Tegenwoordig verbinden netwerken en netwerktechnologieën mensen over de hele wereld en geven ze toegang tot de grootste luxe ter wereld: menselijke communicatie. Mensen communiceren en spelen zonder inmenging met vrienden die zich in andere delen van de wereld bevinden.
De gebeurtenissen die plaatsvinden worden binnen enkele seconden in alle landen van de wereld bekend. Iedereen kan verbinding maken met internet en zijn deel van de informatie uploaden.
Genetwerkte informatietechnologieën: de wortels van hun oorsprong
In de tweede helft van de vorige eeuw vormde de menselijke beschaving twee van haar belangrijkste wetenschappelijke en technische industrieën - computer en. Gedurende ongeveer een kwart eeuw ontwikkelden deze beide industrieën onafhankelijk en binnen hun kader respectievelijk computer- en telecommunicatienetwerken werden gecreëerd. Echter, in het laatste kwart van de twintigste eeuw, als gevolg van de evolutie en vervlechting van deze twee takken van menselijke kennis, is wat we de term "netwerktechnologie" noemen, een onderafdeling van het meer algemene concept van "informatietechnologie". ", ontstond.
Als gevolg van hun verschijning vond er een nieuwe technologische revolutie plaats in de wereld. Net zoals een paar decennia voordat het landoppervlak werd bedekt met een netwerk van hogesnelheidssnelwegen, waren aan het einde van de vorige eeuw alle landen, steden en dorpen, bedrijven en organisaties, evenals individuele woningen verbonden door "informatiesnelwegen" . Tegelijkertijd werden ze allemaal elementen van verschillende netwerken voor de overdracht van gegevens tussen computers, waarin bepaalde technologieën voor informatieoverdracht werden geïmplementeerd.
Netwerktechnologie: concept en inhoud
Netwerktechnologie is voldoende voor het bouwen van een bepaalde integrale set van regels voor de presentatie en overdracht van informatie, geïmplementeerd in de vorm van zogenaamde "standaardprotocollen", evenals hardware en software, inclusief netwerkadapters met stuurprogramma's, kabels en glasvezel -optische lijnen, diverse connectoren (connectoren).
De "toereikendheid" van dit complex van middelen betekent de minimalisering ervan met behoud van de mogelijkheid om een werkbaar netwerk op te bouwen. Het moet potentieel voor verbetering hebben, bijvoorbeeld door er subnetten in te creëren, waarvoor protocollen van verschillende niveaus nodig zijn, evenals speciale communicators, gewoonlijk "routers" genoemd. Na de verbetering wordt het netwerk betrouwbaarder en sneller, maar ten koste van het toevoegen van add-ons over de onderliggende netwerktechnologie die de basis vormt.
De term "netwerktechnologie" wordt meestal gebruikt in de hierboven beschreven enge zin, maar wordt vaak op een uitgebreide manier geïnterpreteerd als een reeks hulpmiddelen en regels voor het bouwen van netwerken van een bepaald type, bijvoorbeeld "technologie van lokale computer netwerken".
Prototype netwerktechnologie
Het eerste prototype van een computernetwerk, maar nog niet het netwerk zelf, stamt uit de jaren 60 en 80. multiterminalsystemen van de vorige eeuw. Als een combinatie van een monitor en een toetsenbord die zich op grote afstand van grote computers bevonden en ermee verbonden waren door middel van telefoonmodems of via speciale kanalen, verlieten de terminals het terrein van het ITC en waren verspreid over het hele gebouw.
Tegelijkertijd konden alle terminalgebruikers, behalve de operator van de computer zelf bij de ITC, hun taken invoeren vanaf het toetsenbord en de uitvoering ervan observeren op de monitor, waarbij ze enkele taakcontrolehandelingen uitvoerden. Dergelijke systemen die zowel timesharing- als batchverwerkingsalgoritmen implementeren, werden remote job entry-systemen genoemd.
Wereldwijde netwerken
In navolging van multi-terminalsystemen in de late jaren '60. XX eeuw het eerste type netwerken werd gecreëerd - wereldwijde computernetwerken (GKS). Ze verbonden supercomputers, die in losse exemplaren bestonden en unieke data en software opsloegen, met mainframes, die zich daarvan op afstanden van vele duizenden kilometers bevonden, via telefoonnetwerken en modems. Deze netwerktechnologie is eerder getest in multiterminalsystemen.
De eerste GCS in 1969 was ARPANET, dat werkte bij het Amerikaanse ministerie van Defensie en verschillende soorten computers combineerde met verschillende besturingssystemen. Ze waren uitgerust met extra modules voor de implementatie van communicatie die gemeenschappelijk is voor alle computers in het netwerk. Daarop werden de fundamenten van netwerktechnologieën ontwikkeld, die vandaag de dag nog steeds worden gebruikt.
Eerste voorbeeld van convergentie van computer- en telecommunicatienetwerken
GKS erfde communicatielijnen van oudere en meer wereldwijde netwerken - telefoon, omdat het erg duur was om nieuwe langeafstandslijnen aan te leggen. Daarom gebruikten ze jarenlang analoge telefoonkanalen om slechts één gesprek tegelijk uit te zenden. Over hen werden digitale gegevens met een zeer lage snelheid (tientallen kbps) verzonden en bleven de mogelijkheden beperkt tot het overbrengen van gegevensbestanden en e-mail.
De GKS heeft echter telefooncommunicatielijnen geërfd en heeft hun belangrijkste technologie niet gebruikt op basis van het principe van kanaalwisseling, waarbij elk paar abonnees een kanaal met een constante snelheid kreeg toegewezen voor de gehele duur van de communicatiesessie. De GKS gebruikte nieuwe computernetwerktechnologieën gebaseerd op het principe van pakketschakeling, waarbij gegevens in de vorm van kleine porties van pakketten met een constante snelheid naar het niet-geschakelde netwerk worden verzonden en door hun geadresseerden in het netwerk worden ontvangen met behulp van adrescodes die zijn ingebed in de pakket-headers.
De voorlopers van lokale netwerken
Uiterlijk eind jaren 70. XX eeuw LSI leidde tot de creatie van een minicomputer met lage kosten en rijke functionaliteit. Ze begonnen echt te concurreren met mainframes.
Minicomputers van de PDP-11-familie zijn enorm populair geworden. Ze begonnen te worden geïnstalleerd in alle, zelfs zeer kleine productie-eenheden voor het beheer van technologische processen en individuele technologische eenheden, evenals in bedrijfsbeheerafdelingen voor het uitvoeren van kantoortaken.
Het concept van computerbronnen verspreid over de onderneming ontstond, hoewel alle minicomputers nog steeds autonoom werkten.
De opkomst van LAN-netwerken
Halverwege de jaren 80. XX eeuw technologieën voor het combineren van minicomputers in netwerken op basis van datapakketschakeling, zoals in de GKS, werden geïntroduceerd.
Ze maakten het bouwen van een enkel bedrijfsnetwerk, een lokaal netwerk (LAN) genaamd, een bijna triviale taak. Om het te maken, hoeft u alleen maar netwerkadapters te kopen voor de geselecteerde LAN-technologie, bijvoorbeeld Ethernet, een standaard bekabelingssysteem, connectoren (connectoren) op de kabels te installeren en de adapters op de minicomputer en op elkaar aan te sluiten met behulp van deze kabels. Vervolgens werd een van de besturingssystemen op de computerserver geïnstalleerd, ontworpen voor het organiseren van een LAN-netwerk. Daarna begon ze te werken en de daaropvolgende aansluiting van elke nieuwe minicomputer veroorzaakte geen problemen.
De onvermijdelijkheid van internet
Als het verschijnen van minicomputers het mogelijk maakte om computerbronnen gelijkmatig over de territoria van ondernemingen te verdelen, dan was het verschijnen in de vroege jaren 90. PC bepaalde hun geleidelijke verschijning, eerst op elke werkplek van een kenniswerker, en vervolgens in individuele menselijke woningen.
