναι απαραίτητο, το αντιπροσωπευτικό επίπεδο μεταφράζεται μεταξύ πολλαπλών μορφών αναπαράστασης πληροφοριών χρησιμοποιώντας μια κοινή μορφή αναπαράστασης πληροφοριών.

Το επίπεδο αναπαράστασης δεν ασχολείται μόνο με τη μορφή και την παρουσίαση των πραγματικών δεδομένων χρήστη, αλλά και με τις δομές δεδομένων που χρησιμοποιούν τα προγράμματα. Επομένως, εκτός από τον μετασχηματισμό της πραγματικής μορφής δεδομένων (εάν είναι απαραίτητο), το αντιπροσωπευτικό επίπεδο διαπραγματεύεται τη σύνταξη μεταφοράς δεδομένων για το επίπεδο εφαρμογής.

Επίπεδο συνεδρίας

Όπως υποδηλώνει το όνομά του, το επίπεδο συνεδρίας δημιουργεί, διαχειρίζεται και τερματίζει συνεδρίες μεταξύ των εργασιών εφαρμογής. Οι περίοδοι σύνδεσης αποτελούνται από μια συνομιλία μεταξύ δύο ή περισσότερων αντικειμένων παρουσίασης (θυμηθείτε ότι το επίπεδο περιόδου λειτουργίας παρέχει τις υπηρεσίες του στο επίπεδο παρουσίασης). Το επίπεδο συνόδου συγχρονίζει το διάλογο μεταξύ των αντικειμένων του αντιπροσωπευτικού επιπέδου και διαχειρίζεται την ανταλλαγή πληροφοριών μεταξύ τους. Εκτός από τη βασική ρύθμιση των συνομιλιών (συνεδρίες), το επίπεδο συνεδρίας παρέχει τα μέσα για την αποστολή πληροφοριών, κατηγορίας υπηρεσιών και ειδοποιήσεων εξαίρεσης σχετικά με προβλήματα στα επίπεδα συνεδρίας, παρουσίασης και εφαρμογής.

Στρώμα μεταφοράς

Το όριο μεταξύ των επιπέδων συνόδου και μεταφοράς μπορεί να αναπαρασταθεί ως το όριο μεταξύ πρωτοκόλλων επιπέδου εφαρμογής και πρωτοκόλλων κατώτερου επιπέδου. Ενώ τα επίπεδα εφαρμογής, παρουσίασης και συνεδρίας ασχολούνται με ζητήματα εφαρμογής, τα τέσσερα κατώτερα επίπεδα ασχολούνται με ζητήματα μεταφοράς δεδομένων.

Το επίπεδο μεταφοράς προσπαθεί να παρέχει υπηρεσίες μεταφοράς δεδομένων που απαλλάσσουν τα υψηλότερα επίπεδα από την ανάγκη να εμβαθύνουν στις λεπτομέρειες του. Ειδικότερα, το επίπεδο μεταφοράς ασχολείται με ζητήματα όπως η αξιόπιστη μεταφορά δεδομένων μέσω του διαδικτύου. Κατά την παροχή αξιόπιστων υπηρεσιών, το επίπεδο μεταφοράς παρέχει μηχανισμούς για τη δημιουργία, τη συντήρηση και τον τακτικό τερματισμό εικονικών κυκλωμάτων, συστήματα ανίχνευσης και ανάκτησης σφαλμάτων μεταφοράς και έλεγχο ροής πληροφοριών (για να αποτρέψει ένα σύστημα από το να πλημμυρίσει δεδομένα από άλλο σύστημα).

Επίπεδο δικτύου

Το επίπεδο δικτύου είναι ένα σύνθετο επίπεδο που παρέχει συνδεσιμότητα και επιλογή διαδρομής μεταξύ δύο τελικών συστημάτων συνδεδεμένων σε διαφορετικά «υποδίκτυα», τα οποία μπορεί να βρίσκονται σε διαφορετικές γεωγραφικές τοποθεσίες. Σε αυτήν την περίπτωση, ένα «υποδίκτυο» είναι ουσιαστικά ένα ανεξάρτητο καλώδιο δικτύου (μερικές φορές ονομάζεται τμήμα).

