Компьютерные сети Информационных технологий
обальной в
локальной сети пользователь освобождается от запоминания сложных
идентификаторов разделяемых ресурсов. Для этих целей система предоставляет
ему список ресурсов в удобной для восприятия форме, например в виде
древовидной графической структуры («дерева» ресурсов). Еще один прием,
рационализирующий работу пользователя в локальной сети, состоит в том, что
после соединения с удаленным ресурсом пользователь получает возможность
обращаться к нему с помощью тех же команд, которые он использовал при
работе с локальными ресурсами. Последствием и одновременно движущей силой
такого прогресса стало появление огромного числа непрофессиональных
пользователей, освобожденных от необходимости изучать специальные (и
достаточно сложные) команды для сетевой работы.
Может возникнуть вопрос — почему все эти удобства пользователи
получили только с приходом локальных сетей? Главным образом, это связано с
использованием в локальных сетях качественных кабельных линий связи, на
которых даже сетевые адаптеры первого поколения обеспечивали скорость
передачи данных до 10 Мбит/с. При небольшой протяженности, свойственной
локальным сетям, стоимость таких линий связи была вполне приемлемой.
Поэтому экономное расходование пропускной способности каналов, которое было
одной из главных целей технологий ранних глобальных сетей, никогда не
выходило на первый план при разработке протоколов локальных сетей. В таких
условиях основным механизмом прозрачного доступа к сетевым ресурсам
локальных сетей стали периодические широковещательные объявления серверов о
своих ресурсах и услугах. На основании таких объявлений клиентские
компьютеры составляли списки имеющихся в сети ресурсов и предоставляли их
пользователю.
Конец 90-х выявил явного лидера среди технологий локальных сетей —
семейство Ethernet, в которое вошли классическая технология Ethernet 10
Мбит/с, а также Fast Ethernet 100 Мбит/с и Gigabit Ethernet 1000 Мбит/с.
Простые алгоритмы работы предопределили низкую стоимость оборудования
Ethernet. Широкий диапазон иерархии скоростей позволяет рационально строить
локальную сеть, применяя ту технологию семейства, которая в наибольшей
степени отвечает задачам предприятия и потребностям пользователей. Важно
также, что все технологии Ethernet очень близки друг к другу по принципам
работы, что упрощает обслуживание и интеграцию этих сетей.
7.1. Ethernet
Ethernet — это самый распространенный на сегодняшний день стандарт
локальных сетей. Общее количество сетей, работающих по протоколу Ethernet в
настоящее время, оценивается в несколько миллионов.
Когда говорят Ethernet, то под этим обычно понимают любой из
вариантов этой технологии. В более узком смысле Ethernet — это сетевой
стандарт, основанный на экспериментальной сети Ethernet Network, которую
фирма Xerox разработала и реализовала в 1975 году. Метод доступа был
опробован еще раньше: во второй половине 60-х годов в радиосети Гавайского
университета использовались различные варианты случайного доступа к общей
радиосреде, получившие общее название Aloha. В 1980 году фирмы DEC, Intel и
Xerox совместно разработали и опубликовали стандарт Ethernet версии II для
сети, построенной на основе коаксиального кабеля. Эту последнюю версию
фирменного стандарта Ethernet называют стандартом Ethernet DIX, или
Ethernet П.
На основе стандарта Ethernet DIX был разработан стандарт IEEE 802.3,
который во многом совпадает со своим предшественником, но некоторые
различия все же имеются. В то время как в стандарте IEEE 802.3 функции
протокола разделены на уровни MAC и LLC, в оригинальном стандарте Ethernet
они объединены в единый канальный уровень. В Ethernet DIX определяется
протокол тестирования конфигурации (Ethernet Configuration Test Protocol),
который отсутствует в IEEE 802.3. Несколько отличается и формат кадра, хотя
минимальные и максимальные размеры кадров в этих стандартах совпадают.
Часто для того, чтобы отличить стандарт Ethernet, определенный IEEE, и
фирменный стандарт Ethernet DIX, первый называют технологией 802.3, а за
фирменным стандартом оставляют название Ethernet без дополнительных
обозначений.
В зависимости от типа физической среды стандарт IEEE 802.3 имеет
различные модификации - 10Base-5, 10Base-2, 10Base-T, 10Base-FL, lOBase-FB.
В 1995 году был принят стандарт Fast Ethernet, который во многом не
является самостоятельным стандартом, о чем говорит и тот факт, что его
описание просто является дополнительным разделом к основному стандарту
802.3 — разделом 802.3и. Аналогично, принятый в 1998 году стандарт Gigabit
Ethernet описан в разделе 802.3z основного документа.
