Найстаріші стандартні мережі та їх еволюція

Текст:

ВСТУП

З давніх давен люди намагалися винайти засоби спілкування на відстані. Козаки використовували для цього вежі, на яких стояли діжі з просмоленою соломою, які підпалювалися в разі нападу ворогів. В Карпатах для передачі повідомлень використовувалися трембіти – кожна мелодія і кожен звук мали своє значення, передаючи ту чи іншу звістку. В Америці індіанці для передачі повідомлень використовували дим багаття – накриваючи або відкриваючи багаття створювалося щось подібне до азбуки Морзе та вдавалося передавати доволі точні повідомлення на відстані. Можна привести ще багато інших прикладів спроб передавати повідомлення на відстань.За час, що пройшов з моменту появи перших локальних мереж, було розроблено декілька сотень самихрізних мережевих технологій, проте помітне поширення отримали небагато. Це пов"язано, передусім, з високимрівнем стандартизації принципів організації мереж і з підтримкою їх відомими компаніями. Проте, не завждистандартні мережі мають рекордні характеристики, забезпечують найбільш оптимальні режими обміну. Алевеликі обсяги випуску їх апаратури і, отже, її невисока вартість дають їм величезні переваги. Важливо і те, щовиробники програмних засобів також в першу чергу орієнтуються на найпоширеніші мережі. Тому користувач,що вибирає стандартні мережі, має повну гарантію сумісності апаратури і програм. Нині зменшення кількості типів використовуваних мереж стало тенденцією. Річ у тому, що збільшення швидкості передачі в локальних мережах до 100 і навіть до 1000 Мбіт/с вимагає застосування самих передовихтехнологій, проведення дорогих наукових досліджень. Природно, це можуть дозволити собі тільки найбільшіфірми, які підтримують свої стандартні мережі і їх досконаліші різновиди. До того ж більшість споживачів вжевстановили у себе якісь мережі і не бажає відразу і повністю замінювати мережеве устаткування. В найближчому майбутньому навряд чи варто чекати того, що будуть прийняті принципово нові стандарти. На ринку пропонуються стандартні локальні мережі усіх можливих топологий, так що вибір у користувачів. Стандартні мережі забезпечують широкий діапазон допустимих розмірів мережі, кількості абонентів і, що не менш важливо, цін на апаратуру. Але зробити вибір все одно непросто. Адже на відміну від програмних засобів, замінити які неважко, апаратура зазвичай служить багатьох років, її заміна веде не лише до значних витрат, до необхідності перекладання кабелів, але і до перегляду системи комп"ютерних засобів організації. У зв"язку з цим помилки у виборі апаратури зазвичай обходяться набагато дорожче за помилки при вибиранні програмних засобів. У цій главі будуть розглянуті основні особливості апаратури найбільш популярних локальних мереж, що поза сумнівом допоможе читачеві при необхідності зробити правильний вибір.

Актуальність даної теми зумовлена тим, що сучасні швидкісні мережі розвинулися з таких мереж як Ethernet, Arcnet та інші, що дало можливість на сучасному етапі розвитку суспільства впроваджувати ефективні комп’ютерні мережі з урахуванням швидкості передач інформації ті матеріальних затрат, що стало б неможливим без використання найстаріших локальних мереж, саме тому дані мережі потребують вивчення та аналізу.

Проблема: Як правильно підібрати апаратуру мережі, та спроектувати працездатну мережу на основі технологій Fast Ethernet.

Обє’кт: дослідження є офіс підприємства «Обрій» та засоби, що використовуються для удосконалення локальної мережі установи.

Мета: Проаналізуватинайстаріші стандартні мережі та їх еволюцію

Тема: Найстаріші стандартні мережі та їх еволюція

Завдання:

1. Проаналізувати літературні джерела.

2. Охарактеризувати найстаріші комп’ютерні мережі та їх характеристику.

3. Проаналізувати існуючу мережу установи.

4. Вдосконалити мережу підприємства «Обрій» за допомогою апаратних та програмних засобів.

РОЗДІЛ 1. НАЙСТАРІШІ КОМПЮТЕРНІ МЕРЕЖІ ТА ЇХ ЕВОЛЮЦІЯ

1.1. Виникнення комп’ютерних мереж та її призначення

Локальна мережа являє собою систему розподiленої обробки iнформацiї, яка складається як мiнiмум з двох комп’ютерiв, що взаємодiють мiж собою при допомозi спецiальних засобiв зв’язку. Комп’ютери, що входять до складу мережi, виконують досить широке коло функцiй, основними з яких є:
• органiзацiя доступу до мережi;
• управлiння передачею iнформацiї;
• надання обчислювальних ресурсiв i послуг абонентам мережi.
В свою чергу, засоби зв’язку покликанi забезпечити надiйну передачу iнформацiї мiж комп’ютерами мережi.
Звичайно, комп’ютерна мережа може складатися i з двох комп’ютерiв, але, як правило, їх кiлькiсть в мережi бiльша. При цьому комп’ютерна мережа не являє собою просте об’єднання комп’ютерiв – це досить складна система. Будь-яка комп’ютерна мережа характеризується топологiєю, протоколами, iнтерфейсами, мережевими технiчними та програмними засобами.

Призначення комп’ютерної мережі

Основне призначення комп"ютерних мереж - спільного використання ресурсів немає і здійснення інтерактивною зв"язку і в середині однієї фірми, і її межами. Ресурси (resources) - це дані, додатки і периферійні пристрої, такі, як зовнішній дисковод, принтер, миша, модем чи джойстик.

Комп"ютери, що входять до мережу виконують такі функції:

- організацію доступу до неї

- управління передачею інформації

- надання обчислювальних ресурсів немає і послуг користувачам мережі.

Народження комп"ютерних мереж було викликане практичної потребою - матимуть можливість задля об"єднаного використання даних. Персональний комп"ютер - прекрасний інструмент до створення документа, підготовки таблиць, графічних даних, і інших напрямів інформації, та заодно немає можливості швидко поділитися інформацією коїться з іншими.

Нині локальні обчислювальні (ЛВС) отримали дуже стала вельми поширеною. Це викликано кількома причинами:

- об"єднання комп"ютерів до мережі дозволяє значно заощаджувати кошти рахунок зменшення витрат за зміст комп"ютерів (достатньо лиш мати певне дискове простір на файл-сервере (головному комп"ютері мережі) із чітко встановленими у ньому програмними продуктами, використовуваними кількома робітниками станціями);

- локальні мережі використовувати поштову скриньку передачі повідомлень інші комп"ютери, що дозволяє у найбільш стислі терміни передавати документи з однієї комп"ютера в інший;

- локальні мережі, за наявності спеціального програмного забезпечення (ПО), служать в організацію спільного використання файлів (приміром, бухгалтери на кількох машинах можуть обробляти проводки одному й тому ж таки бухгалтерської книжки).

До того ж, у деяких сферах діяльності просто неможливо уникнути ЛВС. До таких сферам ставляться: насип, складські операції великих компаній, електронні архіви бібліотек та ін. У цих сферах кожна їх робоча станція у принципі неспроможна зберігати всієї необхідної інформації (переважно, через надто великої її обсягу).

Глобальна обчислювальна мережу - мережу, з"єднує комп"ютери, вилучені географічно великі відстані друг від друга. Відрізняється від локальної мережі більш протяжними комунікаціями (супутниковими, кабельними та інших.). Глобальна мережу об"єднує локальні мережі.

Internet - глобальна комп"ютерна мережу, що охоплює увесь світ.