Επειδή Δύο ακραία συστήματα που επιθυμούν να επικοινωνήσουν μπορεί να διαχωρίζονται από σημαντική γεωγραφική απόσταση και πολλαπλά υποδίκτυα το επίπεδο δικτύου είναι ο τομέας δρομολόγησης. Τα πρωτόκολλα δρομολόγησης επιλέγουν τις βέλτιστες διαδρομές μέσω μιας ακολουθίας διασυνδεδεμένων υποδικτύων. Τα παραδοσιακά πρωτόκολλα επιπέδου δικτύου μεταδίδουν πληροφορίες κατά μήκος αυτών των διαδρομών.

Επίπεδο σύνδεσης δεδομένων

Το επίπεδο σύνδεσης δεδομένων (επισήμως ονομάζεται επίπεδο σύνδεσης δεδομένων) εξασφαλίζει αξιόπιστη μεταφορά δεδομένων μέσω ενός φυσικού καναλιού. Κατά την εκτέλεση αυτής της εργασίας, το επίπεδο ζεύξης δεδομένων ασχολείται με ζητήματα φυσικής διευθυνσιοδότησης (σε αντίθεση με τη διευθυνσιοδότηση δικτύου ή λογική), τοπολογία δικτύου, πειθαρχία γραμμής (πώς το τελικό σύστημα πρέπει να χρησιμοποιεί τη σύνδεση δικτύου), ειδοποίηση σφαλμάτων, ταξινόμηση μπλοκ δεδομένων, και έλεγχος ροής πληροφοριών.

Φυσικό στρώμα

Το φυσικό στρώμα ορίζει τα ηλεκτρικά, μηχανικά, διαδικαστικά και λειτουργικά χαρακτηριστικά ενεργοποίησης, συντήρησης και απενεργοποίησης του φυσικού καναλιού μεταξύ των τελικών συστημάτων. Οι προδιαγραφές φυσικής στρώσης ορίζουν χαρακτηριστικά όπως επίπεδα τάσης, χρονισμός τάσης, ρυθμοί μεταφοράς φυσικών πληροφοριών, μέγιστες αποστάσεις μεταφοράς πληροφοριών, φυσικοί σύνδεσμοι και άλλα παρόμοια χαρακτηριστικά.

Βασικοί όροι και έννοιες

Η επιστήμη της δικτύωσης, όπως και άλλες επιστήμες, έχει τη δική της ορολογία και επιστημονική βάση. Δυστυχώς, επειδή η επιστήμη της δικτύωσης είναι τόσο νέα, δεν υπάρχει ακόμη συναίνεση σχετικά με την έννοια των εννοιών και των όρων δικτύωσης. Καθώς ο κλάδος της διαδικτυακής εργασίας συνεχίζει να ωριμάζει, ο ορισμός και η χρήση των όρων θα γίνουν πιο σαφείς.

Απευθυνόμενος

Ένα ουσιαστικό στοιχείο κάθε συστήματος δικτύου είναι η θέση των συστημάτων υπολογιστών. Υπάρχουν διαφορετικά σχήματα διευθύνσεων που χρησιμοποιούνται για το σκοπό αυτό, τα οποία εξαρτώνται από την οικογένεια πρωτοκόλλων που χρησιμοποιείται. Με άλλα λόγια, η διευθυνσιοδότηση AppleTalk είναι διαφορετική από τη διεύθυνση TCP/IP, η οποία με τη σειρά της είναι διαφορετική από τη διεύθυνση OSI κ.λπ.

