Архитектура и стандарты локальных сетей ЭВМ

Под архитектурой сети ЭВМ понимается совокупность сетевых аппа­ратных и программных решений, методов доступа к сетевым ресурсам и ис­пользуемых протоколов.

Архитектура локальных сетей ЭВМ базируется на принципе многоуров­невого управления процессами, реализуемого иерархической совокупностью протоколов и интерфейсов, и практически полностью соответствует семиуров­невой архитектуре эталонной модели взаимодействия открытых систем (модели

OSI). Основное отличие архитектур заключается в реализации физического и канального уровней. Эти уровни в наибольшей степени отражают специфику локальных сетей. Физический уровень определяет тип используемого кабеля, электрических разъемов, форму и способ кодирования дискретных сигналов. Канальный уровень обеспечивает передачу информационных кадров (пакетов) между абонентскими системами, входящими в состав одной сети.

В архитектуре локальных сетей канальный уровень делится на два поду­ровня:

• управления логическим каналом передачи данных (Logical Link Control, LLC);

• управления доступом к среде (Media Access Control, MAC).

Подуровень МАС управляет доступом к разделяемому моноканалу. Он преобразует разделяемый физический моноканал в виртуальные каналы типа «точка-точка» между парами абонентских систем.

В современных локальных сетях получили распространение несколько протоколов MAC-уровня, реализующих различные алгоритмы доступа к разде­ляемой среде. Эти протоколы полностью определяют специфику таких сетевых технологий как Ethernet, Token Ring, FDDI, 100VG-AnyLAN.

Подуровень LLC обеспечивает достоверную передачу информационных кадров между абонентскими системами, а также реализует функции интерфейса с прилегающим к нему сетевым уровнем. Для подуровня LLC также существует несколько вариантов протоколов, отличающихся наличием или отсутствием на этом подуровне процедур восстановления кадров в случае их потери или иска­жения, то есть отличающихся качеством транспортных услуг этого уровня.

Протоколы подуровней MAC и LLC взаимно независимы - каждый про­токол MAC-уровня может применяться с любым типом протокола LLC-уровня и наоборот.

Технические средства и оборудование локальных сетей ЭВМ

Технические средства и оборудование локальных сетей ЭВМ можно раз­делить на три функциональные группы:

• сетевое оконечное оборудование;

• коммуникационное оборудование;

• структурированные кабельные системы.

Оконечное оборудование

Абонентские системы локальных сетей ЭВМ представляют собой сетевое оконечное оборудование.

Под оконечным оборудованием понимаются все устройства, являющиеся ис­точниками или приемниками информации, передаваемой по сети.

Наиболее типичными представителями оконечного оборудования являются сетевые компьютеры (рабочие станции), серверы и периферийные устройства, со­вместно используемые всеми абонентами сети.

Компьютеры, подключенные к локальной сети, называются сетевыми рабочими станциями и являются самым универсальным сетевым оборудовани­ем. Прикладное использование компьютеров в сети определяется их про­граммным обеспечением (ПО) и установленными дополнительными техниче­скими средствами. Установка мультимедийного оборудования позволяет ис­пользовать сетевые компьютеры не только для локальной или распределенной обработки данных, но и в качестве IP-телефонов, видеотелефонов, терминалов видеоконференцсвязи, видео- и звуковоспроизводящей или записывающей цифровой аппаратуры. Сетевой интерфейс обеспечивается сетевыми адаптера­ми (сетевыми картами) и программными средствами операционной системы. Для дальних коммуникаций могут использоваться, внутренние или внешние модемы.

Сетевые адаптеры (СА) могут входить в состав системной платы рабочей станции (интегрированные СА) или подключаться к ней через слоты (разъемы) расширения. СА обеспечивают формирование информационных кадров (паке­тов), передачу и прием информационных кадров из сети, буферизацию данных для согласования скорости их приема и передачи, кодирование и декодирова­ние данных, проверку правильности передачи данных, установление соедине­ния с требуемой абонентской системой и т.п.

Серверы сети - это аппаратно - программные системы, выполняющие функции управления распределением сетевых ресурсов общего доступа. Сер­веры могут использоваться и в качестве сетевых рабочих станций. Аппаратная часть сервера обычно представляет собой мощный универсальный или специа­лизированный компьютер. В составе локальных сетей может быть одновре­менно несколько различных серверов (файл - сервер, сервер приложений, принт - сервер и т.д.).

Для подключения серверов к сети обычно используются полнодуплекс­ные высокопроизводительные сетевые адаптеры для высокоскоростных шин.

Серверы могут иметь возможность «горячей» замены (hot swap) диско­вых накопителей, резервирование питания, блокировку несанкционированного доступа, средства мониторинга состояния (включая возможность сообщения о критических событиях на пейджер администратора). Серверы, как правило, должны иметь высокопроизводительную дисковую подсистему, в качестве ин­терфейса которой используют шину SCSI.

Терминалы - это устройства удаленного ввода-вывода информации. Ис­пользуются в клиент-серверных системах в качестве рабочих мест пользовате­лей, а также в качестве консоли для управления сетевым оборудованием.

Разделяемые (сетевые) принтеры обеспечивают печать заданий от мно­жества пользователей локальной сети. В общем случае для этого требуется принт-сервер - средство выборки заданий из очереди (очередей) и собственно принтер, логически подключенный к принт-серверу. В роли принт-сервера мо­жет выступать сетевая рабочая станция (рис.14.2а) или отдельное устройство (микроконтроллер), непосредственно встраиваемое в сетевой принтер. Принт- сервер всегда снабжается сетевым интерфейсом, поэтому сетевой принтер территориально может располагаться в любом месте помещения, где есть ро­зетка кабельной сети.