Фактично Internet складається з безлічі локальних і глобальних мереж, які належать різним компаніям і підприємствам, пов"язаних між собою різними лініями зв"язку. Internet можна уявити як мозаїки складеної із невеликих мереж різного розміру, які активно взаємодіють одна з іншого, пересилаючи файли, повідомлення й т.п.

Глобальна мережу Internet, служила колись виключно дослідницьким і навчальним групам, інтереси сягали до доступу до суперкомпьютерам, стає дедалі популярною діловому світі.

Компанії спокушають швидкість, дешева глобальна зв"язок, зручність щодо спільних робіт, доступні програми, унікальна база даних мережі Internet. Вони розглядають глобальну мережу як доповнення до своїх власних локальних мереж.

Розглянемо одну з найстаріших локальних мереж таку як Token – Ring.

Мережа Token - Ring (маркерне кільце) була запропонована компанією IBM в 1985 році (перший варіант з"явився в 1980 році). Вона призначалася для об"єднання в мережу усіх типів комп"ютерів, IBM, що випускаються. Вже той факт, що її підтримує компанія IBM, найбільший виробник комп"ютерної техніки, говорить про те, що їй необхідно приділити особливу увагу. Але не менш важливо і те, що Token - Ring є нині міжнародним стандартом IEEE 802.5 (хоча між Token - Ring і IEEE 802.5 є незначні відмінності). Це ставить цю мережу на один рівень по статусу з Ethernet. Розроблялася Token - Ring як надійна альтернатива Ethernet. І хоча зараз Ethernet витісняє усі інші мережі, Token - Ring не можна вважати безнадійно застарілою. Більше 10 мільйонів комп"ютерів по всьому світу об"єднані цією мережею. Компанія IBM зробила усе для максимально широкого поширення своєї мережі : була випущена детальна документація аж до принципових схем адаптерів. В результаті багато компаній, наприклад, 3СOM, Novell, Western Digital, Proteon і інші приступили до виробництва адаптерів. До речі, спеціально для цієї мережі, а також для іншої мережі IBM PC Network була розроблена концепція NetBIOS. Якщо в створеній раніше мережі PC Network програми NetBIOS зберігалися у вбудованій в адаптер постійній пам"яті, то в мережі Token - Ring вже застосовувалася емулююча NetBIOS програма. Це дозволило гнучкіше реагувати на особливості апаратури і підтримувати сумісність з програмами більш високого рівня. Мережа Token - Ring має топологію кільце, хоча зовні вона більше нагадує зірку. Це пов"язано з тим, що окремі абоненти (комп"ютери) приєднуються до мережі не безпосередньо, а через спеціальні концентратори або багатостанційні облаштування доступу (MSAU або MAU - Multistation Access Unit). Фізично мережа утворює зоряно-кільцеву топологію. Насправді ж абоненти об"єднуються все- таки в кільце, тобто кожен з них передає інформацію одному сусідньому абонентові, а приймає інформацію від іншого. Зоряно-кільцева топологія мережі Token - Ring Концентратор (MAU) при цьому дозволяє централізувати завдання конфігурації, відключення несправних абонентів, контроль роботи мережі і так далі. Ніякої обробки інформації він не здійснює. З"єднання абонентів мережі Token - Ring в кільце за допомогою концентратора (MAU) Для кожного абонента у складі концентратора застосовується спеціальний блок підключення до магістралі (TCU - Trunk Coupling Unit), який забезпечує автоматичне включення абонента в кільце, якщо він підключений до концентратора і справний. Якщо абонент відключається від концентратора або ж він несправний, то блок TCU автоматично відновлює цілісність кільця без участі цього абонента. Спрацьовує TCU по сигналу постійного струму (так званий "фантомний" струм), який приходить від абонента, бажаючого включитися в кільце. Абонент може також відключитися від кільця і провести процедуру самотестирования. "Фантомний" струм ніяк не впливає на інформаційний сигнал, оскільки сигнал в кільці не має постійної складової. Конструктивно концентратор є автономним блоком з десятьма роз"ємами на передній панелі . Концентратор Token - Ring (8228 MAU) Вісім центральних роз"ємів (1...8) призначені для підключення абонентів (комп"ютерів) за допомогою адаптерних (Adapter cable) або радіальних кабелів. Два крайні роз"єми: вхідний RI (Ring In) і вихідний RO (Ring Out) служать для підключення до інших концентраторів за допомогою спеціальних магістральних кабелів (Path cable). Пропонується настінний і настільний варіанти концентратора. Існують як пасивні, так і активні концентратори MAU. Активний концентратор відновлює сигнал, що приходить від абонента (тобто працює, як концентратор Ethernet ). Пасивний концентратор не виконує відновлення сигналу, тільки перекоммутирует лінії зв"язку. Концентратор в мережі може бути єдиним, в цьому випадку в кільце замикаються тільки абоненти, підключені до нього. Зовні така топологія виглядає, як зірка. Якщо ж треба підключити до мережі більше восьми абонентів, то декілька концентраторів з"єднуються магістральними кабелями і утворюють зоряно-кільцеву топологію. Як вже відзначалося, кільцева топологія дуже чутлива до обривів кабелю кільця. Для підвищення живучості мережі, в Token - Ring передбачений режим так званого згортання кільця, що дозволяє обійти місце обриву. У нормальному режимі концентратори сполучені в кільце двома паралельними кабелями, але передача інформації проводиться при цьому тільки по одному з них. Об"єднання концентраторів MAU в нормальному режимі У разі поодинокого ушкодження (обриву) кабелю мережа здійснює передачу по обох кабелях, обходячи тим самим пошкоджену ділянку. При цьому навіть зберігається порядок обходу абонентів, підключених до концентраторів. Правда, збільшується сумарна довжина кільця. У разі множинних ушкоджень кабелю мережа розпадається на декілька частин (сегментів), не пов"язаних між собою, але що зберігають повну працездатність. Максимальна частина мережі залишається при цьому пов"язаною, як і раніше. Звичайно, це вже не рятує мережу в цілому, але дозволяє при правильному розподілі абонентів по концентраторах зберігати значну частину функцій пошкодженої мережі. 6 Декілька концентраторів може конструктивно об"єднуватися в групу, кластер (cluster), усередині якого абоненти також сполучені в кільце. Застосування кластерів дозволяє збільшувати кількість абонентів, підключених до одного центру, наприклад, до 16 (якщо в кластер входить два концентратори). Згортання кільця при ушкодженні кабелю. Розпад кільця при множинних ушкодженнях кабелю В якості середовища передачі в мережі IBM Token - Ring спочатку застосовувалася вита пара, як неекранована (UTP), так і екранована (STP), але потім з"явилися варіанти апаратури для коаксіального кабелю, а також для оптоволоконного кабелю в стандарті FDDI. Основні технічні характеристики класичного варіанту мережі Token - Ring:

максимальна кількість концентраторів типу IBM 8228 MAU - 12;

· максимальна кількість абонентів в мережі - 96;

· максимальна довжина кабелю між абонентом і концентратором - 45 метрів;

· максимальна довжина кабелю між концентраторами - 45 метрів;

· максимальна довжина кабелю, що сполучає усі концентратори - 120 метрів;

швидкість передачі даних - 4 Мбіт/с і 16 Мбіт/с.