Δύο σημαντικοί τύποι διευθύνσεων είναι οι διευθύνσεις επιπέδου σύνδεσης και οι διευθύνσεις επιπέδου δικτύου. Οι διευθύνσεις επιπέδου σύνδεσης (ονομάζονται επίσης φυσικές διευθύνσεις ή διευθύνσεις υλικού) είναι συνήθως μοναδικές για κάθε σύνδεση δικτύου. Τα περισσότερα τοπικά δίκτυα (LAN) έχουν διευθύνσεις επιπέδου σύνδεσης που βρίσκονται στη σχεδίαση της διεπαφής. εκχωρούνται από τον οργανισμό που ορίζει το πρότυπο πρωτοκόλλου που αντιπροσωπεύεται από αυτή τη διεπαφή. Επειδή Τα περισσότερα συστήματα υπολογιστών έχουν μία φυσική σύνδεση δικτύου, έχουν μόνο μία διεύθυνση επιπέδου σύνδεσης. Οι δρομολογητές και άλλα συστήματα που είναι συνδεδεμένα σε πολλαπλά φυσικά δίκτυα μπορεί να έχουν πολλαπλές διευθύνσεις επιπέδου σύνδεσης. Όπως υποδηλώνει το όνομα, οι διευθύνσεις επιπέδου σύνδεσης υπάρχουν στο επίπεδο 2 του μοντέλου αναφοράς ISO.

Οι διευθύνσεις επιπέδου δικτύου (ονομάζονται επίσης εικονικές ή λογικές διευθύνσεις) υπάρχουν στο Επίπεδο 3 του μοντέλου αναφοράς OSI. Σε αντίθεση με τις διευθύνσεις επιπέδου σύνδεσης, οι οποίες συνήθως υπάρχουν σε έναν επίπεδο χώρο διευθύνσεων, οι διευθύνσεις επιπέδου δικτύου είναι συνήθως ιεραρχικές. Με άλλα λόγια, είναι σαν τις ταχυδρομικές διευθύνσεις, οι οποίες περιγράφουν την τοποθεσία ενός ατόμου υποδεικνύοντας τη χώρα, την πολιτεία, τον ταχυδρομικό κώδικα, την πόλη, την οδό, τη διεύθυνση σε αυτόν τον δρόμο και, τέλος, το όνομα. Ένα καλό παράδειγμα διευθυνσιοδότησης ενός επιπέδου είναι το σύστημα αριθμών κοινωνικής ασφάλισης των ΗΠΑ, σύμφωνα με το οποίο κάθε άτομο έχει έναν μοναδικό αριθμό που του έχει εκχωρηθεί από την υπηρεσία ασφαλείας.

Οι ιεραρχικές διευθύνσεις διευκολύνουν την ταξινόμηση και την ανάκληση διευθύνσεων εξαλείφοντας μεγάλα μπλοκ λογικά παρόμοιων διευθύνσεων κατά τη διάρκεια μιας ακολουθίας πράξεων σύγκρισης. Για παράδειγμα, μπορείτε να εξαιρέσετε όλες τις άλλες χώρες εάν η διεύθυνση εμφανίζει τη χώρα "Ιρλανδία". Η ευκολία ταξινόμησης και επανάληψης είναι ο λόγος για τον οποίο οι δρομολογητές χρησιμοποιούν διευθύνσεις επιπέδου δικτύου ως βάση για τη δρομολόγηση.

Οι διευθύνσεις επιπέδου δικτύου ποικίλλουν ανάλογα με την οικογένεια πρωτοκόλλων που χρησιμοποιείται, αλλά συνήθως χρησιμοποιούν κατάλληλες λογικές κατατμήσεις για τον εντοπισμό συστημάτων υπολογιστών σε ένα διαδικτυακό έργο. Ορισμένα από αυτά τα λογικά διαμερίσματα βασίζονται σε φυσικά χαρακτηριστικά του δικτύου (όπως το τμήμα δικτύου στο οποίο βρίσκεται ένα σύστημα). άλλα λογικά διαμερίσματα βασίζονται σε ομαδοποιήσεις που δεν έχουν φυσική βάση (για παράδειγμα, μια «ζώνη» AppleTalk).

