Топологии компьютерных сетей

• 1 слайд

  Топологии компьютерных сетей
  
  Введем определения.
  Узел сети представляет собой компьютер, либо коммутирующее устройство сети.
  Ветвь сети - это путь, соединяющий два смежных узла.
  Узлы сети бывают трёх типов:
  оконечный узел - расположен в конце только одной ветви;
  промежуточный узел - расположен на концах более чем одной ветви;
  смежный узел - такие узлы соединены по крайней мере одним путём, не содержащим никаких других узлов
  
  

• 2 слайд

  Линейная сеть
  Содержит только два оконечных узла, любое число промежуточных узлов и имеет только один путь между любыми двумя узлами.
  

• 3 слайд

  Общая шина
  В этом случае подключение и обмен данными производится через общий канал связи, называемый общей шиной.
  

• 4 слайд

  Кольцевая сеть
  Сеть, в которой к каждому узлу присоединены две и только две ветви
  

• 5 слайд

  Звездообразная сеть
  Сеть, в которой имеется только один промежуточный узел.
  

• 6 слайд

  Древовидная сеть
  Сеть, которая содержит более двух оконечных узлов и по крайней мере два промежуточных узла, и в которой между двумя узлами имеется только один путь.
  

• 7 слайд

  Полносвязная сеть.
  Сеть, в которой имеется ветвь между любыми двумя узлами.(K=N*(N-1)/2 )
  

• 8 слайд

  Одноранговые и иерархические сети
  С точки зрения организации взаимодействия компьютеров, сети делят на одноранговые (Peer-to-Peer Network) и с выделенным сервером (Dedicated Server Network).
  

• 9 слайд

  Одноранговые сети
  
  Все компьютеры одноранговой сети равноправны. Любой пользователь сети может получить доступ к данным, хранящимся на любом компьютере.
  Достоинства одноранговых сетей:
  1. Наиболее просты в установке и эксплуатации.
  2. Операционные системы DOS и windows обладают всеми необходимыми функциями, позволяющими строить одноранговую сеть.
  Недостатки:
  В условиях одноранговых сетей затруднено решение вопросов защиты информации. Поэтому такой способ организации сети используется для сетей с небольшим количеством компьютеров и там, где вопрос защиты данных не является принципиальным.
  

• 10 слайд

  Иерархические сети
  
  В иерархической сети при установке сети заранее выделяются один или несколько компьютеров, управляющих обменом данных по сети и распределением ресурсов. Такой компьютер называют сервером
  Иерархическая модель сети является наиболее предпочтительной, так как позволяет создать наиболее устойчивую структуру сети и более рационально распределить ресурсы
  Также достоинством иерархической сети является более высокий уровень защиты данных.
  К недостаткам иерархической сети, по сравнению с одноранговыми сетями, относятся:
  1. Необходимость дополнительной ОС для сервера.
  2. Более высокая сложность установки и модернизации сети.
  3. Необходимость выделения отдельного компьютера в качестве сервера
  

• 11 слайд

  Две технологии использования сервера
  
  Различают две технологии использования сервера: технологию файл-сервера и архитектуру клиент-сервер
  В первой модели используется файловый сервер, на котором хранится большинство программ и данных. По требованию пользователя ему пересылаются необходимая программа и данные. Обработка информации выполняется на рабочей станции.
  В системах с архитектурой клиент-сервер обмен данными осуществляется между приложением-клиентом (front-end) и приложением-сервером (back-end).
  