Усі приведені характеристики відносяться до випадку використання неекранованої витої пари. Якщо застосовується інше середовище передачі, характеристики мережі можуть відрізнятися. Наприклад, при використанні екранованої витої пари (STP) кількість абонентів може бути збільшена до 260 (замість 96), довжина кабелю - до 100 метрів (замість 45), кількість концентраторів - до 33, а повна довжина кільця, що сполучає концентратори - до 200 метрів. Оптоволоконний кабель дозволяє збільшувати довжину кабелю до двох кілометрів. Для передачі інформації в Token - Ring застосовується біфазний код (точніше, його варіант з обов"язковим переходом в центрі бітового інтервалу). Як і у будь-якій зіркоподібній топології, ніяких додаткових заходів за електричним погодженням і зовнішнім заземленням не потрібно. Узгодження виконується апаратурою мережевих адаптерів і концентраторів. Для приєднання кабелів в Token - Ring використовуються роз"єми RJ - 45 (для неекранованої витої пари), а також MIC і DB9P. Дроти в кабелі сполучають однойменні контакти роз"ємів (тобто використовуються так звані "прямі" кабелі). Мережа Token - Ring в класичному варіанті поступається мережі Ethernet як за допустимим розміром, так і по максимальній кількості абонентів. Що стосується швидкості передачі, то нині є версії Token - Ring на швидкість 100 Мбіт/с (High Speed Token - Ring, HSTR) і на 1000 Мбіт/с (Gigabit Token - Ring). Компанії, підтримувальні Token - Ring (серед яких IBM, Olicom, Madge), не мають наміру відмовлятися від своєї мережі, розглядаючи її як гідного конкурента Ethernet. В порівнянні з апаратурою Ethernet апаратура Token - Ring помітно дорожче, оскільки використовується складніший метод управління обміном, тому мережа Token - Ring не отримала такого широкого поширення. Проте на відміну від Ethernet мережа Token — Ring значно краще тримає високий рівень навантаження (більше 30-40%) і забезпечує гарантований час доступу. Це необхідно, наприклад, в мережах виробничого призначення, в яких затримка реакції на зовнішню подію може привести до серйозних аварій. 7 У мережі Token - Ring використовується класичний маркерний метод доступу, тобто по кільцю постійно циркулює маркер, до якого абоненти можуть приєднувати свої пакети даних. Звідси слідує така важлива гідність цієї мережі, як відсутність конфліктів, але є і недоліки, зокрема необхідність контролю цілісності маркера і залежність функціонування мережі від кожного абонента (у разі несправності абонент обов"язково має бути виключений з кільця). Граничний час передачі пакету в Token - Ring 10 мс. При максимальній кількості абонентів 260 повний цикл роботи кільця складе 260 x 10 мс = 2,6 с. За цей час усі 260 абонентів зможуть передати свої пакети (якщо, звичайно, ним є чого передавати). За цей же час вільний маркер обов"язково дійде до кожного абонента. Цей же інтервал є верхньою межею часу доступу Token - Ring. Кожен абонент мережі (його мережевий адаптер) повинен виконувати наступні функції: · виявлення помилок передачі; · контроль конфігурації мережі (відновлення мережі при виході з ладу того абонента, який передує йому в кільці); · контроль численних тимчасових співвідношень, прийнятих в мережі. Велика кількість функцій, звичайно, ускладнює і здорожує апаратуру мережевого адаптера. Для контролю цілісності маркера в мережі використовується один з абонентів (так званий активний монітор). При цьому його апаратура нічим не відрізняється від інших, але його програмні засоби стежать за тимчасовими співвідношеннями в мережі і формують у разі потреби новий маркер. Активний монітор виконує наступні функції:

· запускає в кільце маркер на початку роботи і при його зникненні;

· регулярно повідомляє про свою присутність спеціальним пакетом (AMP - Active Monitor Present), що управляє;

· видаляє з кільця пакет, який не був видалений абонентом, що послав його;

стежить за допустимим часом передачі пакету.

Активний монітор вибирається при ініціалізації мережі, їм може бути будь-який комп"ютер мережі, але, як правило, стає перший включений в мережу абонент. Абонент, що став активним монітором, включає в мережу свій буфер (сдвиговый регістр), який гарантує, що маркер уміщатиметься в кільці навіть при мінімальній довжині кільця. Розмір цього буфера - 24 біта для швидкості 4 Мбіт/с і 32 біта для швидкості 16 Мбіт/с. Кожен абонент постійно стежить за тим, як активний монітор виконує свої обов"язки. Якщо активний монітор з якоїсь причини виходить з ладу, то включається спеціальний механізм, за допомогою якого усі інші абоненти (запасні, резервні монітори) приймають рішення про призначення нового активного монітора. Для цього абонент, що виявив аварію активного монітора, передає по кільцю пакет (пакет запиту маркера), що управляє, зі своїм MAC -адресом. Кожен наступний абонент порівнює MAC -адрес з пакету з власним. Якщо його власна адреса менша, він передає пакет далі без змін. Якщо ж більше, то він встановлює в пакеті свій MAC - адрес. Активним монітором стане той абонент, у якого значення MAC -адреса більше, ніж у інших (він повинен тричі отримати назад пакет зі своїм MAC -адресом). Ознакою виходу з ладу активного монітора є невиконання ним одній з перерахованих функцій. Маркер мережі Token - Ring є пакетом, що управляє, містить всього три байти : байт початкового роздільника (SD - Start Delimiter), байт управління доступом (AC - Access Control) і байт кінцевого роздільника (ED - End Delimiter). Усі ці три байти входять також до складу інформаційного пакету, правда, функції їх в маркері і в пакеті дещо розрізняються. Початковий і кінцевий роздільники є не просто послідовністю нулів і одиниць, а містять сигнали спеціального виду. Це було зроблено для того, щоб роздільники не можна було сплутати ні з якими іншими байтами пакетів. Формат маркера мережі Token - Ring Початковий роздільник SD містить чотири нестандартні бітові інтервали. Два з них, J, що позначаються, є низьким рівнем сигналу впродовж усього бітового інтервалу. Два інших біта, що позначаються До, є високим рівнем сигналу впродовж усього бітового інтервалу. Зрозуміло, що такі збої в синхронізації легко виявляються приймачем. Біти J і K ніколи не можуть зустрічатися серед бітів корисної інформації. Формати початкового (SD) і кінцевого (ED) роздільників Кінцевий роздільник ED також містить в собі чотири біти спеціального виду (два біти J і два біти K), а також два одиничних біта. Але, крім того, в нього входять і два інформаційних біта, які мають сенс тільки у складі інформаційного пакету:

· Біт I (Intermediate) є ознакою проміжного пакету (1 відповідає першому в ланцюжку або проміжному пакету, 0 - останньому в ланцюжку або єдиному пакету).

· Біт E (Error) є ознакою виявленої помилки (0 відповідає відсутності помилок, 1 - їх наявності).