Μπλοκ δεδομένων, πακέτα και μηνύματα

Όταν τα συστήματα υπολογιστών έχουν εντοπιστεί σε διευθύνσεις, οι πληροφορίες μπορούν να ανταλλάσσονται μεταξύ δύο ή περισσότερων συστημάτων. Στη βιβλιογραφία της διαδικτυακής εργασίας, υπάρχει ασυνέπεια στην ονομασία των λογικά ομαδοποιημένων μπλοκ πληροφοριών που κινούνται μεταξύ συστημάτων υπολογιστών. "μονάδα δεδομένων", "πακέτο", "μονάδα δεδομένων πρωτοκόλλου", "PDU", "τμήμα", "μήνυμα" - χρησιμοποιούνται όλοι αυτοί οι όροι και άλλοι, ανάλογα με τις ιδιοτροπίες όσων γράφουν προδιαγραφές πρωτοκόλλου.

Σε αυτή την εργασία, ο όρος «μπλοκ δεδομένων» ( πλαίσιο) υποδηλώνει ένα μπλοκ πληροφοριών του οποίου η πηγή και ο προορισμός είναι αντικείμενα επιπέδου σύνδεσης. Ο όρος "πακέτο" ( πακέτο) υποδηλώνει ένα μπλοκ πληροφοριών του οποίου η πηγή και ο προορισμός είναι αντικείμενα επιπέδου δικτύου. Και τέλος, ο όρος «μήνυμα» ( μήνυμα) υποδηλώνει ένα μπλοκ πληροφοριών του οποίου τα αντικείμενα προέλευσης και προορισμού βρίσκονται πάνω από το επίπεδο δικτύου. Ο όρος «μήνυμα» χρησιμοποιείται επίσης για να προσδιορίσει μεμονωμένα μπλοκ πληροφοριών χαμηλότερων επιπέδων που έχουν έναν ειδικό, καλά διατυπωμένο σκοπό.

Το μοντέλο αλληλεπίδρασης των διεργασιών δικτύου είναι ένα μοντέλο διασύνδεσης ανοιχτά συστήματα.

Με μια ευρεία έννοια Ανοιχτό σύστημαμπορεί να ονομαστεί οποιοδήποτε σύστημα (υπολογιστής, δίκτυο, λειτουργικό σύστημα, πακέτο λογισμικού, άλλα προϊόντα λογισμικού και υλικού) που έχει κατασκευαστεί σύμφωνα με ανοιχτές προδιαγραφές.

Κάτω από τον όρο προσδιορισμός(στην υπολογιστική) κατανοούν μια τυπική περιγραφή στοιχείων υλικού ή λογισμικού, πώς λειτουργούν, αλληλεπιδρούν με άλλα στοιχεία, συνθήκες λειτουργίας, περιορισμούς και ειδικά χαρακτηριστικά.

Δεν είναι όλες οι προδιαγραφές πρότυπο.

Υπό ανοιχτές προδιαγραφέςαναφέρεται σε δημοσιευμένες, διαθέσιμες στο κοινό προδιαγραφές που συμμορφώνονται με τα πρότυπα και υιοθετούνται με συναίνεση μετά από πλήρη συζήτηση από όλους τους ενδιαφερόμενους οργανισμούς.

Τυποποίηση δικτύων υπολογιστών

Χωρίς τις υπηρεσίες πολλών μεγάλων οργανισμών τυποποίησης, το πεδίο της εργασίας στο Διαδίκτυο θα ήταν πολύ πιο χαοτικό από ό,τι είναι σήμερα. Οι οργανισμοί τυποποίησης παρέχουν ένα φόρουμ για συζήτηση, βοηθούν στη μετατροπή των αποτελεσμάτων των συζητήσεων σε επίσημες προδιαγραφές και στη διάδοση αυτών των προδιαγραφών μόλις ολοκληρωθεί η διαδικασία τυποποίησης.

