Локальные вычислительные сети. Топология ВС.

Под локальной вычислительной сетью понимают совместное подключение нескольких отдельных компьютерных рабочих мест (рабочих станций) к единому каналу передачи данных. Самая простая сеть (англ.network) состоит как минимум из двух компьютеров, соединенных друг с другом кабелем. Это позволяет им использовать данные совместно. Все сети (независимо от сложности) основываются именно на этом простом принципе. Рождение компьютерных сетей было вызвано практическими потребностью – иметь возможность для совместного использования данных.

Понятие «локальная вычислительная сеть» - (англ. LAN - Loсal Area Network) относится к географически ограниченным (территориально или производственно) аппаратно-программным реализациям, в которых не­сколько компьютерных систем связаны друг с другом с помощью соответствующих средств коммуникаций.

В зависимости от территориального расположения абонентских систем вычислительные сети можно разделить на три основных класса:

· глобальные сети (WAN – Wide Area Network);

· региональные сети (MAN – Metropolitan Area Network);

· локальные сети (LAN – Local Area Network).

Локальная вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории. В настоящее время не существует четких ограничений на территориальный разброс абонентов. Обычно такая сеть привязана к конкретному месту. Протяженность такой сети можно ограничить пределами 2 – 2,5 км.

Основной назначение любой компьютерной сети – предоставление информационных и вычислительных ресурсов подключенным к ней пользователям.

Благодаря вычислительным сетям мы полу­чили возможность одновременного использо­вания программ и баз данных, несколькими пользователями.

В производственной практики ЛВС играют очень большую роль. По­средством ЛВС в систему объединяются персональные компьютеры, распо­ложенные на многих удален­ных рабочих местах, которые используют совместно оборудование, программные средства и информацию. Рабочие места сотрудников перестают быть изолированными и объеди­няются в единую систему.

Все ЛВС работают в одном стандарте принятом для компьютерных сетей - в стандарте Open Systems Interconnection (OSI).

Топология ЛВС типа звезда

Концепция данной топологии ЛВС была заимствована из области больших ЭВМ, когда все данные, полученные с периферийных устройств, обрабатываются головной машиной. При этом обмен данными между периферийными рабочими местами происходит через головную машину, которая является центральным узлом ЛВС. Такая топология локальной вычислительной сети используется, к примеру, электронной почтой RELCOM.

Пропускная способность такой локальной вычислительной гарантирована для каждой рабочей станции сети и зависит только от вычислительной мощности узла. Возникновение коллизий в сети такой топологии невозможно.

Сети, построенные по топологии «звезда» имеют максимально возможное быстродействие, так как данных между рабочими станциями передаются через центральный узел по отдельным линиям, которые используются исключительно этими станциями. Частота запросов для передачи информации между станциями относительно невелика.

Производительность ЛВС находится в прямой зависимости от мощности файлового сервера. Если центральный узел выходит из строя, сеть также прекращает работу.

Монтаж кабельного соединения несложен, поскольку каждая рабочая станция связана только с головной машиной, но общая стоимость кабеля может оказаться достаточно большой, и увеличивается в случае расположения главной машины не в центре сети.

Для расширения сети необходим монтаж отдельного кабеля от новой рабочей станции к головной машине.

Управление сетью осуществляется из ее центра, в центре же реализуется механизм защиты информации.

Кольцевая топология ЛВС

Кольцевой топологии локальной вычислительной сети подразумевает, что рабочие станции связаны друг с другом по кругу: первая со второй, третья с четвертой и так далее. Последняя станция связывается с первой, замыкая кольцо.

Сложность и стоимость монтажа кабелей между рабочими станциями напрямую зависит от географического расположения станций друг относительно друга.

Передача информации осуществляется по кругу. Рабочая станция получает запрос из кольца, а затем отправляет информацию по конкретному адресу. Система передачи информации такой ЛВС считается достаточно эффективной, поскольку сообщения можно отправлять друг за другом достаточно быстро, кроме того легко отправить запрос на все рабочие станции кольца. Время передачи информации растет с увеличением количества станций в ЛВС.

Недостаток локальных сетей с кольцевой топологией в том, что при выходе из строя хотя бы одной рабочей станции вся сеть становится неработоспособной. Любую неисправность кабельного соединения в такой сети обнаружить несложно.

Для подключения новой станции в локальную сеть необходимо временное отключение сети. Протяженность такой сети может быть неограниченной.

Логическая кольцевая локальная вычислительная сеть

Логическая кольцевая локальная вычислительная сеть является специальной формой топологии ЛВС. Она представляет собой соединение нескольких сетей, организованных по топологии звезда. Для подключения в сеть отдельных «звезд» используются специальные концентраторы, которые часто называют хабами. Хабы могут быть активными либо пассивными. Отличие активных концентраторов – в наличии дополнительного усилителя, которых служит для подключения 4 - 16 рабочих станций. Пассивный концентратор рассчитан на три рабочих станции и по своей сути является просто разветвительным устройством. Управление каждой конкретной станцией в сети осуществляется точно так же, как в кольцевой ЛВС. Каждая рабочая станция сети получает собственный адрес, по которому и осуществляется передача управления. Сбой в работе одной из машин может повлиять только на нижестоящие станции, выход из строя всей сети маловероятен.

Шинная топология ЛВС

Шинная топология сети предполагает, что средой для передачи данных служит коммуникационный путь, к которому подключены все рабочие станции. Каждая из станций сети может вступить в непосредственный контакт с любой другой станцией ЛВС.

Подключение или отключение рабочих станций осуществляется без прерывания работы ЛВС, состояние отдельных рабочих станций на работоспособность сети в целом не влияет.