Байт управління доступом (AC - Access Control) розділений на чотири поля: поле пріоритету (три біти), біт маркера, біт монітора і поле резервування (три біти). Формат байта управління доступом Біти (поле) пріоритету дозволяють абонентові привласнювати пріоритет своїм пакетам або маркеру (пріоритет може бути від 0 до 7, причому 7 відповідає найвищому пріоритету, а 0 - нижчому). Абонент може приєднати до маркера свій пакет тільки тоді, коли його власний пріоритет (пріоритет його пакетів) такий же або вище за пріоритет маркера. Біт маркера визначає, чи приєднаний до маркера пакет або ні (одиниця відповідає маркеру без пакету, нуль - маркеру з пакетом). Біт монітора, встановлений в одиницю, говорить про те, що цей маркер переданий активним монітором. Биті (поле) резервування дозволяють абонентові зарезервувати своє право на подальше захоплення мережі, тобто зайняти чергу на обслуговування. Якщо пріоритет абонента (пріоритет його пакетів) вищий, ніж поточне значення поля резервування, то він може записати туди свій пріоритет замість колишнього. Після обходу по кільцю в полі резервування буде записаний найвищий пріоритет з усіх абонентів. Вміст поля резервування аналогічно вмісту поля пріоритету, але говорить про майбутній пріоритет. В результаті використання полів пріоритету і резервування забезпечується можливість доступу до мережі тільки абонентам, що мають пакети для передачі з найвищим пріоритетом. Менш пріоритетні пакети обслуговуватимуться тільки після вичерпання пріоритетніших пакетів. Формат інформаційного пакету (кадру) Token - Ring представлений на ма. Окрім початкового і кінцевого роздільників, а також байта управління доступом в цей пакет входять також байт управління пакетом, мережеві адреси приймача і передавача, дані, контрольна сума і байт стану пакету. Формат пакету (кадру) мережі Token - Ring (довжина полів дана у байтах) Призначення полів пакету (кадру).

· Початковий роздільник (SD) є ознакою початку пакету, формат - такий же, як і в маркері.

· Байт управління доступом (AC) має той же формат, що і в маркері.

· Байт управління пакетом (FC - Frame Control) визначає тип пакету (кадру). · Шестибайтові MAC -адреса посилача і одержувача пакету мають стандартний формат.

· Полі даних (Data) включає передавані дані (у інформаційному пакеті) або інформацію для управління обміном (у пакеті, що управляє).

· Полі контрольної суми (FCS - Frame Check Sequence) є 32-розрядною циклічною контрольною сумою пакету (CRC).

· Кінцевий роздільник (ED), як і в маркері, вказує на кінець пакету. Крім того, він визначає, чи є цей пакет проміжним або завершальним в послідовності передаваних пакетів, а також містить ознаку помилковості пакету.

· Байт стану пакету (FS - Frame Status) говорить про те, що відбувалося з цим пакетом : чи був він побачений приймачем (тобто, чи існує приймач із заданою адресою) і скопійований в пам"ять приймача.

По ньому посилач пакету дізнається, чи дійшов пакет за призначенням і без помилок або його потрібно передавати наново. Слід зазначити, що більший допустимий розмір передаваних даних в одному пакеті в порівнянні з мережею Ethernet може стати вирішальним чинником для збільшення продуктивності мережі. Теоретично для швидкостей передачі 16 Мбіт/с і 100 Мбіт/с довжина поля даних може досягати навіть 18 Кбайт, що принципово при передачі великих об"ємів даних. Але навіть при швидкості 4 Мбіт/с завдяки маркерному методу доступу мережа Token — Ring часто забезпечує велику фактичну швидкість передачі, чим мережа Ethernet (10 Мбіт/с). Особливо помітна перевага Token — Ring при великих навантаженнях (понад 30-40%), оскільки в цьому випадку метод CSMA/CD вимагає багато часу на вирішення повторних конфліктів. Абонент, бажаючий передавати пакет, чекає приходу вільного маркера і захоплює його. Захоплений маркер перетворюється на обрамлення інформаційного пакету. Потім абонент передає інформаційний пакет в кільце і чекає його повернення. Після цього він звільняє маркер і знову посилає його в мережу. Окрім маркера і звичайного пакету в мережі Token - Ring може передаватися спеціальний пакет, що управляє, служить для переривання передачі (Abort). Він може бути посланий у будь-який момент і у будь-якому місці потоку даних. Пакет цей складається з двох однобайтових полів - початкового (SD) і кінцевого (ED) роздільників описаного формату. Цікаво, що в швидшій версії Token - Ring (16 Мбіт/с і вище) застосовується так званий метод раннього формування маркера (ETR - Early Token Release). Він дозволяє уникнути непродуктивного використання мережі у той час, поки пакет даних не повернеться по кільцю до свого посилача. Метод ETR зводиться до того, що відразу після передачі свого пакету, приєднаного до маркера, будь-який абонент видає в мережу новий вільний маркер. Інші абоненти можуть починати передачу своїх пакетів відразу ж після закінчення пакету попереднього абонента, не чекаючи, поки він завершить обхід усього кільця мережі. В результаті в мережі може знаходитися декілька пакетів одночасно, але завжди буде не більший за один вільний маркер. Цей конвеєр особливо ефективний в мережах великої протяжності, що мають значну затримку поширення. При підключенні абонента до концентратора він виконує процедуру автономного самотестирования і тестування кабелю (у кільце він доки не включається, оскільки немає сигналу "фантомного" струму). Абонент посилає сам собі ряд пакетів і перевіряє правильність їх проходження (його вхід безпосередньо сполучений з його ж виходом блоком TCU. Після цього абонент включає себе в кільце, посилаючи "фантомний" струм. У момент включення, передаваний по кільцю пакет може бути зіпсований. Далі абонент настроює синхронізацію і перевіряє наявність в мережі активного монітора. Якщо активного монітора немає, абонент починає змагання за право стати ім. Потім абонент перевіряє унікальність власної адреси в кільці і збирає інформацію про інших абонентів. Після чого він стає повноправним учасником обміну по мережі. В процесі обміну кожен абонент стежить за справністю попереднього абонента (по кільцю). Якщо він підозрює відмову попереднього абонента, він запускає процедуру автоматичного відновлення кільця. Спеціальний пакет (бакен), що управляє, говорить попередньому абонентові про необхідність провести самотестирование і, можливо, відключитися від кільця. У мережі Token - Ring передбачено також використання мостів і комутаторів. Вони застосовуються для розділення великого кільця на декілька кільцевих сегментів, що мають можливість обміну пакетами між собою. Це дозволяє понизити навантаження на кожен сегмент і збільшити долю часу, що надається кожному абонентові. В результаті можна сформувати розподілене кільце, тобто об"єднання декількох кільцевих сегментів одним великим магістральним кільцем або ж

зоряно-кільцеву структуру з центральним комутатором, до якого підключені кільцеві сегменти.

Розглянемо ще одну з найстаріших локальних мереж таку як Arcnet.

Мережа Arcnet (чи ARCnet від англійського Attached Resource Computer Net, комп"ютерна мережа сполучених ресурсів) - це одна із старих мереж. Вона була розроблена компанією Datapoint Corporation ще в 1977 році. Міжнародні стандарти на цю мережу відсутні, хоча саме вона вважається родоначальницею методу маркерного доступу. Незважаючи на відсутність стандартів, мережа Arcnet до недавнього часу (у 1980 - 1990 г.г.) користувалася популярністю, навіть серйозно конкурувала з Ethernet. Велика кількість компаній (наприклад, Datapoint, Standard Microsystems, Xircom та ін.) проводила апаратуру для мережі цього типу. Але зараз виробництво апаратури Arcnet практично припинене. Серед основних достоїнств мережі Arcnet в порівнянні з Ethernet можна назвати обмежену величину часу доступу, високу надійність зв"язку, простоту діагностики, а також порівняно низьку вартість адаптерів. До найбільш суттєвих недоліків мережі відносяться низька швидкість передачі інформації (2,5 Мбіт/с), система адресації і формат пакету. Для передачі інформації в мережі Arcnet використовується досить рідкісний код, в якому логічній одиниці відповідає два імпульси впродовж бітового інтервалу, а логічному нулю - один імпульс. Очевидно, що це код, що самосинхронизирующийся, який вимагає ще більшої пропускної спроможності кабелю, чим навіть манчестерський. В якості середовища передачі в мережі використовується коаксіальний кабель з хвилевим опором 93 Ом, приміром, марки RG - 62A/U. Варіанти з витою парою (екранованою і неекранованою) не отримали широкого поширення. Були запропоновані і варіанти на оптоволоконному кабелі, але і вони також не врятували Arcnet. Як топологію мережа Arcnet використовує класичну шину (Arcnet - BUS), а також пасивну зірку (Arcnet - STAR). У зірці застосовуються концентратори (хабы). Можливе об"єднання за допомогою концентраторів шинних і зоряних сегментів в деревовидну топологію (як і в Ethernet ). Головне обмеження - в топології не повинно бути замкнутих шляхів (петель). Ще одне обмеження: кількість сегментів, сполучених послідовним ланцюжком за допомогою концентраторів, не повинна перевищувати трьох. Концентратори бувають двох видів:

· Активні концентратори (відновлюють форму сигналів, що приходять, і посилюють їх). Кількість портів - від 4 до 64. Активні концентратори можуть з"єднуватися між собою (каскадувати).

