Требования к характеристикам коммуникационных сетей

(Макарова, стр.214)

Для оценки качества коммуникационной сети можно использовать следующие характеристики:

1. Скорость передачи данных – измеряется количеством битов информации, передаваемых за единицу времени – секунду (бит/с)
часто используется единица измерения скорости – бод. Бод – число изменений состояния среды передачи в секунду. Так как каждое изменение состояния может соответствовать нескольким битам данных, то реальная скорость в битах в секунду может превышать скорость в бодах скорость передачи зависит от типа и качества канала связи, типа используемых модемов и принятого способа синхронизации. Для асинхронных модемов и телефонного канала связи диапазон скоростей составляет 300 – 9600 бит/с, а для синхронных – 1200 – 19200 бит/с

2. Пропускную способность канала связи – оценивается кол-вом знаков, передаваемых по каналу за единицу времени – секунду знак/с). Теоретически пропускная способность определяется скоростью передачи данных. При этом в состав сообщения включаются и все служебные символы. Пропускная способность зависит от способа передачи данных, канала связи и условий его эксплуатации и структуры сообщений.

3. Достоверность передачи информации. Достоверность передачи информации оценивают как отношение количества ошибочно переданных знаков к общему числу переданных знаков. Требуемый уровень достоверности должны обеспечить как аппаратура, так и канал связи. Единица измерения достоверности: количество ошибок на знак – ошибок/знак.. для вычислительных сетей этот показатель должен быть в пределах 10^-6 – 10^-7 ошибок/знак.

4. Надежность канала связи и модемов – определяется либо долей исправного состояния в общем времени работы, либо среднем времени безотказной работы. Единица измерения – среднее время безотказной работы – час. Для вычислительных сетей среднее время безотказной работы должно быть достаточно большим и составлять, как минимум, несколько тысяч часов.

 

Топология сетей

Топология сетей - физическое расположение компьютеров, узлов коммутации и каналов связи в сети.

Любую компьютерную сеть можно рассматривать как совокупность узлов.

Узел – любое устройство, непосредственно подключенное к передающей среде сети.

Топология усредняет схему соединений узлов сети. Так и эллипс, и замкнутая кривая, и замкнутая ломаная линия относятся к кольцевой топологии, а незамкнутая ломаная линия – к шинной

"Шина"

При шинной топологии среда передачи информации представляется в форме одного канала связи, доступного для всех рабочих станций, к которому они подключаются. Информация доступна для всех рабочих станций. Любая рабочая станция может вступать в контакт с любой другой рабочей станцией в сети. Все рабочие станции имеют право получать и посылать сообщения по сети. Адресат сообщения указывается в самом передаваемом пакете. В ЛВС с шинной технологией может существовать только одна станция, передающая информацию. Ситуация, когда два узла одновременно собираются отправить сообщение, называется коллизией. Для предотвращения коллизий применяется один из способов разрешения конфликтов, называемых шинных арбитражем. Один способ заключается в назначении каждому ПК своего кванта времени для передачи. Другой основан на широкополосной передаче информации: каждая станция получает свою частоту, на которой она может отправлять и получать информацию. Рабочая станция может быть подключена к сети или отключена от нее в любое время, причем работа всей сети не будет прервана. Для шинной сети используют коаксиальный кабель с соединителем типа "тройник". При использовании толстого коаксиального кабеля рабочие станции присоединяются к шине посредством устройств ТАР (Terminal Access Point – точка подключения терминала).

В настоящее время шинная топология практически не применяется.

 

"Звезда"

Топология сети типа "звезда" пришла из области больших электронно-вычислительных машин, в которой головной компьютер (который выполняет функции сервера) является активным узлом обработки данных. Он получает и обрабатывает всю информацию с периферийных устройств. Такой принцип применяется, например, в электронной почте. Вся информация между двумя периферийными рабочими станциями проходит через центральный узел сети. Пропускная способность сети зависит от вычислительной мощности узла и гарантируется для каждой рабочей станции. Коллизий (столкновений данных) не возникает. Кабельное соединение простое – каждая станция связана с узлом. При расширении сети нельзя использовать ранее проложенные кабельные связи – к новому рабочему месту приходится прокладывать отдельный кабель из центра сети. Сеть, построенная по топологии типа "звезда" является наиболее быстродействующей по сравнению с сетями, созданными по другим топологиям. Неудобство – нарушение связи при выходе из строя сервера. Преимущества – возможность реализовать механизм защиты информации (если она хранится на сервере) от несанкционированного доступа. Всей сетью можно управлять из центра. На сегодняшний день "звезда" считается основным вариантом топологии. Очень часто наблюдаются различные ее вариации.

 

"Кольцо"

В сетях организаций этот вариант обычно не используется. При кольцевой топологии рабочие станции связаны одна с другой по кругу. По одному сетевому адаптеру компьютер принимает сообщение от одной станции, а по другому от это сообщение отправляет. Продолжительность передачи информации увеличивается прямо пропорционально количеству рабочих станций, входящих в вычислительную сеть. Основной недостаток – парализуется вся сеть в случае выхода из строя хотя бы одной рабочей станции. Прокладка кабелей от одной рабочей станции до другой может быть довольно сложной и дорогостоящей, особенно, если рабочие станции географически расположены далеко от кольца (например, в линию). Сообщения регулярно циркулируют по кругу. (МГУ) Рабочая станция посылает по определенному конечному адресу информацию, предварительно получив из кольца запрос. Пересылка сообщений является очень эффективной, так как большинство сообщений можно отправлять по кабельной системе одно за другим. Очень просто можно сделать кольцевой запрос на все станции. Продолжительность передачи информации увеличивается пропорционально количеству рабочих станций, входящих в вычислительную сеть. Недостаток: в случае выхода из строя хотя бы одной из станций вся сеть парализуется (зато неисправность легко устраняется). При подключении новой рабочей станции сеть должна быть отключена. Ограничений на протяженность сети не существует, так оно в конечном счете определяется исключительно расстоянием между двумя рабочими станциями-

 

Разновидностью топологии "кольцо" является логическая кольцевая сеть. Она строится как соединение нескольких сетей, использующих топологию "звезда". Отдельные звезды подключаются с помощью специальных коммутаторов, называемых концентраторами (HUB????)

Смешанные топологии. На практике применяют комбинированные структуры, например, древовидная. Основание "дерева"-сети ("корень") располагается в точке, в которой собираются коммуникационные линии ("ветви дерева"). Топология дерево используется, когда невозможно построить сеть только по стандартной топологии. Для подключения большого количества рабочих станций требуются сетевые усилители и (или) коммутаторы.

Комбинированные "шина" + "звезда"

 

Топологии типа Снежинка нет