Οι περισσότεροι οργανισμοί τυποποίησης εκτελούν συγκεκριμένες διαδικασίες για να μετατρέψουν τις ιδέες σε επίσημα πρότυπα. Αν και αυτές οι διαδικασίες διαφέρουν ελαφρώς μεταξύ των οργανισμών, είναι παρόμοιες στο ότι περνούν από διάφορους γύρους οργάνωσης ιδεών, συζήτησης αυτών των ιδεών, ανάπτυξης σχεδίων προτύπων, ψηφοφορίας για όλες ή ορισμένες πτυχές αυτών των προτύπων και, τέλος, επίσημα απελευθέρωσης των ολοκληρωμένων προτύπων.

Οι πιο γνωστοί οργανισμοί τυποποίησης είναι οι ακόλουθοι οργανισμοί:

Διεθνής Οργανισμός Τυποποίησης (ISO)

ένας διεθνής οργανισμός προτύπων που έχει συντάξει ένα ευρύ φάσμα προτύπων, συμπεριλαμβανομένων των προτύπων δικτύωσης. Αυτός ο οργανισμός κατέχει το μοντέλο αναφοράς OSI και τη σουίτα πρωτοκόλλων OSI.

Αμερικανικό Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων (ANSI)

συντονιστικό σώμα εθελοντικών ομάδων προτύπων στις Ηνωμένες Πολιτείες. Το ANSI είναι μέλος του ISO. Το πιο ευρέως γνωστό πρότυπο επικοινωνίας ANSI είναι το FDDI.

Σύνδεσμος Βιομηχανίας Ηλεκτρονικών (ΕΙΑ)

μια ομάδα που παράγει πρότυπα για τη μετάδοση ηλεκτρικών σημάτων. Το πιο διάσημο πρότυπο ΕΙΑ είναι το RS–232.

Ινστιτούτο Ηλεκτρολόγων και Ηλεκτρονικών Μηχανικών (IEEE)

επαγγελματική οργάνωση που αναπτύσσει πρότυπα για δίκτυα. Τα πρότυπα LAN που αναπτύχθηκαν από το IEEE (συμπεριλαμβανομένων των IEEE 802.3 και IEEE 802.5) είναι τα πιο γνωστά πρότυπα επικοινωνίας IEEE. είναι τα κορυφαία πρότυπα LAN παγκοσμίως.

Διεθνής Συμβουλευτική Επιτροπή Τηλεγραφίας και Τηλεφωνίας (CCITT)

ένας διεθνής οργανισμός που αναπτύσσει πρότυπα επικοινωνίας. Το πιο γνωστό πρότυπο CCITT είναι το X.25.

Ρυθμιστικό Συμβούλιο Διαδικτύου (IAB)

μια ομάδα ερευνητών που εργάζονται στο Διαδίκτυο που συνεδριάζει τακτικά για να συζητήσει θέματα που σχετίζονται με το Διαδίκτυο. Αυτό το συμβούλιο ορίζει τη βασική πολιτική του Διαδικτύου, λαμβάνει αποφάσεις και ορίζει τα καθήκοντα που πρέπει να γίνουν για την επίλυση διαφόρων προβλημάτων. Μερικά από τα έγγραφα "Αίτημα για σχόλια" (RFC)(Request for Comment") που αναπτύχθηκε από το IAB ως πρότυπα Διαδικτύου, συμπεριλαμβανομένων Πρωτόκολλο ελέγχου μετάδοσης/Πρωτόκολλο Διαδικτύου (TCP/IP)Και Απλό πρωτόκολλο διαχείρισης δικτύου (SNMP).