De relatief goedkope en hoge betrouwbaarheid van pc's gaven eerst een krachtige impuls aan de ontwikkeling van LAN-netwerken en leidden vervolgens tot de opkomst van een wereldwijd computernetwerk - het internet, dat nu alle landen van de wereld overspoelt.
De omvang van internet groeit elke maand met 7-10%. Het is de kern die verschillende lokale en mondiale netwerken van ondernemingen en instellingen over de hele wereld met elkaar verbindt.
Waar gegevensbestanden en e-mailberichten in het begin voornamelijk via internet werden verzonden, biedt het tegenwoordig voornamelijk toegang op afstand tot gedistribueerde informatiebronnen en elektronische archieven, tot commerciële en niet-commerciële informatiediensten van veel landen. De gratis toegankelijke archieven bevatten informatie over bijna alle gebieden van menselijke kennis en activiteit - van nieuwe richtingen in de wetenschap tot weersvoorspellingen.
Basisnetwerktechnologieën van LAN-netwerken
Onder hen worden de basistechnologieën onderscheiden, waarop de basis van een bepaald netwerk kan worden gebouwd. Voorbeelden zijn bekende LAN-technologieën als Ethernet (1980), Token Ring (1985) en FDDI (eind jaren tachtig).
Eind jaren 90. Ethernet-technologie kwam naar voren als de leider in LAN-technologie en combineert de klassieke versie met tot 10 Mbps, evenals Fast Ethernet (tot 100 Mbps) en Gigabit Ethernet (tot 1000 Mbps). Alle Ethernet-technologieën hebben vergelijkbare werkingsprincipes, die het onderhoud en de onderlinge verbinding van LAN-netwerken die op hun basis zijn gebouwd, vereenvoudigen.
In dezelfde periode begonnen netwerkfuncties die de bovengenoemde netwerkinformatietechnologieën implementeren in de kernels van bijna alle computerbesturingssystemen te worden ingebouwd. Er zijn zelfs gespecialiseerde communicatie-besturingssystemen zoals IOS van Cisco Systems.
Hoe GCS-technologieën zijn geëvolueerd
GKS-technologieën op analoge telefoonkanalen, vanwege de hoge mate van vervorming daarin, werden gekenmerkt door complexe algoritmen voor het bewaken en herstellen van gegevens. Een voorbeeld hiervan is de X.25-technologie die begin jaren 70 werd ontwikkeld. XX eeuw Modernere netwerktechnologieën zijn frame relay, ISDN, ATM.
ISDN is een afkorting voor Integrated Services Digital Network en maakt videoconferenties op afstand mogelijk. Toegang op afstand wordt geboden door ISDN-adapters in de pc te installeren, die vele malen sneller werken dan alle modems. Er is ook speciale software waarmee populaire besturingssystemen en browsers met ISDN kunnen werken. Maar de hoge kosten van apparatuur en de noodzaak om speciale communicatielijnen aan te leggen, belemmeren de ontwikkeling van deze technologie.
WAN-technologieën zijn samen met telefoonnetwerken gevorderd. Na de komst van digitale telefonie werd de Plesiochrone Digitale Hiërarchie (PDH)-technologie ontwikkeld, die snelheden tot 140 Mbps ondersteunt en door ondernemingen wordt gebruikt om hun eigen netwerken te creëren.
Nieuwe technologie voor synchrone digitale hiërarchie (SDH) eind jaren tachtig. XX eeuw breidde de bandbreedte van digitale telefoonkanalen uit tot 10 Gbps, en Dense Wave Division Multiplexing (DWDM)-technologie - tot honderden Gbps en zelfs tot meerdere Tbps.
internettechnologieën
Websites zijn gebaseerd op het gebruik van de hypertext-taal (of HTML-taal) - een speciale opmaaktaal die een geordende set attributen (tags) is die eerder door de ontwikkelaars van internetsites op elk van hun pagina's zijn geïntroduceerd. Natuurlijk hebben we het in dit geval niet over tekst- of grafische documenten (foto's, afbeeldingen) die al door de gebruiker van internet zijn "gedownload", zich in het geheugen van zijn pc bevinden en via tekst worden bekeken of We hebben het over over de zogenaamde webpagina's die worden bekeken via programma's -browsers.
Ontwikkelaars van internetsites maken ze in HTML (nu zijn er veel tools en technologieën voor dit werk gemaakt, gezamenlijk "lay-out van sites" genoemd) in de vorm van een reeks webpagina's, en de site-eigenaren plaatsen ze op internetservers op leasevoorwaarden van de eigenaren van hun geheugenservers (de zogenaamde "hosting"). Ze werken de klok rond op internet en voldoen aan de verzoeken van gebruikers om de webpagina's die erin zijn geladen te bekijken.
Browsers van gebruikers-pc's die via de server van hun internetprovider toegang hebben gekregen tot een specifieke server waarvan het adres is opgenomen in de naam van de gevraagde internetsite, krijgen toegang tot deze site. Verder, door de HTML-tags van elke bekeken pagina te analyseren, vormen browsers de afbeelding op het beeldscherm in de vorm zoals bedoeld door de ontwikkelaar van de site - met alle kop-, lettertype- en achtergrondkleuren, verschillende invoegingen in de vorm van foto's, diagrammen, foto's, enz. ...
De geschiedenis van de opkomst van computernetwerken houdt rechtstreeks verband met de ontwikkeling van computertechnologie. De eerste krachtige computers (de zogenaamde Mainframes) namen het volume van kamers en hele gebouwen in beslag. De procedure voor het voorbereiden en verwerken van de gegevens was erg ingewikkeld en tijdrovend. Gebruikers maakten ponskaarten met gegevens en programmacommando's en stuurden deze naar het rekencentrum. Operators voerden deze kaarten in een computer in en gebruikers ontvingen meestal pas de volgende dag de afgedrukte resultaten. Dit type netwerken ging uit van volledig gecentraliseerde verwerking en opslag.
Mainframe- een krachtige computer voor algemeen gebruik met een aanzienlijke hoeveelheid RAM en extern geheugen, ontworpen om intensief rekenwerk uit te voeren. Doorgaans werken veel gebruikers met het mainframe, die elk slechts terminal beroofd van hun eigen rekenkracht.
Terminal(van Latijnse terminalis - verwijzend naar het einde)
computerterminal- invoer-/uitvoerapparaat, werkstation op computers met meerdere gebruikers, monitor met toetsenbord. Voorbeelden van terminalapparaten: console, terminalserver, thin client, terminalemulator, telnet.
Gastheer(van Engelse host - host, gasten ontvangen) - elk apparaat dat diensten levert in het "client-server"-formaat in servermodus op alle interfaces en uniek is gedefinieerd op deze interfaces. In een meer specifiek geval kan een host worden opgevat als elke computer of server die is aangesloten op een lokaal of wereldwijd netwerk.
Computernetwerk (computernetwerk, datatransmissienetwerk)) - communicatiesysteem van computers en/of computerapparatuur (servers, routers en andere apparatuur). Om informatie over te dragen, kunnen verschillende fysieke verschijnselen worden gebruikt, in de regel verschillende soorten elektrische signalen of elektromagnetische straling.