· Пасивні концентратори (просто змішують сигнали, що приходять, без посилення). Кількість портів - 4. Пасивні концентратори не можуть з"єднуватися між собою. Вони можуть зв"язувати тільки активні концентратори і/або мережеві адаптери. Шинні сегменти можуть підключатися тільки до активних концентраторів. Мережеві адаптери також бувають двох видів:

· Високоімпеданс (Bus), призначені для використання в шинних сегментах:

· Низкоимпедансные (Star), призначені для використання в пасивній зірці. Низкоимпедансные адаптери відрізняються від високоімпедансу тим, що вони містять у своєму складі 93- омные термінаторів, що погоджують. При їх застосуванні зовнішнє узгодження не потрібно. У шинних сегментах низкоимпедансные адаптери можуть використовуватися як крайові для узгодження шини. Адаптери 11 Високоімпедансу вимагають застосування зовнішніх 93-омных термінаторів. Деякі мережеві адаптери мають можливість перемикання із стану високоімпедансу в низкоимпедансное, вони можуть працювати і в шині, і в зірці. Таким чином, топологія мережі Arcnet має наступний вигляд (мал. 7.15). Мал. 7.15. Топологія мережі Arcnet типу шина (B - адаптери для роботи в шині, S - адаптери для роботи в зірці) Основні технічні характеристики мережі Arcnet наступні.

· Середовище передачі - коаксіальний кабель, вита пара.

· Максимальна довжина мережі - 6 кілометрів.

· Максимальна довжина кабелю від абонента до пасивного концентратора - 30 метрів.

· Максимальна довжина кабелю від абонента до активного концентратора - 600 метрів.

· Максимальна довжина кабелю між активним і пасивним концентраторами - 30 метрів.

· Максимальна довжина кабелю між активними концентраторами - 600 метрів.

· Максимальна кількість абонентів в мережі - 255.

· Максимальна кількість абонентів на шинному сегменті - 8.

· Мінімальна відстань між абонентами в шині - 1 метр.

· Максимальна довжина шинного сегменту - 300 метрів.

· Швидкість передачі даних - 2,5 Мбіт/с. При створенні складних топологий необхідно стежити за тим, щоб затримка поширення сигналів в мережі між абонентами не перевищувала 30 мкс. Максимальне загасання сигналу в кабелі на частоті 5 Мгц не повинне перевищувати 11 дБ. У мережі Arcnet використовується маркерний метод доступу (метод передачі права), але він дещо відрізняється від аналогічного в мережі Token - Ring. Ближче увесь цей метод до того, який передбачений в стандарті IEEE 802.4. Послідовність дій абонентів при цьому методі:

1. Абонент, бажаючий передавати, чекає приходу маркера.

2. Отримавши маркер, він посилає запит на передачу абонентові-приймачу інформації (запитує, чи готовий приймач прийняти його пакет).

3. Приймач, отримавши запит, посилає відповідь (підтверджує свою готовність)

4. Отримавши підтвердження готовності, абонент-передавач посилає свій пакет.

5. Отримавши пакет, приймач посилає підтвердження прийому пакету.

6. Передавач, отримавши підтвердження прийому пакету, закінчує свій сеанс зв"язку.

Після цього маркер передається наступному абонентові по порядку убування мережевих адрес. Таким чином, в даному випадку пакет передається тільки тоді, коли є упевненість в готовності приймача прийняти його. Це істотно збільшує надійність передачі. Так само, як і у разі Token - Ring, конфлікти в Arcnet повністю виключені. Як і будь-яка маркерна мережа, Arcnet добре тримає навантаження і гарантує величину часу доступу до мережі (на відміну від Ethernet ). Повний час обходу маркером усіх абонентів складає 840 мс. Відповідно, цей же інтервал визначає верхню межу часу доступу до мережі. Маркер формується спеціальним абонентом - контроллером мережі. Ним є абонент з мінімальною (нульовим) адресою. Якщо абонент не отримує вільний маркер впродовж 840 мс, то він посилає в мережу довгу бітову послідовність (для гарантованого знищення зіпсованого старого маркера). Після цього проводиться процедура контролю мережі і призначення (при необхідності) нового контроллера. Розмір пакету мережі Arcnet складає 0,5 Кбайта. Окрім поля даних в нього входять також 8-бітові адреси приймача і передавача і 16-бітова циклічна контрольна сума (CRC). Такий невеликий розмір пакету виявляється не занадто зручним при високій інтенсивності обміну по мережі. Адаптери мережі Arcnet відрізняються від адаптерів інших мереж тим, що в них необхідно за допомогою перемикачів або перемичок встановити власну мережеву адресу (всього їх може бути 255, оскільки останній, 256- 12 ою адреса застосовується в мережі для режиму широкого мовлення). Контроль унікальності кожної адреси мережі повністю покладається на користувачів мережі. Підключення нових абонентів стає при цьому досить складним, оскільки необхідно задавати ту адресу, яка ще не використовувалася. Вибір 8-бітового формату адреси обмежує допустиму кількість абонентів в мережі - 255, що може бути недостатньо для великих компаній. В результаті усе це привело до практично повної відмови від мережі Arcnet. Існували варіанти мережі Arcnet, розраховані на швидкість передачі 20 Мбіт/с, але вони не отримали широкого поширення.

Розглянемо ще одну з найстаріших локальних мереж таку як Ethernet.

Мережі Ethernet і FastEthernet Найбільше поширення серед стандартних мереж отримала мережа Ethernet. Уперше вона з"явилася в 1972 році (розробником виступила відома фірма Xerox). Мережа виявилася досить вдалою, і внаслідок цього її в 1980 році підтримали такі найбільші компанії, як DEC і Intel (об"єднання цих компаній назвали DIX по перших буквах їх назв). Їх стараннями в 1985 році мережа Ethernet стала міжнародним стандартом, її прийняли найбільші 2 міжнародні організації за стандартами: комітет 802 IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) і ECMA (European Computer Manufacturers Association). Стандарт дістав назву IEEE 802.3 (по-англійськи читається як "eight oh two dot three"). Він визначає множинний доступ до моноканалу типу шина з виявленням конфліктів і контролем передачі, тобто із вже згадуваним методом доступу CSMA/CD. Цьому стандарту задовольняли і деякі інші мережі, оскільки рівень його деталізації невисокий. В результаті мережі стандарту IEEE 802.3 нерідко були несумісні між собою як за конструктивними, так і по електричними характеристиками. Проте останнім часом стандарт IEEE 802.3 вважається стандартом саме мережі Ethernet. Основні характеристики первинного стандарту IEEE 802.3:

· топологія - шина;

· середовище передачі - коаксіальний кабель;

· швидкість передачі - 10 Мбіт/с;

· максимальна довжина мережі - 5 км;

· максимальна кількість абонентів - до 1024;

· довжина сегменту мережі - до 500 м;

· кількість абонентів на одному сегменті - до 100;

· метод доступу - CSMA/CD;

· передача вузькосмугова, тобто без модуляції (моноканал).