Для передачи двоичной информации по кабелю для всех вариантов
физического уровня технологии Ethernet, обеспечивающих пропускную
способность 10 Мбит/с, используется манчестерский код. В более скоростных
версиях Ethernet применяются более эффективные в отношении полосы
пропускания избыточные логические коды.
Все виды стандартов Ethernet (в том числе Fast Ethernet и Gigabit
Ethernet) используют один и тот же метод разделения среды передачи данных —
метод CSMA/CD.
Рассмотрим, каким образом описанные выше общие подходы к решению
наиболее важных проблем построения сетей воплощены в наиболее популярной
сетевой технологии — Ethernet.
Сетевая технология — это согласованный набор стандартных протоколов
и реализующих их программно-аппаратных средств (например, сетевых
адаптеров, драйверов, кабелей и разъемов), достаточный для построения
вычислительной сети. Эпитет «достаточный» подчеркивает то обстоятельство,
что этот набор представляет собой минимальный набор средств, с помощью
которых можно построить работоспособную сеть. Возможно, эту сеть можно
улучшить, например, за счет выделения в ней подсетей, что сразу потребует
кроме протоколов стандарта Ethernet применения протокола IP, а также
специальных коммуникационных устройств — маршрутизаторов. Улучшенная сеть
будет, скорее всего, более надежной и быстродействующей, но за счет
надстроек над средствами технологии Ethernet, которая составляет базис
сети.
Термин «сетевая технология» чаще всего используется в описанном выше
узком смысле, но иногда применяется и его расширенное толкование как любого
набора средств и правил для построения сети, например «технология сквозной
маршрутизации», «технология создания защищенного канала», «технология IP-
сетей».
Протоколы, на основе которых строится сеть определенной технологии
(в узком смысле), специально разрабатывались для совместной работы, поэтому
от разработчика сети не требуется дополнительных усилий по организации их
взаимодействия. Иногда сетевые технологии называют базовыми технологиями,
имея в виду то, что на их основе строится базис любой сети. Примерами
базовых сетевых технологий могут служить наряду с Ethernet такие известные
технологии локальных сетей, как Token Ring и FDDI, или же технологии
территориальных сетей Х.25 и frame relay. Для получения работоспособной
сети в этом случае достаточно приобрести программные и аппаратные средства,
относящиеся к одной базовой технологии — сетевые адаптеры с драйверами,
концентраторы, коммутаторы, кабельную систему и т. п., — и соединить их в
соответствии с требованиями стандарта на данную технологию.
Основной принцип, положенный в основу Ethernet, — случайный метод
доступа к разделяемой среде передачи данных. В качестве такой среды может
использоваться толстый или тонкий коаксиальный кабель, витая пара,
оптоволокно или радиоволны (кстати, первой сетью, построенной на принципе
случайного доступа к разделяемой среде, была радиосеть Aloha Гавайского
университета).
В стандарте Ethernet строго зафиксирована топология электрических
связей. Компьютеры подключаются к разделяемой среде в соответствии с
типовой структурой «общая шина». С помощью разделяемой во времени шины
любые два компьютера могут обмениваться данными. Управление доступом к
линии связи осуществляется специальными контроллерами -- сетевыми
адаптерами Ethernet. Каждый компьютер, а более точно, каждый сетевой
адаптер, имеет уникальный адрес. Передача данных происходит со скоростью 10
Мбит/с. Эта величина является пропускной способностью сети Ethernet.
[pic]
Сеть Ethernet
Суть случайного метода доступа состоит в следующем. Компьютер в сети
Ethernet может передавать данные по сети, только если сеть свободна, то
есть если никакой другой компьютер в данный момент не занимается обменом.
Поэтому важной частью технологии Ethernet является процедура определения
доступности среды.
После того как компьютер убеждается, что сеть свободна, он начинает
передачу, при этом «захватывает» среду. Время монопольного использования
разделяемой среды одним узлом ограничивается временем передачи одного
кадра. Кадр — это единица данных, которыми обмениваются компьютеры в сети
Ethernet. Кадр имеет фиксированный формат и наряду с полем данных содержит
различную служебную информацию, например адрес получателя и адрес
отправителя.
Сеть Ethernet устроена так, что при попадании кадра в разделяемую
среду передачи данных все сетевые адаптеры одновременно начинают принимать
этот кадр. Все они
| |  скачать работу |
Компьютерные сети Информационных технологий |