Voor gebruikers zou het handiger en efficiënter zijn om een interactieve bedrijfsmodus te gebruiken, waarin het mogelijk is om het proces van het verwerken van hun gegevens direct vanaf de terminal te regelen. Maar de belangen van gebruikers in de vroege stadia van de ontwikkeling van computersystemen werden grotendeels verwaarloosd, omdat de batchmodus de meest efficiënte manier is om rekenkracht te gebruiken, omdat je hiermee meer gebruikerstaken per tijdseenheid kunt uitvoeren dan met andere modi . Gelukkig zijn evolutionaire processen niet te stoppen en in de jaren 60 begonnen de eerste interactieve multi-terminalsystemen zich te ontwikkelen. Elke gebruiker kreeg een terminal tot zijn beschikking, met behulp waarvan hij een dialoog met de computer kon voeren. En hoewel de verwerkingskracht werd gecentraliseerd, werden de functies van gegevensinvoer en -uitvoer verdeeld. Dit interactiemodel wordt vaak aangeduid als: Terminal-host ... Op de centrale computer moet een besturingssysteem draaien dat deze interactie ondersteunt, de zogenaamde gecentraliseerd computergebruik. Bovendien kunnen de terminals zich niet alleen op het grondgebied van het rekencentrum bevinden, maar ook over een groot deel van de onderneming worden verspreid. In feite was dit het prototype van de eerste lokale netwerken (LAN). Hoewel een dergelijke machine volledig gegevensopslag en computermogelijkheden biedt, is het aansluiten van externe terminals erop geen netwerkinteractie, aangezien terminals, in feite randapparatuur, alleen transformatie van de vorm van informatie bieden, maar niet de verwerking ervan.
Afbeelding 1. Systeem met meerdere terminals
Local Area Network (LAN), (lokaal netwerk, jargon.Local; Engels Local AreaNetwork, LAN ) - een computernetwerk dat meestal een relatief klein gebied of een kleine groep gebouwen bestrijkt (thuis, kantoor, bedrijf, instituut)
Een computer (Engelse computer - "rekenmachine"),computer (elektronische computer)- een computer voor het verzenden, opslaan en verwerken van informatie.
De term "computer" en de afkorting "COMPUTER" (elektronische computermachine), overgenomen in de USSR, zijn synoniemen. Echter, na de verschijning persoonlijke computers, de term 'computer' is praktisch uit het dagelijks gebruik verdreven.
Personal computer, pc (Engelse pc,pc ), persoonlijke computer een computer bedoeld voor persoonlijk gebruik, waarvan de prijs, de grootte en de mogelijkheden voldoen aan de behoeften van een groot aantal mensen. Gemaakt als een computer, wordt de computer echter steeds vaker gebruikt als een hulpmiddel om toegang te krijgen tot computernetwerken. .
In 1969 besloot het Amerikaanse ministerie van Defensie dat Amerika in geval van oorlog een betrouwbaar communicatiesysteem nodig had. Het Advanced Research Projects Agency (ARPA) heeft voorgesteld hiervoor een computernetwerk te ontwikkelen. De ontwikkeling van een dergelijk netwerk is toevertrouwd aan de University of California, Los Angeles, Stanford Research Center, University of Utah en California State University Santa Barbara. De eerste test van de technologie vond plaats op 29 oktober 1969. Het netwerk bestond uit twee terminals, de eerste aan de University of California en de tweede op 600 km afstand van de Stanford University.
Het computernetwerk heette ARPANET, in het kader van het project verenigde het netwerk de vier gespecificeerde wetenschappelijke instellingen, al het werk werd gefinancierd door het Amerikaanse ministerie van Defensie. Toen begon het ARPANET-netwerk actief te groeien en zich te ontwikkelen, wetenschappers uit verschillende wetenschapsgebieden begonnen het te gebruiken.
Begin jaren 70 was er een technologische doorbraak in de productie van computercomponenten - er verschenen grote geïntegreerde schakelingen (LSI). Hun relatief lage kosten en hoge functionaliteit hebben geleid tot de creatie van mini computer (elektronische computers) die echte mainframeconcurrenten zijn geworden. Mini-computer, of mini- computers (niet te verwarren met moderne minicomputers), voerde taken uit voor het beheer van technologische apparatuur, magazijnen en andere taken op het niveau van een divisie van de onderneming. Zo ontstond het concept om computerbronnen door de hele onderneming te verdelen. Alle computers in één organisatie bleven echter autonoom werken.
Figuur 2. Autonoom gebruik van meerdere minicomputers in één onderneming
Het was in deze periode, toen gebruikers toegang kregen tot volwaardige computers, dat de beslissing rijp was om individuele computers te combineren om gegevens uit te wisselen met andere dicht bij elkaar gelegen computers. In elk geval werd dit probleem op zijn eigen manier opgelost. Als gevolg hiervan verschenen de eerste lokale netwerken.
Aangezien het creatieve proces spontaan verliep en er niet één enkele oplossing was om twee of meer computers met elkaar te verbinden, kon er geen sprake zijn van netwerkstandaarden.
Ondertussen werden in 1973 de eerste buitenlandse organisaties uit Groot-Brittannië en Noorwegen aangesloten op het ARPANET-netwerk, het netwerk werd internationaal. Parallel met ARPANET begonnen andere netwerken van universiteiten en ondernemingen te verschijnen en zich te ontwikkelen.
In 1980 werd voorgesteld om ARPANET en CSnet (Computer Science Research Network) aan elkaar te koppelen via een gateway met behulp van TCP/IP-protocollen zodat alle subsets van CSnets toegang hebben tot een gateway in ARPANET. van het internet in zijn moderne betekenis.
Figuur 3. PC-verbindingsopties in het eerste LAN
Halverwege de jaren 80 begon de stand van zaken in lokale netwerken te veranderen. De standaardtechnologieën voor het aansluiten van computers op een netwerk zijn vastgesteld - Ethernet, Arcnet, Token Ring, Token Bus, een beetje later - FDDI. Een krachtige stimulans voor hun ontwikkeling was: persoonlijke computers. Deze apparaten zijn de ideale oplossing geworden voor het creëren van een LAN. Aan de ene kant hadden ze genoeg kracht om individuele taken te verwerken, en tegelijkertijd moesten ze duidelijk hun rekenkracht combineren om complexe problemen op te lossen.
Alle standaard LAN-technologieën vertrouwden op hetzelfde schakelprincipe, dat met succes is getest en waarvan is bewezen dat het voordelig is bij het verzenden van dataverkeer in wereldwijde computernetwerken - principe van pakketschakeling .
Internet (uitgesproken als [Internet]; Engels internet, afgekort van Interconnected Networks -onderling verbonden netwerken; jargon. internet, nee) - wereldwijd telecommunicatienetwerk van informatie en computerbronnen. Dient als fysieke basis voor World Wide Web... Vaak aangeduid als Wereld wijde web, wereldwijd netwerk, ofwel gewoon Netwerk.
Standaard netwerktechnologieën hebben het bouwen van een lokaal netwerk bijna triviaal gemaakt. Om een netwerk te maken, was het voldoende om bijvoorbeeld netwerkadapters van de bijbehorende standaard aan te schaffen Ethernet , een standaardkabel, sluit u de adapters aan op de kabel met behulp van standaardconnectoren en installeert u een van de populaire netwerkbesturingssystemen, zoals Novell NetWare, op uw computer. Daarna begon het netwerk te werken en de daaropvolgende verbinding van elke nieuwe computer veroorzaakte geen problemen - natuurlijk als er een netwerkadapter met dezelfde technologie op was geïnstalleerd.
Figuur 4. Aansluiting van meerdere computers volgens het "common bus"-schema.
netwerkkaart ook gekend alsnetwerkkaart, netwerkadapter, Ethernet-adapter, NIC (netwerkinterfacecontroller) - een randapparaat waarmee de computer kan communiceren met andere apparaten op het netwerk.
Besturingssysteem, OS (Engels besturingssysteem) - een basiscomplex van computerprogramma's dat een interface biedt met een gebruiker, besturing van computerhardware, werken met bestanden, invoer en uitvoer van gegevens, evenals de uitvoering van toepassingsprogramma's en hulpprogramma's.
Moderne netwerktechnologieën
Plan
Wat is een lokaal netwerk?