Строго кажучи, між стандартами IEEE 802.3 і Ethernet існують незначні відмінності, але про них зазвичай вважають за краще не згадувати. Мережа Ethernet зараз найбільш популярна у світі (більше 90% ринку), імовірно такий вона і залишиться найближчими роками. Цьому неабиякою мірою сприяло те, що з самого початку характеристики, параметри, протоколи мережі були відкриті, внаслідок чого величезне число виробників у всьому світі стали випускати апаратуру Ethernet, повністю сумісну між собою. У класичній мережі Ethernet застосовувався 50-омный коаксіальний кабель двох видів (товстий і тонкий). Проте останнім часом (з початку 90-х років) найбільше поширення отримала версія Ethernet, що використовує як середовище передачі виті пари. Визначений також стандарт для застосування в мережі оптоволоконного кабелю. Для обліку цих змін в первинний стандарт IEEE 802.3 були зроблені відповідні додавання. У 1995 році з"явився додатковий стандарт на швидшу версію Ethernet, працюючу на швидкості 100 Мбіт/с (так званий Fast Ethernet, стандарт IEEE 802.3u), використовуючу як середовище передачі виту пару або оптоволоконний кабель. У 1997 році з"явилася і версія на швидкість 1000 Мбіт/с (Gigabit Ethernet, стандарт IEEE 802.3z). Окрім стандартної топології шини все ширше застосовуються топології типу пасивна зірка і пасивне дерево. При цьому передбачається використання репітерів і репитерных концентраторів, що сполучають між собою різні частини (сегменти) мережі. В результаті може сформуватися деревовидна структура на сегментах різних типів. Класична топологія мережі Ethernet Сегментом (частини мережі) може виступати класична шина або одиничний абонент. Для шинних сегментів використовується коаксіальний кабель, а для променів пасивної зірки (для приєднання до концентратора поодиноких комп"ютерів) - вита пара і оптоволоконний кабель. Головна вимога до отриманої в результаті топології - щоб в ній не було замкнутих шляхів (петель). Фактично виходить, що усі абоненти сполучені у фізичну шину, оскільки сигнал від кожного з них поширюється відразу на всі боки і не повертається назад (як в кільці). Максимальна довжина кабелю мережі в цілому (максимальний шлях сигналу) теоретично може досягати 6,5 кілометрів, але практично не перевищує 3,5 кілометри. У мережі Fast Ethernet не передбачена фізична топологія шина, використовується тільки пасивна зірка або пасивне дерево. До того ж в Fast Ethernet набагато жорсткіші вимоги до граничної довжини мережі. Адже при збільшенні в 10 разів швидкості передачі і збереженні формату пакету його мінімальна довжина стає вдесятеро коротше. Таким чином в 10 разів зменшується допустима величина подвійного часу проходження сигналу по мережі (5,12 мкс проти 51,2 мкс в Ethernet ). Для передачі інформації в мережі Ethernet застосовується стандартний манчестерський код. 3 Доступ до мережі Ethernet здійснюється по випадковому методу CSMA/CD, що забезпечує рівноправ"я абонентів. У мережі використовуються пакети змінної довжини із структурою, представленою на (цифри показують кількість байт). Структура пакету мережі Ethernet Довжина кадру Ethernet (тобто пакету без преамбули) має бути не менше 512 бітових інтервалів або 51,2 мкс (саме така гранична величина подвійного часу проходження в мережі). Передбачена індивідуальна, групова і широкомовна адресація. У пакет Ethernet входять наступні поля:

· Преамбула складається з 8 байт, перші сім є кодом 10101010, а останній байт - код 10101011. У стандарті IEEE 802.3 восьмий байт називається ознакою початку кадру (SFD - Start of Frame Delimiter) і утворює окреме поле пакету.

· Адреси одержувача (приймача) і посилача (передавача) включають по 6 байт і будуються за стандартом, описаним в розділі "Адресація пакетів" лекції 4. Ці адресні поля обробляються апаратурою абонентів.

· Полі управління (L/T - Length/Type) містить інформацію про довжину поля даних. Воно може також визначати тип використовуваного протоколу. Прийнято вважати, що якщо значення цього поля не більше 1500, то воно вказує на довжину поля даних. Якщо ж його значення більше 1500, то воно визначає тип кадру. Полі управління обробляється програмно.

· Полі даних повинно включати від 46 до 1500 байт даних. Якщо пакет повинен містити менше 46 байт даних, то поле даних доповнюється байтами заповнення. Згідно із стандартом IEEE 802.3, в структурі пакету виділяється спеціальне поле заповнення (pad data - незначущі дані), яке може мати нульову довжину, коли даних вистачає (більше 46 байт).

· Полі контрольної суми (FCS - Frame Check Sequence) містить 32-розрядну циклічну контрольну суму пакету (CRC) і служить для перевірки правильності передачі пакету. Таким чином, мінімальна довжина кадру (пакету без преамбули) складає 64 байти (512 біт).

Саме ця величина визначає максимально допустиму подвійну затримку поширення сигналу по мережі в 512 бітові інтервали (51,2 мкс для Ethernet або 5,12 мкс для Fast Ethernet ). Стандарт припускає, що преамбула може зменшуватися при проходженні пакету через різні мережеві пристрої, тому вона не враховується. Максимальна довжина кадру дорівнює 1518 байтам (12144 біта, тобто 1214,4 мкс для Ethernet, 121,44 мкс для Fast Ethernet ). Це важливо для вибору розміру буферної пам"яті мережевого устаткування і для оцінки загальної завантаженості мережі. Вибір формату преамбули не випадковий. Річ у тому, що послідовність одиниць, що чергуються, і нулів (101010...10) в манчестерському коді характеризується тим, що має переходи тільки в середині бітових інтервалів, тобто тільки інформаційні переходи. Безумовно, приймачу просто настроїтися (синхронизоваться) при такій послідовності, навіть якщо вона з якоїсь причини коротшає на декілька біт. Останні два одиничні біта преамбули (11) істотно відрізняються від послідовності 101010...10 (з"являються переходи ще і на межі бітових інтервалів). Тому приймач, що вже настроївся, легко може виділити їх і детектувати тим самим початок корисної інформації (початок кадру). Для мережі Ethernet, працюючої на швидкості 10 Мбіт/с, стандарт визначає чотири основні типи сегментів мережі, орієнтованих на різні середовища передачі інформації :

· 10BASE5 (товстий коаксіальний кабель);

· 10BASE2 (тонкий коаксіальний кабель);

· 10BASE - T (вита пара);

· 10BASE - FL (оптоволоконний кабель). Найменування сегменту включає три елементи: цифра "10" означає швидкість передачі 10 Мбіт/с, слово BASE - передачу в основній смузі частот (тобто без модуляції високочастотного сигналу), а останній елемент - допустиму довжину сегменту : "5" - 500 метрів, "2" - 200 метрів (точніше, 185 метрів) або тип лінії зв"язку : "Т" - вита пара (від англійського "twisted-pair"), "F" - оптоволоконний кабель (від англійського "fiber optic"). Так само для мережі Ethernet, працюючої на швидкості 100 Мбіт/с ( Fast Ethernet ) стандарт визначає три типи сегментів, що відрізняються типами середовища передачі :

· 100BASE - T4 (счетверенная вита пара);

· 100BASE - TX (здвоєна вита пара);

· 100BASE - FX (оптоволоконний кабель).