• 12 слайд

• 13 слайд

  ETHERNET ТЕХНОЛОГИИ
  

• 14 слайд

  The Original Ethernet
  Original picture drawn by Bob Metcalfe,
  inventor of Ethernet (1972 – Xerox PARC)
  

• 15 слайд

  Базовые спецификации Ethernet
  10BASE5
  10BASE2
  10BASE-T
  100BASE-T
  1Gb Ethernet
  10Gb Ethernet
  40Gb Ethernet
  
  
  

• 16 слайд

  Алгоритм CSMA/CD
  0  r < 2k, где k=min(n,10)
  r - величина ожидания слотов перед n-ой попыткой
  

• 17 слайд

• 18 слайд

  Псевдопрограмма BackOff-алгоритма:
  var maxBackOff: 2..1024;
  procedure BackOff;
  begin
  if attempts = 1 then maxBaxoff :=2
  else if attempts <=backOffLimit then maxBackOff := maxBackOff*2;
  Wait(slotTime*Random(0, maxBackOff))
  end; {BackOff)
  

• 19 слайд

• 20 слайд

  Ethernet Segments
  

• 21 слайд

  10BASE5
  

• 22 слайд

  Стандарты IEEE и модель OSI ISO (ВОС МОС)
  802.1 Архитектура и общее
  представление
  802.2 Управление логическим
  соединением Logical Link Control (LLC)
  Сетевой
  Канальный
  Физический
  Физический
  Физический
  Физический
  802.3
  802.4
  802.5
  MAC
  MAC
  MAC
  OSI Reference Model
  IEEE LAN Standards
  802.3
  802.4
  802.5
  (CSMA/CD)
  (Token-bus)
  (Token-Ring)
  

• 23 слайд

  Оборудование компьютерных сетей
  Линия связи и интерфейсы
  Сетевая карта
  Трансивер (transceiver)
  Повторитель (Repeater)
  Концентратор (Hub)
  Мост (Bridge)
  Коммутатор (Switch)
  Маршрутизатор (Router)
  

• 24 слайд

  Линии связи
  Кабельные линии связи
  Беспроводные линии связи
  Витая пара
  Коаксиал
  Оптоволокно
  

• 25 слайд

  Сетевая карта
  Сетевая карта воспринимает команды и данные от сетевой операционной системы, преобразует эту информацию в один из стандартных форматов и передает ее в сеть через подключенный к карте кабель. Каждая карта имеет уникальный номер.
  Compex RE100TX PCI 10/100
  

• 26 слайд

  Соединители
  Интерфейс RJ-45
  Интерфейс BNC
  

• 27 слайд

  Трансивер
  Трансивер устанавливается непосредственно на кабеле и питается от сетевой карты компьютера. С сетевой картой трансивер соединяется интерфейсным кабелем AUI (Attachment Unit Interface).
  

• 28 слайд

  Пример использования моста
  Hub 2
  2
  4
  Hub 1
  1
  3
  Bridge 1
  Bridge 2
  1000 м
  1
  2
  1
  2
  

• 29 слайд

  Пример концентратора
  с тремя портами
  T
  R
  T
  R
  T
  R
  R
  T
  R
  T
  R
  T
  Концентратор
  Компьютер
  Сетевая карта
  Обозначение: Т-передатчик; R-приемник
  

• 30 слайд

  BNC Cable Connector
  

• 31 слайд

  Пример сети на концентраторе
  Технология: Ethernet 10 Мбит/с
  Среда передачи: Витая пара
  10 Мбит/с
  10 Мбит/с
  10 Мбит/с
  10 Мбит/с
  10 Мбит/с
  

• 32 слайд

  Мост
  Мост делит физическую среду передачи сети на части, передавая информацию из одного сегмента в другой только в том случае, если адрес компьютера назначения принадлежит другой подсети.
  TinyBridge
  

• 33 слайд

  Коммутатор
  Коммутатор по назначению не отличается от моста, но обладает более высокой производитель-ностью так, как мост в каждый момент времени может осуществлять передачу кадров только между одной парой портов, а коммутатор одновременно поддерживает потоки данных между всеми своими портами.
  COMPEX SRX1216 Dual Speed Switch 16 port 10/100 MBit/S (16UTP) RM
  

• 34 слайд

  STP and UTP Cable
  

• 35 слайд

  Fiber-Optic Cable
  

• 36 слайд

  ThickNet (10Base5)
  Figure 8.8
  

• 37 слайд

  ThinNet Components
  Figure 8.7
  

• 38 слайд

  Coaxial Cable