Computer netwerk hardware. Lokale netwerktopologieën
Fysieke topologieën van lokale netwerken
Logische topologieën van lokale netwerken
Connectoren en connectoren
Coaxiale kabel
Gedraaid paar
Informatieoverdracht via glasvezelkabels
Communicatie apparatuur
Apparatuur en technologieën van draadloze netwerken
Technologieën en protocollen van lokale netwerken
Computers op het netwerk en basisnetwerkprotocollen adresseren
Netwerkfaciliteiten van MS Windows-besturingssystemen
Concepten voor netwerkresourcebeheer
Mogelijkheden van OS van de MS Windows-familie voor het organiseren van werk in een lokaal netwerk
Instellingen netwerkcomponenten configureren
Verbindingsparameters configureren
Een netwerkprinter aansluiten
Een netwerkstation toewijzen
Wat is een lokaal netwerk?
Het probleem van het overbrengen van informatie van de ene computer naar de andere bestaat al sinds de komst van computers. Om het op te lossen werden verschillende benaderingen gebruikt. In het recente verleden was de meest gebruikelijke "koerier"-benadering het kopiëren van informatie op verwisselbare media (CDM, cd, enz.), naar de bestemming over te brengen en opnieuw te kopiëren, maar van de verwisselbare media naar de computer van de ontvanger. Momenteel maken dergelijke methoden voor het verplaatsen van informatie plaats voor netwerktechnologieën. Die. computers zijn op de een of andere manier met elkaar verbonden en de gebruiker kan informatie naar zijn bestemming overbrengen zonder de tafel te verlaten.
Een reeks computerapparaten die met elkaar kunnen communiceren voor informatie, wordt gewoonlijk een computernetwerk genoemd. In de meeste gevallen worden twee typen computernetwerken onderscheiden: lokaal (LAN - LocalAreaNetwork) en globaal (WAN - Wide-AreaNetwork). In sommige varianten van de classificatie wordt rekening gehouden met een aantal aanvullende typen: stedelijk, regionaal, enz., maar al deze typen zijn (in wezen) in de meeste gevallen varianten van wereldwijde netwerken van verschillende groottes. De meest voorkomende variant van classificatie van netwerken in lokaal en globaal per geografie. Die. in dit geval wordt onder een lokaal netwerk verstaan een verzameling van een eindig aantal computers in een beperkt gebied (binnen één gebouw of aangrenzende gebouwen), verbonden door informatiekanalen met hoge snelheid en betrouwbaarheid van gegevensoverdracht en ontworpen om een probleem op te lossen reeks onderling samenhangende problemen.
Computernetwerkhardware . Lokale netwerktopologieën
Alle computers van abonnees (gebruikers) die binnen het lokale computernetwerk werken, moeten met elkaar kunnen communiceren, d.w.z. verwant zijn. De manier waarop dergelijke koppelingen worden georganiseerd, heeft een aanzienlijke invloed op de kenmerken van een lokaal computernetwerk en wordt de topologie (architectuur, configuratie) genoemd. Maak onderscheid tussen fysieke en logische topologie. De fysieke topologie van een lokaal netwerk wordt opgevat als de fysieke locatie van de computers waaruit het netwerk bestaat en de manier waarop ze door geleiders met elkaar zijn verbonden. De logische topologie bepaalt de manier waarop informatie stroomt en valt vaak niet samen met de gekozen fysieke topologie van de aansluiting van de lokale netwerkabonnee.
Fysieke topologieën van lokale netwerken
Er zijn vier belangrijke fysieke topologieën die worden gebruikt bij de constructie van lokale netwerken.
De bustopologie (Fig. 1) gaat ervan uit dat alle computers op één gemeenschappelijke geleider zijn aangesloten. Aan beide uiteinden van zo'n geleider worden speciale bijpassende apparaten, terminators genoemd. De belangrijkste voordelen van deze topologie zijn lage kosten en installatiegemak. De nadelen zijn onder meer de problematische lokalisatie van de foutlocatie en lage betrouwbaarheid: schade aan de kabel waar dan ook leidt tot het beëindigen van de uitwisseling van informatie tussen alle computers in het netwerk. Vanwege de eigenaardigheden van de voortplanting van een elektrisch signaal, zelfs als twee computers die informatie proberen uit te wisselen fysiek met elkaar zijn verbonden, zal de communicatie tussen hen bij afwezigheid van een terminator aan het ene uiteinde van zo'n "stuk" van de bus onmogelijk zijn.
In een ringtopologie (Fig. 2) wordt elke netwerkabonnee geassocieerd met twee nabijgelegen abonnees. De voor- en nadelen zijn vergelijkbaar met die besproken voor de bustopologie.
Star-topologie omvat het leggen van een aparte kabel voor elke computer in het netwerk die alle netwerkabonnees verbindt met een bepaald centrum. Het centrum van de ster kan een computer zijn of een speciaal verbindingsapparaat dat een hub wordt genoemd (Fig. 3). Het voordeel van deze topologie is een hogere betrouwbaarheid. Een breuk in een geleider "ontkoppelt" slechts één abonnee. Het knelpunt in deze topologie is de hub. Als het uitvalt, wordt de werking van het hele netwerk geblokkeerd. Het nadeel is de hogere kosten van de apparatuur (gezien de toename van de totale lengte van de geleiders in vergelijking met de vorige topologieën, evenals de kosten van extra apparatuur - de hub).
Vanuit het oogpunt van betrouwbaarheid en snelheid van informatie-uitwisseling heeft de volledig verbonden topologie de beste eigenschappen (Fig. 4). In dit geval worden netwerkabonnees met elk van de andere abonnees voorzien van een apart communicatiekanaal. In termen van kosten verliest deze topologie echter van alle andere opties.
De vermelde topologieën zijn eenvoudig. De meeste lokale netwerken die in verschillende organisaties zijn gemaakt, hebben een complexere structuur en zijn verschillende combinaties van de bovengenoemde topologieën.
Logische topologieën van lokale netwerken
Logische topologie bepaalt de aard van de distributie van informatie over een computernetwerk. Bij het overdragen van informatie van de ene abonnee van het netwerk naar een andere abonnee, wordt deze informatie correct "geformaliseerd". De verzonden gegevens worden gevormd tot standaardfragmenten (pakketten, datagrammen). Naast de daadwerkelijk verzonden gegevens (nummers, teksten, afbeeldingen, etc.), een adres (een ontvanger van informatie of beide ontvangers en een zender), controle-informatie (zodat u kunt controleren of het pakket volledig is ontvangen of slechts een deel ervan) en een aantal andere worden aan het pakket toegevoegd. Laten we eens kijken naar drie hoofdvarianten van logische topologieën van lokale netwerken.
De logische bus definieert gelijke toegang tot het netwerk voor alle abonnees. In dit geval plaatst de zender een informatiepakket in het netwerk en alle andere abonnees die de verzonden informatie "hebben gehoord", analyseren het. Als de abonnee zijn adres in het pakket vindt, "houdt" hij deze informatie voor zichzelf, als het adres van iemand anders blijkt te zijn, negeert hij het. Als, op het moment van informatieoverdracht door een abonnee, een andere abonnee "in het gesprek grijpt", is er een overlap van pakketten, een zogenaamde collision. Botsingen leiden tot het "vermengen" van pakketten en het onvermogen om erachter te komen "wie wat heeft gezegd". Nadat een botsing is gedetecteerd, "valt de verzendende abonnee stil" gedurende een tijdsinterval van willekeurige duur, en herhaalt vervolgens de poging om informatie te verzenden. Met een zeer groot aantal abonnees in het netwerk neemt de kans op botsingen dramatisch toe en wordt het netwerk onbruikbaar.