Тут цифра "100" означає швидкість передачі 100 Мбіт/с, буква "Т" - виту пару, буква "F" - оптоволоконний кабель. Типи 100BASE - TX і 100BASE - FX іноді об"єднують під ім"ям 100BASE - X, а 100BASE - T4 і 100BASE - TX - під ім"ям 100BASE - T. Детальніше за особливість апаратури Ethernet, а також алгоритму управління обміном CSMA/CD і алгоритму обчислення циклічної контрольної суми (CRC) будуть розглянуті далі в спеціальних розділах курсу. Тут слід зазначити тільки те, що мережа Ethernet не відрізняється ні рекордними характеристиками, ні оптимальними алгоритмами, вона поступається по ряду параметрів іншим стандартним мережам. Але завдяки потужній підтримці, найвищому рівню стандартизації, величезним обсягам випуску технічних засобів, Ethernet вигідно виділяється серед інших стандартних мереж, і тому будь-яку іншу мережеву технологію прийнято порівнювати саме з Ethernet. Розвиток технології Ethernet йде шляхом все більшого відходу від первинного стандарту. Застосування нових середовищ передачі і комутаторів дозволяє істотно збільшити розмір мережі. Відмова від манчестерського коду (у мережі Fast Ethernet і Gigabit Ethernet) забезпечує збільшення швидкості передачі даних і зниження вимог до кабелю. Відмова від методу управління CSMA/CD (при повнодуплексному режимі обміну) дає можливість різко підвищити ефективність роботи і зняти обмеження з довжини мережі. Проте, усі нові різновиди мережі також називаються мережею Ethernet.

Отже, ми розглянули та проаналізували три види найстаріших локальних мереж та в які мережі вони еволюціювали. Ці мережі розвинулися з: Ethernet до Fast Ethernet і Gigabit Ethernet, Token ring до FDDI. Але відмовилися від мережі ARCNet.

1.2.Порівняння різних типів найстаріших мереж

Порівнюючи мережі Token Ring і Ethernet, можна відзначити наступне. По-перше, в мережах Token Ring використання смуги пропускання досягає 80-90%, і для мереж зі швидкістю 16 Мбіт / с реальна продуктивність складає 12 Мбіт / с, що приблизно в чотири рази більше, ніж в мережах з Ethernet. По-друге, мережі Token Ring мають більшою надійністю і мають вбудовані можливості виявлення пошкоджених ділянок мережі і їх ізоляції. Однак вартість обладнання і, перш за все мережевих адаптерів Token Ring, в 4-5 разів перевищує номінальну вартість обладнання Ethernet. Звичайно, більш висока вартість мереж Token Ring компенсується їх більш високими швидкостями передачі і надійністю в порівнянні з Ethernet. Проте, мережі Token Ring не настільки популярні в Росії, перш за все через їх більш високу вартість.

Переваги мережі Token Ring:

- На відміну від Ethernet, мережа Token Ring продовжує працювати в умовах інтенсивного навантаження;

- Вбудовані механізми діагностики та відновлення - розмежовує сигналізація і реконфігурація - роблять цей протокол дуже надійним;

- Token Ring спрощує підключення інтерфейсу IBM до локальної мережі (IBM проектувала свій стандарт з урахуванням подібної підтримки);

- Мости в мережах Token Ring працюють більш ефективно і простіше в реалізації, ніж мости, які використовуються в мережах Ethernet. Їм не доводиться будувати великі таблиці, на підставі яких вибирається оптимальний маршрут пересилання кадру з одного сегмента в інший;

- Завдяки реконфігурації кільця реалізуються засоби відмовостійкості - так зване «закручування кільця». Один кабель дозволяє створити кільце при підключенні до двох MSAU.

До недоліків Token Ring можна віднести наступне:

- Плати й устаткування дорожче апаратних засобів Ethernet або ARCnet;

- Мережа Token Ring може виявитися дуже складною в діагностиці і вимагає значного досвіду.

Слід згадати, що нещодавно компанія IBM запропонувала новий варіант технології Token Ring, названий High-Speed Token Ring, HSTR. Ця технологія підтримує швидкості 100 і 155 Мбіт / с, зберігаючи основні особливості технології Token Ring 16 Мбіт / с.

В даний час стандартизована версія на 100 Мбіт / с і ведуться розробки гигабитной версії. Стандарт на 100 Мбіт / с використовує фізичний рівень BaseTX / FX, в свою чергу запозичений у FDDI. Довжина кабелю UTP категорії 5 може досягати 100 м, при використанні STP типу 1, 2 (150 Ом) довжина може бути більше. Підтримка 150-омного кабелю забезпечує сумісність з існуючої кабельної системою Token Ring, де широко застосовується даний тип кабелю. Розмір кадру - до 18200 байт, той же протокол, 8-рівнева система пріоритетів, маршрутизація від джерела (до 14 мостів в ланцюжку). Концентратори на 100 Мбіт / с виконуються тільки у вигляді комутаторів з повнодуплексними портами, т. К. Їх вартість виявляється такою ж, як і для повторювачів, які організовують кільця. Порти використовуються для організації магістральних зв"язків між комутаторами і для підключення серверів. У порівнянні з адаптерами Ethernet, високошвидкісні адаптери Token Ring завдяки більшому розміру кадру менше завантажують процесор сервера.

Компанія 3Com анонсувала систему Token Ring-in-Fast Ethernet - перше закінчене технічне рішення, що дозволяє замовникам комутаторів Token Ring економічно ефективно об"єднувати мережі Token Ring і Fast Ethernet, настільні робочі станції Token Ring. Технологія 3Com забезпечує перетворення кадрів Token Ring в кадри Fast Ethernet без уповільнення потоку даних

Новий продукт, доповнюючи їх пропонує компанія 3Com технічні рішення ATM і FDDI, стає важливим елементом її масштабируемой структури Transcend Networking, що розширює можливості корпоративних мереж і підвищує ступінь керованості ними. Ця технологія на основі спеціалізованих інтегральних мікросхем усуває бар"єри між Token Ring, Ethernet і Fast Ethernet, будучи доступним для замовників і більш ефективним засобом інтеграції в порівнянні з традиційними мостами і маршрутизаторами: виграш в продуктивності комбінованих мереж - майже 2%. Завдяки тому що обидва інтерфейсу - Token Ring і Ethernet - співіснують в одній і тій же інфраструктурі Fast Ethernet, їх можна приєднувати до менш дорогим серверів Fast Ethernet, які, в свою чергу, стають економічно ефективним масштабується центром для декількох комутованих сполучень Token Ring.

Талиця 1.1

Порівняльна таблиця локальних мереж

Параметри мережі	Ethernet	Token - Ring	Arcnet
Стандарт	IEEE 802.3	IEEE 802.5	Datapoin
Топологія	Шина	Кільце	Шина
Швидкість передачі	10 (100) Мбіт/с	(16) Мбіт/с	2,5 Мбіт/с
Довжина	5 км	120 м	6 км
Середовище	КК	ВП	КК
Метод управління	CSMA/CD	Маркер	Маркер
Код	Манчестер	Біфазний	Arcnet
Кількість	До 1024	До 260	До 255

КК — коаксіальний кабель, ВП — кабель на витих парах, ОВ — оптоволоконний кабель.