De logische ring gaat ervan uit dat informatie een volledige "cirkel" aflegt en bij de bron komt, d.w.z. naar het punt van waaruit het is verzonden. In dit geval vergelijkt elke abonnee het adres van de "ontvanger" met zijn eigen adres. Als de adressen overeenkomen, wordt de informatie naar de buffer gekopieerd, wordt het pakket gemarkeerd als "het bereiken van de bestemming" en wordt het verzonden naar de volgende abonnee. Als de adressen niet overeenkomen, wordt het pakket ongemarkeerd verzonden. Wanneer een abonnee een pakket heeft ontvangen dat "met zijn eigen hand" is verzonden en gemarkeerd als "aanvaard", verzendt hij het niet verder en kan een andere abonnee van het netwerk aan het werk gaan.
De logische topologie van een ster (en zijn versie is een boom) is gericht op het tot stand brengen van een communicatiekanaal tussen een ontvanger en een zender door middel van schakelaars. Die. bij afwezigheid van een switch is het zelfs voor twee netwerkabonnees onmogelijk om met elkaar te communiceren. Bij het overdragen van gegevens van de ene abonnee naar de andere, wacht iedereen op het einde van de overdracht.
Connectoren en connectoren
Momenteel worden verschillende soorten geleiders gebruikt in lokale netwerken. Door de fysieke aard van het verzonden signaal worden elektrische geleiders en optische geleiders onderscheiden. Daarnaast kan apparatuur worden gebruikt voor het organiseren van lokale netwerken door middel van draadloze kanalen.
Coaxiale kabel
Coaxkabel (Fig. 5) is een geleider ingesloten in een gevlochten afscherming. De geleider wordt beschermd tegen contact met het vlechtwerk door een buisvormige isolator. Een belangrijk kenmerk van kabelsystemen in het algemeen en coaxkabels in het bijzonder is de karakteristieke impedantie of impedantie. In lokale netwerken wordt een coaxkabel met een karakteristieke impedantie van 50 ohm gebruikt en (veel minder vaak) in ARCnet-netwerken een kabel met een impedantie van 93 ohm. Er zijn twee soorten coaxkabels: dik (buitendiameter ongeveer 10 mm) en dun (buitendiameter ongeveer 5 mm). Met dezelfde waarde van de karakteristieke impedantie hebben dikke en dunne coaxkabels verschillende kenmerken langs de lengte van het kabelsegment en het aantal ondersteunde netwerkabonnees. Een dikke coaxkabel heeft een maximale segmentlengte van 500 meter en een maximaal aantal aansluitpunten 100. Een dunne coaxkabel heeft een maximale segmentlengte van 185 meter en een maximaal aantal aansluitpunten van 30.
Wat is netwerktechnologie? Waarom is het nodig? Waar wordt het voor gebruikt? De antwoorden hierop, evenals op een aantal andere vragen, zullen in het kader van dit artikel worden gegeven.
Enkele belangrijke parameters
- Overdrachtssnelheid. Deze eigenschap bepaalt hoeveel informatie (meestal gemeten in bits) gedurende een bepaalde tijd door het netwerk kan worden verzonden.
- Frame-formaat. Informatie die via het netwerk wordt verzonden, wordt gecombineerd tot informatiepakketten. Ze worden kaders genoemd.
- Type signaalcodering. In dit geval wordt besloten hoe informatie in elektrische impulsen wordt versleuteld.
- Transmissie medium. Deze aanduiding wordt gebruikt voor het materiaal, in de regel is het een kabel waardoor de informatiestroom wordt uitgevoerd, die vervolgens op de schermen van monitoren wordt weergegeven.
- Netwerk topologie. Dit is een schematische opbouw van een structuur waardoor informatie wordt overgedragen. In de regel worden een band, een ster en een ring gebruikt.
- Toegangsmethode.
De set van al deze parameters bepaalt de netwerktechnologie, wat het is, welke apparaten het gebruikt en de kenmerken die het heeft. Zoals je zou kunnen raden, zijn er een groot aantal van hen.
algemene informatie
Maar wat is netwerktechnologie precies? De definitie van dit concept is immers nooit gegeven! Netwerktechnologie is dus een overeengekomen set standaardprotocollen en software en hardware die deze implementeren in een volume dat voldoende is om een lokaal netwerk op te bouwen. Dit bepaalt hoe het datatransmissiemedium wordt benaderd. Als alternatief kunt u ook de naam "basistechnologieën" tegenkomen. Het is vanwege het grote aantal niet mogelijk om ze allemaal in het kader van het artikel te beschouwen, daarom zal aandacht worden besteed aan de meest populaire: Ethernet, Token-Ring, ArcNet en FDDI. Wat zijn ze?
Ethernet
Het is momenteel de meest populaire netwerktechnologie ter wereld. Als de kabel uitvalt, is de kans dat zij het is die wordt gebruikt bijna honderd procent. Ethernet kan veilig worden toegeschreven aan de beste netwerkinformatietechnologieën vanwege de lage kosten, hoge snelheid en kwaliteit van de communicatie. De meest bekende is het IEEE802.3 / Ethernet-type. Maar op basis daarvan werden twee zeer interessante opties ontwikkeld. De eerste (IEEE802.3u / Fast Ethernet) maakt een overdrachtssnelheid van 100 Mbps mogelijk. Deze variant kent drie modificaties. Ze verschillen onderling afhankelijk van het materiaal dat voor de kabel wordt gebruikt, de lengte van het actieve segment en de specifieke frames van het zendbereik. Maar de fluctuaties doen zich voor in een plus of min 100 Mbps-stijl. Een andere optie is IEEE802.3z / Gigabit Ethernet. Het heeft een overdrachtscapaciteit van 1000 Mbps. Deze variatie kent vier modificaties.
Token-Ring
Netwerkinformatietechnologieën van dit type worden gebruikt om een gedeeld datatransmissiemedium te creëren, dat uiteindelijk de vereniging vormt van alle knooppunten in één ring. Deze technologie wordt gebouwd op een sterringtopologie. De eerste gaat als de belangrijkste, en de tweede is een extra. Om toegang te krijgen tot het netwerk, wordt de tokenmethode toegepast. De maximale ringlengte kan 4000 meter zijn en het aantal knooppunten - 260 stuks. Tegelijkertijd is de gegevensoverdrachtsnelheid niet hoger dan 16 Mbps.
ArcNet
Deze optie maakt gebruik van een bustopologie en een passieve stertopologie. Het kan echter worden gebouwd op niet-afgeschermde twisted pair- en glasvezelkabel. ArcNet is een echte oldtimer in de netwerkwereld. De lengte van het netwerk kan 6000 meter bereiken en het maximale aantal abonnees is 255. Opgemerkt moet worden dat het belangrijkste nadeel van deze aanpak de lage gegevensoverdrachtsnelheid is, die slechts 2,5 Mbit / seconde is. Maar deze netwerktechnologie wordt nog steeds veel gebruikt. Dit komt door de hoge betrouwbaarheid, lage adapterkosten en flexibiliteit. Netwerken en netwerktechnologieën die op verschillende principes zijn gebouwd, kunnen hogere snelheden hebben, maar juist omdat ArcNet een hoge gegevensbeschikbaarheid biedt, kunnen we dit niet negeren. Een belangrijk voordeel van deze optie is dat er gebruik wordt gemaakt van een gedelegeerde toegangsmethode.
FDDI
Dergelijke computernetwerktechnologieën zijn gestandaardiseerde specificaties voor een architectuur met hoge snelheid voor gegevensoverdracht met behulp van glasvezellijnen. FDDI is aanzienlijk beïnvloed door ArcNet en Token-Ring. Daarom kan deze netwerktechnologie worden beschouwd als een verbeterd mechanisme voor gegevensoverdracht op basis van bestaande ontwikkelingen. De ring van dit netwerk kan wel honderd kilometer lang zijn. Ondanks de aanzienlijke afstand is het maximale aantal abonnees dat er verbinding mee kan maken slechts 500 nodes. Opgemerkt moet worden dat FDDI als zeer betrouwbaar wordt beschouwd vanwege de aanwezigheid van de hoofd- en back-upgegevenstransmissiepaden. Voegt zijn populariteit toe en de mogelijkheid om snel gegevens over te dragen - ongeveer 100 Mbps.
Het technische aspect
Nadat we hebben overwogen wat de basisprincipes van netwerktechnologieën zijn die worden gebruikt, laten we nu eens kijken hoe alles werkt. In eerste instantie moet worden opgemerkt dat de eerder overwogen opties uitsluitend lokale middelen zijn om elektronische computers aan te sluiten. Maar er zijn ook wereldwijde netwerken. Er zijn er ongeveer tweehonderd in de wereld. Hoe werken moderne netwerktechnologieën? Laten we hiervoor kijken naar het huidige constructieprincipe. Er zijn dus computers die verenigd zijn in één netwerk. Ze zijn conventioneel verdeeld in abonnee (hoofd) en hulp. De eersten zijn betrokken bij alle informatie- en computerwerkzaamheden. Wat de netwerkbronnen zullen zijn, hangt ervan af. Auxiliary houdt zich bezig met de transformatie van informatie en de overdracht ervan via communicatiekanalen. Omdat ze een aanzienlijke hoeveelheid gegevens moeten verwerken, beschikken de servers over meer kracht. Maar de uiteindelijke ontvanger van alle informatie zijn nog steeds gewone hostcomputers, die meestal worden vertegenwoordigd door personal computers. Netwerkinformatietechnologieën kunnen de volgende typen servers gebruiken:
- Netwerk. Het houdt zich bezig met de overdracht van informatie.
- Terminal. Biedt de werking van een systeem voor meerdere gebruikers.
- Databases. Betrokken bij het verwerken van databasequery's in systemen met meerdere gebruikers.
Circuitschakelnetwerken
Ze worden gemaakt door de fysieke verbinding van de clients op het moment dat de berichten worden verzonden. Hoe ziet het er in de praktijk uit? In dergelijke gevallen wordt een directe verbinding gemaakt om informatie van punt A naar punt B te verzenden en te ontvangen. Het bevat kanalen van een van de vele (meestal) opties voor het bezorgen van berichten. En de gemaakte verbinding voor een succesvolle overdracht moet gedurende de hele sessie ongewijzigd blijven. Maar in dit geval verschijnen er nogal sterke nadelen. Je moet dus relatief lang wachten op een verbinding. Dit gaat gepaard met hoge datatransmissiekosten en een laag kanaalgebruik. Daarom is het gebruik van dit soort netwerktechnologieën niet wijdverbreid.
Berichten schakelende netwerken
In dit geval wordt alle informatie in kleine porties verzonden. In dergelijke gevallen wordt geen directe verbinding tot stand gebracht. Gegevensoverdracht vindt plaats via de eerste vrije van de beschikbare kanalen. En zo verder totdat het bericht is verzonden naar de geadresseerde. Tegelijkertijd zijn de servers constant bezig met het ontvangen van informatie, het verzamelen, controleren en het bepalen van een route. En dan wordt de boodschap doorgegeven. Een van de voordelen is de lage overdrachtsprijs. Maar in dit geval zijn er nog steeds problemen als lage snelheid en de onmogelijkheid om in realtime een dialoog tussen computers uit te voeren.
Pakketschakelnetwerken
Dit is de meest geavanceerde en populaire methode van vandaag. De ontwikkeling van netwerktechnologieën heeft ertoe geleid dat de uitwisseling van informatie nu plaatsvindt via korte informatiepakketten met een vaste structuur. Wat zijn ze? Pakketten zijn delen van berichten die voldoen aan een specifieke standaard. Hun korte lengte voorkomt blokkering van het netwerk. Dit vermindert de wachtrij bij de schakelknooppunten. Verbindingen zijn snel, foutenpercentages worden laag gehouden en er worden aanzienlijke hoogten bereikt in termen van toenemende netwerkbetrouwbaarheid en efficiëntie. Er moet ook worden opgemerkt dat er verschillende configuraties zijn van deze benadering van constructie. Dus als het netwerk voorziet in het schakelen van berichten, pakketten en kanalen, dan wordt het integraal genoemd, dat wil zeggen, het kan worden ontleed. In dit geval kan een deel van de middelen exclusief worden gebruikt. Sommige kanalen kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt om directe berichten te verzenden. Ze worden gemaakt voor de duur van de gegevensoverdracht tussen verschillende netwerken. Wanneer de sessie van het verzenden van informatie eindigt, vallen ze uiteen in onafhankelijke trunkkanalen. Bij het gebruik van batchtechnologie is het belangrijk om een groot aantal clients, communicatielijnen, servers en een aantal andere apparaten te configureren en te coördineren. Dit wordt ondersteund door het opstellen van regels, de zogenaamde protocollen. Ze maken deel uit van het gebruikte netwerkbesturingssysteem en worden geïmplementeerd op hardware- en softwareniveau.
TechnologieEthernet
Ethernet is tegenwoordig de meest gebruikte standaard voor lokale netwerken.
Ethernet is een netwerkstandaard die is gebaseerd op het experimentele Ethernet-netwerk dat Xerox in 1975 heeft ontwikkeld en geïmplementeerd.
In 1980 ontwikkelden en publiceerden DEC, Intel en Xerox gezamenlijk de Ethernet-versie II-standaard voor een coaxkabelnetwerk, de nieuwste versie van de gepatenteerde Ethernet-standaard. Daarom wordt de propriëtaire versie van de Ethernet-standaard de Ethernet DIX-standaard of Ethernet II genoemd, op basis waarvan de IEEE 802.3-standaard is ontwikkeld.
Op basis van de Ethernet-standaard werden aanvullende standaarden aangenomen: in 1995 Fast Ethernet (aanvulling op IEEE 802.3), in 1998 Gigabit Ethernet (IEEE 802.3z-sectie van het hoofddocument), die in veel opzichten geen onafhankelijke standaarden zijn.
Voor transmissie van binaire informatie via kabel voor alle varianten van de fysieke laag van Ethernet-technologie, met een doorvoer van 10 Mbit / s, wordt de Manchester-code gebruikt (Fig. 3.9).
De Manchester-code gebruikt de potentiële daling, dat wil zeggen het pulsfront, om enen en nullen te coderen. Bij Manchester-codering is elke balk in twee delen verdeeld. Informatie wordt gecodeerd door potentiële dalingen die optreden in het midden van elke klokcyclus. Eén wordt gecodeerd door de helling van laag naar hoog signaalniveau (de voorflank van de puls) en nul wordt gecodeerd door de dalende flank (trailing edge).
Rijst. 3.9. Differentiële Manchester-codering
De Ethernet-standaard (inclusief Fast Ethernet en Gigabit Ethernet) gebruikt dezelfde mediascheidingsmethode - de CSMA / CD-methode.
Elke pc werkt op Ethernet volgens het principe “Luister naar het transmissiekanaal voordat u berichten verzendt; luister wanneer je verzendt; stop met werken in geval van interferentie en probeer het opnieuw."
Dit principe kan als volgt worden ontcijferd (verklaard):
1. Niemand mag berichten versturen terwijl iemand anders dat al doet (luister voordat je verstuurt).
2. Als twee of meer afzenders op ongeveer hetzelfde moment berichten gaan verzenden, zullen hun berichten vroeg of laat met elkaar "botsen" in het communicatiekanaal, dit wordt een collision genoemd.
Botsingen zijn gemakkelijk te herkennen omdat ze altijd een storingssignaal genereren dat er niet uitziet als een geldig bericht. Ethernet kan interferentie herkennen en dwingt de afzender om de verzending op te schorten en een tijdje te wachten voordat het bericht opnieuw wordt verzonden.
Redenen voor het wijdverbreide gebruik en de populariteit van Ethernet (voordelen):
1. Goedkoop.
2. Ruime gebruikservaring.
3. Voortdurende innovaties.
4. Een schat aan apparatuurkeuze. Veel fabrikanten bieden op Ethernet gebaseerde netwerkapparatuur.
Nadelen van Ethernet:
1. Mogelijkheid van berichtbotsingen (botsingen, interferentie).
2. Bij een grote netwerkbelasting is de verzendtijd van berichten onvoorspelbaar.
TechnologietokenRing
Token Ring-netwerken worden, net als Ethernet-netwerken, gekenmerkt door een gedeeld gegevensoverdrachtmedium, dat bestaat uit kabellengtes die alle stations op het netwerk in een ring verbinden. De ring wordt beschouwd als een gedeelde bron, en de toegang ertoe vereist geen willekeurig algoritme, zoals in Ethernet-netwerken, maar een deterministische, gebaseerd op de overdracht van het recht om de ring te gebruiken naar stations in een bepaalde volgorde. Dit recht wordt overgedragen met behulp van een speciaal formaat frame dat een token of token wordt genoemd.
De Token Ring-technologie werd in 1984 door IBM ontwikkeld en vervolgens als conceptstandaard voorgelegd aan de IEEE 802-commissie, die in 1985 de 802.5-standaard op basis daarvan heeft aangenomen.
Elke pc werkt in Token Ring volgens het principe "Wacht op een token, als u een bericht moet verzenden, koppel het dan aan een token wanneer het voorbijkomt. Als de marker voorbij is, verwijder dan het bericht en stuur de marker verder."
Token Ring-netwerken werken met twee bitsnelheden - 4 en 16 Mbps. Mengstations die met verschillende snelheden in één ring werken, zijn niet toegestaan.
Token Ring-technologie is complexer dan Ethernet. Het heeft de eigenschappen van fouttolerantie. Het Token Ring-netwerk definieert netwerkcontroleprocedures die een ringvormige feedbackstructuur gebruiken - een verzonden frame wordt altijd teruggestuurd naar het verzendende station.
Rijst. 3.10. TOKEN RING technologie principe:
In sommige gevallen worden gedetecteerde fouten in de netwerkwerking automatisch geëlimineerd, bijvoorbeeld een verloren token kan worden hersteld. In andere gevallen worden fouten alleen geregistreerd en wordt de eliminatie ervan handmatig uitgevoerd door het onderhoudspersoneel.
Om het netwerk te bewaken, fungeert een van de stations als een zogenaamde actieve monitor. De actieve monitor wordt tijdens de ringinitialisatie geselecteerd als het station met het maximale MAC-adres. Als de actieve monitor uitvalt, wordt de ringinitialisatieprocedure herhaald en wordt een nieuwe actieve monitor geselecteerd. Token Ring kan maximaal 260 nodes hebben.
Een Token Ring-hub kan actief of passief zijn. Een passieve hub verbindt de poorten eenvoudig met interconnects, zodat de stations die op die poorten zijn aangesloten een ring vormen. De passieve MSAU voert geen signaalversterking of hersynchronisatie uit.
Een actieve hub voert signaalregeneratiefuncties uit en wordt daarom soms een repeater genoemd, zoals in de Ethernet-standaard.
Over het algemeen heeft een Token Ring-netwerk een gecombineerde sterringconfiguratie. Eindknooppunten zijn verbonden met MSAU's in een stertopologie en de MSAU's zelf worden gecombineerd via speciale Ring In (RI) en Ring Out (RO)-poorten om een fysieke backbone-ring te vormen.
Alle stations in de ring moeten met dezelfde snelheid werken, ofwel 4 Mbps of 16 Mbps. De kabels die het station met de hub verbinden, worden lobbenkabels genoemd en de kabels die de hubs verbinden, worden trunkkabels genoemd.
Token Ring-technologie maakt het gebruik van verschillende soorten kabels mogelijk om eindpunten en hubs aan te sluiten:
- STP Type 1 - afgeschermd getwist paar (Shielded Twistedpair).
Het is toegestaan om tot 260 stations te combineren tot een ring met een aftakkabellengte tot 100 meter;
- UTP Type 3, UTP Type 6 - unshielded twisted pair (Unshielded Twistedpair). Het maximale aantal stations wordt teruggebracht tot 72 met een drop-kabellengte tot 45 meter;
- glasvezelkabel.
De afstand tussen passieve MSAU's kan tot 100 m bedragen bij gebruik van STP Type 1 kabel en 45 m bij gebruik van UTP Type 3. Tussen actieve MSAU's neemt de maximale afstand toe tot respectievelijk 730 m of 365 m, afhankelijk van het type kabel.
De maximale ringlengte van Token Ring is 4000 m. De beperkingen op de maximale ringlengte en het aantal stations in een ring in Token Ring-technologie zijn niet zo streng als in Ethernet-technologie. Hier zijn deze beperkingen voornamelijk gerelateerd aan de omlooptijd van de marker rond de ring.
Alle time-outwaarden op de netwerkadapters van de Token Ring-hosts zijn configureerbaar, zodat u een Token Ring-netwerk kunt bouwen met meer stations en langere ringlengtes.
Voordelen van Token Ring-technologie:
· Gegarandeerde bezorging van berichten;
· Hoge snelheid van gegevensoverdracht (tot 160% Ethernet).
Nadelen van Token Ring-technologie:
· Er zijn dure apparaten nodig voor toegang tot de omgeving;
· De technologie is moeilijker te implementeren;
· Er zijn 2 kabels nodig (om de betrouwbaarheid te verbeteren): één inkomend, één uitgaand van de computer naar de hub;
· Hoge kosten (160-200% van Ethernet).
TechnologieFDDI
Fiber Distributed Data Interface (FDDI)-technologie is de eerste lokale netwerktechnologie die glasvezel als transmissiemedium gebruikt. De technologie verscheen in het midden van de jaren 80.
FDDI-technologie is sterk afhankelijk van Token Ring-technologie en ondersteunt de token-passing-toegangsmethode.
Het FDDI-netwerk is gebouwd op basis van twee glasvezelringen, die de hoofd- en back-uppaden voor gegevensoverdracht tussen de netwerkknooppunten vormen. Het hebben van twee ringen is de belangrijkste manier om de veerkracht in een FDDI-netwerk te verbeteren, en knooppunten die willen profiteren van dit verhoogde betrouwbaarheidspotentieel moeten op beide ringen worden aangesloten.
Bij normaal netwerkgebruik gaan gegevens door alle knooppunten en alle kabelsecties van alleen de primaire ring, deze modus wordt Thru-modus genoemd - "door" of "doorvoer". Secundaire bel wordt niet gebruikt in deze modus.
In het geval van een storing, waarbij een deel van de primaire ring geen gegevens kan verzenden (bijvoorbeeld een kabelbreuk of knooppuntstoring), wordt de primaire ring gecombineerd met de secundaire ring, waardoor weer een enkele ring wordt gevormd. Deze werkingsmodus van het netwerk wordt Wrap genoemd, dat wil zeggen, de ringen "vouwen" of "vouwen". De vouwhandeling wordt uitgevoerd door middel van hubs en/of FDDI netwerkadapters.
Rijst. 3.11. IVS met twee cyclische ringen in noodmodus
Om deze procedure te vereenvoudigen, worden gegevens op de primaire ring altijd in één richting verzonden (in de diagrammen is deze richting tegen de klok in weergegeven) en langs de secundaire ring in de tegenovergestelde richting (getoond met de klok mee). Daarom blijven, wanneer een gemeenschappelijke ring van twee ringen wordt gevormd, de zenders van de stations nog steeds verbonden met de ontvangers van aangrenzende stations, wat het mogelijk maakt om informatie door aangrenzende stations correct te verzenden en te ontvangen.
Het FDDI-netwerk kan zijn werking volledig herstellen in het geval van een enkele storing van zijn elementen. Bij meerdere storingen splitst het netwerk zich op in verschillende niet-verbonden netwerken.
Ringen in FDDI-netwerken worden beschouwd als een algemeen gedeeld medium voor gegevensoverdracht, daarom is er een speciale toegangsmethode voor gedefinieerd. Deze methode ligt heel dicht bij de Token Ring-toegangsmethode en wordt ook wel de tokenring-methode genoemd.
De verschillen in de toegangsmethode zijn dat de retentietijd van het token in het FDDI-netwerk niet constant is. Deze tijd hangt af van de belasting van de ring - bij een kleine belasting neemt deze toe en bij grote overbelastingen kan deze tot nul afnemen. Deze wijzigingen in de toegangsmethode zijn alleen van toepassing op asynchroon verkeer, wat niet essentieel is voor transmissievertragingen van kleine frames. Voor synchroon verkeer is de bewaartijd van het token nog steeds een vaste waarde.
FDDI-technologie ondersteunt momenteel kabeltypen:
- glasvezelkabel;
- unshielded twisted pair van categorie 5. De laatste standaard verscheen later dan optisch en heet TP-PMD (Physical Media Dependent).
Glasvezeltechnologie biedt de nodige middelen voor het verzenden van gegevens van het ene station naar het andere via glasvezel en bepaalt:
Gebruik van 62,5/125 µm multimode glasvezelkabel als het belangrijkste fysieke medium;
Eisen aan het vermogen van optische signalen en de maximale demping tussen netwerkknooppunten. Voor standaard multimode-kabel leiden deze vereisten tot een maximale afstand tussen knooppunten van 2 km, en voor singlemode-kabel neemt de afstand toe tot 10-40 km, afhankelijk van de kwaliteit van de kabel;
Vereisten voor optische bypass-schakelaars en optische transceivers;
Parameters van optische connectoren MIC (Media Interface Connector), hun markering;
Gebruik voor het doorlaten van licht met een golflengte van 1,3 nm;
De maximale totale lengte van de FDDI-ring is 100 kilometer en het maximale aantal dubbel aangesloten stations in de ring is 500.
FDDI-technologie is ontwikkeld voor gebruik in kritieke gebieden van netwerken - op backbones tussen grote netwerken, zoals het bouwen van netwerken, en voor het aansluiten van hoogwaardige servers op het netwerk. Daarom waren de belangrijkste vereisten voor de ontwikkelaars ( waardigheid):
- zorgen voor een hoge snelheid van gegevensoverdracht,
- fouttolerantie op protocolniveau;
- lange afstanden tussen netwerkknooppunten en een groot aantal aangesloten stations.
Al deze doelen zijn bereikt. Als gevolg hiervan bleek de FDDI-technologie van hoge kwaliteit, maar erg duur ( gebrek). Zelfs het verschijnen van een goedkopere twisted pair-optie heeft de kosten voor het aansluiten van één knooppunt op het FDDI-netwerk niet significant verlaagd. Daarom heeft de praktijk aangetoond dat het belangrijkste toepassingsgebied van FDDI-technologie de ruggengraat is geworden van netwerken die uit verschillende gebouwen bestaan, evenals een netwerk van de schaal van een grote stad, dat wil zeggen van de MAN-klasse.
TechnologieSnelEthernet
De behoefte aan snelle maar goedkope technologie om krachtige werkstations aan te sluiten op een netwerk van krachtige werkstations leidde begin jaren 90 tot de oprichting van een initiatiefgroep die op zoek ging naar een nieuw Ethernet, dezelfde eenvoudige en effectieve technologie, maar een snelheid van 100 Mbps. ...
De specialisten vielen in twee kampen, wat uiteindelijk leidde tot de opkomst van twee standaarden, aangenomen in het najaar van 1995: de 802.3-commissie keurde de Fast Ethernet-standaard goed, die de 10 Mbps Ethernet-technologie bijna volledig herhaalt.
Fast Ethernet-technologie heeft de CSMA / CD-toegangsmethode intact gehouden, met hetzelfde algoritme en dezelfde tijdparameters in bitintervallen (het bitinterval zelf is 10 keer kleiner geworden). Alle verschillen tussen Fast Ethernet en Ethernet komen tot uiting op fysiek niveau.
De Fast Ethernet-standaard definieert drie fysieke laagspecificaties:
- 100Base-TX voor 2 paar UTP categorie 5 of 2 paar STP Type 1 (coderingsmethode 4V/5V);
- l00Base-FX voor multimode glasvezelkabel met twee optische vezels (coderingsmethode 4V/5V);
- 100Base-T4, werkt op 4 paar UTP categorie 3, maar gebruikt slechts drie paren tegelijk voor verzending, en de rest - voor botsingsdetectie (8B / 6T-coderingsmethode).
De l00Base-TX / FX-standaarden kunnen in full-duplex-modus werken.
De maximale diameter van een Fast Ethernet-netwerk is ongeveer 200 m en de exacte waarde is afhankelijk van de specificatie van het fysieke medium. In het Fast Ethernet-botsingsdomein is niet meer dan één klasse I-repeater toegestaan (waardoor 4B/5B-codes kunnen worden vertaald in 8B/6T-codes en vice versa) en niet meer dan twee klasse II-repeaters (waarbij geen vertaling van codes is toegestaan).
Fast Ethernet-technologie bij het werken aan twisted pair stelt twee poorten in staat om de meest efficiënte werkingsmodus te kiezen - 10 Mbit / s of 100 Mbit / s snelheid, evenals half-duplex of full-duplex-modus dankzij de automatische onderhandelingsprocedure.
Gigabit Ethernet-technologie
Gigabit Ethernet-technologie voegt een nieuwe stap van 1000 Mbps toe aan de snelheidshiërarchie van de Ethernet-familie. Deze fase maakt het mogelijk om effectief grote lokale netwerken te bouwen, waarin krachtige servers en backbones van de lagere netwerkniveaus werken met een snelheid van 100 Mbit / s, en de Gigabit Ethernet-backbone verenigt ze, waardoor een voldoende grote bandbreedte aan bandbreedte wordt geboden.
De ontwikkelaars van Gigabit Ethernet-technologie hebben veel continuïteit behouden met Ethernet- en Fast Ethernet-technologieën. Gigabit Ethernet gebruikt dezelfde frameformaten als eerdere Ethernet-versies, werkt in full- en halfduplex-modi en ondersteunt dezelfde CSMA/CD-toegangsmethode op een gedeeld medium met minimale wijzigingen.
Om een acceptabele maximale netwerkdiameter van 200 m in half-duplex-modus te garanderen, hebben de technologieontwikkelaars besloten om de minimale framegrootte 8 keer te vergroten (van 64 naar 512 bytes). Het is ook toegestaan om meerdere frames achter elkaar te verzenden, zonder het medium vrij te maken, met een interval van 8096 bytes, dan hoeven de frames niet opgevuld te worden tot 512 bytes. De rest van de parameters voor toegangsmethode en maximale framegrootte bleven ongewijzigd.
In de zomer van 1998 werd de 802.3z-standaard aangenomen, die het gebruik van drie soorten kabels als fysiek medium definieert:
- multimode glasvezel (afstand tot 500 m),
- singlemode glasvezel (afstand tot 5000 m),
- dubbel coaxiaal (twinax), waardoor gegevens gelijktijdig worden verzonden over twee afgeschermde koperen geleiders op een afstand van maximaal 25 m.
Om een variant van Gigabit Ethernet op UTP-categorie 5 te ontwikkelen, is een speciale groep 802.3ab in het leven geroepen, die al een conceptstandaard heeft ontwikkeld voor het werken aan 4 paar UTP-categorie 5. De adoptie van deze standaard wordt in de nabije toekomst verwacht.