Отже, в цьому пункті ми порівняли найстаріші локальні мережі їх переваги та недоліки ціх локальних мереж.

РОЗДІЛ 2. Аналіз офісу підприємства «Обрій»

2.1 Обладнання яке використовується на підприємстві «Обрій».

На офіс підприємства «Обрій» було впроваджено комп’ютерів мережу для обробки інформації та координації дій працівників, виходу в інтернет і обміну даними по локальній мережі.

«Обрій» є невеликим офісом невеликої компанії «Обрій», що займається садженням та збором зернових культур. Адреса цього офісу с. Добротово, вул. Шевченка 60.

В даний момент у підприємстві існує локальна мережа, яка складається з 6–ти комп’ютерів. Спроектована за стандартом Ethernet 10 Base-T, швидкість передачі даних в мережі становить 10 Мбіс/с. Усі комп’ютери під’єднуються до комутаторів за допомогою роз’єма RJ-45. Мережа побудована на основі топології «Зірка». Структурна схема існуючої локальної мережі підприємства зображено в (Додатку А) та див. характеристики мережі в таблицях.

Задачі цієї мережі: обробка інформації, документація та координація дій працівників, виходу в інтернет та обміну даними по локальній мережі.

В таблиці 2.1 наведений персонал підприємства «Обрій», та його посади.

Таблиця співробітників підприємства «Обрій»

Таблиця 2.1

Прізвища та ініціали	Посада працівника	Місце
Юдін В. В.	Директор підприємства	1
Федоренко Е. А.	Бухгалтер	2
Ігнатенко А. Є.	Системний адміністратор	3
Ступак А. К.	Менеджер	4
Гайдар Н. Н	Персонал, що займається доставкою товару	5
Чепурний А. А.	Персонал, що займається доставкою товару	6
Шевченко Е. Е	Персонал, що займається доставкою товару	Немає місця

У цій мережі буде працювати велика кількість людей, тому розподілимо на категорії: індивідуальну, загальну, повну.

1. Індивідуальний доступ тільки для працівників які будуть за роботою користувачів;

2. Загальний доступ для всіх користувачів робота яких буде безпосередньо пов’язані з комп’ютером.

3. Повний доступ тільки для адміністратора, який буде мати повний доступ до всіх ресурсів

Ієрархію даної мережі наведено в таблиці 2.2

Таблиця 2.2

Перелік груп користувачів

Назва групи	Внутрішні ресурси	Доступ до мережі
Бухгалтер	Спеціальні каталоги та папки для відвідувачів	Перегляд об"єктів
Директор	Спеціальні мережеві ресурси	Повний доступ до спеціальних ресурсів
IT-співробітник	Доступ до всієї інформації	Обмеження доступу до папок
Адміністратор	Всі мережеві ресурси	Права адміністратора в каталогах, в тому числі зміна рівня і прав доступу

Обладнання мережі

Таблиця 2.3

Назва	Кількість
Робоча станція №1	6
Маршрутизатор TP-LINK TL-WR740N	1

Таблиця 2.4

Найменування		Шт.
Робоча Станція №1	DualCoreAMDAthlon64 X2, 2200 MHz/HDD 320Гб/ ОЗУ DDR2-800 4Гб	6
Монітор	Va903-3Series	6
Мережева карта	VIA Rhine II Comatible Fast Ethernet	6
Комутатор	Tecsar Ts-44	1
Кабель	TechLinkWiresMEDIA Cat5e Ethernet	300 м
Роз’єм	RJ-45	16

Таблиця 2.5

Програмне забезпечення

Програмне забезпечення	Кількість
Windows 7 Ultimate	6
Microsoft Office 7	6

Харкатеристика Windows 7 Ultimate

Таблиця 2.6

Процесор	32-розрядний (x86) або 64-розрядний (x64) процесор із тактовою частотою 1 ГГц або швидший
Об’єм оперативної пам’яті	1 ГБ (для 32-розрядної версії) або 2 ГБ (для 64-розрядної версії) оперативної пам’яті
Об’єм вільного місця на жорсткому диску	16 ГБ (для 32-розрядної версії) або 20 ГБ (для 64-розрядної версії) вільного місця на жорсткому диску

Таблиця 2.7

Характеристики принтера

Тип друку	Чорно-біла
Технологія	лазерна
Формат	А-4
Швидкість друку	14 стор/хв (ч/б А4)
Типкартриджу/тонеру	Canon 712
Об’єм пам’яті	2 Мб.
Інтерфейси	USB 2.0
Підтримка ОС	Windows, Linux, Mac OS

Мета роботи полягає в удосконаленні та модернізації існуючої мережі підприємства, що дозволить поліпшити продуктивність. Задачі до удосконалення мережі:

1. перехід на більш сучасне рішення, яке дозволить знизити витрати на обслуговування системи;

2. розширення спектру реалізовує інформаційною системою завдань і підвищення її функціональності;

3. розробити план заходів з оновлення програмних засобів;

2.2. Пропозиції та рекомендації по покращеню мережі на підприємстві «Обрій»

Удосконалення мережі полягає підвищення надійності існуючої мережі підприємства, що дозволить поліпшити продуктивність і знизити інформаційні ризики. Після аналізу виявлені такі задачі до удосконалення даної мережі:

1.Перехід з Ethernetна Fast Ethernet для швидшого обміну данними в локальный мережі.

2.Перехід на більш сучасне рішення, яке дозволить збільшити надійність мережі.

3.Розробити політику надійності мережі підприємства;

4.Визначити, найбільш значущі, в плані конфіденційності, ресурси підприємства, доступ до яких, сторонніх осіб (хакерів, інсайдерів і т.д.) може призвести до найбільших збитків;

5.Розробити та реалізувати комплекс проектів, сукупність яких дозволить забезпечити високу надійність мережі та обмін інформаційних ресурсів підприємства;

У зв’язку з впровадженням нової продукції та нового обладнання слід переглянути схему майбутньої удосконаленої та модернізованої локальної мережі підприємства (Додаток В). На протязі процесу планування удосконаленої мережі були визначені такі вимоги:

1. Перехід з Ethernetна Fast Ethernet.

2. Встановите більш надійне обладнання.

3. Встановити доступ до глобальної мережі

Характеристику мережевого обладнання наведено в таблицях.

В цьому офісі використовується мережа Ethernetна основі стандарту 10 Base T, на витій парі . Цей стандарт застарілий, та надійність його не велика, швидкість обміну данними дуже мала для для цього підприємства, тому я пропоную перейти Fast Ethernet який більш надійний, швидштй обмін данними в мережі, і на стандарт 100 Base TX на основі витої пари 5 категорії.

Переваги Fast Ethernet , над топологією Ethernet

Складна структура фізичного рівня Fast Ethernet - результат використання трьох варіантів кабельних систем-оптоволокно, 2-х парна вита пара категорії 5 і 4-х парна вита пара категорії 3, причому в порівнянні з варіантами фізичної реалізації Ethernet (а їх налічується шість), тут відмінності кожного варіанта від інших глибше - змінюється і кількість провідників, і методи кодування. А так як фізичні варіанти Fast Ethernet створювалися одночасно, а не еволюційно, як для мереж Ethernet, то була можливість детально визначити ті підрівні фізичного рівня, які не змінюються від варіанта до варіанту, і інші підрівні, специфічні для кожного варіанту.

Основними достоїнствами технології Fast Ethernet є: збільшення пропускної здатності сегментів мережі до 100 Мб / c; збереження методу випадкового доступу Ethernet; збереження зіркоподібною топології мереж і підтримка традиційних середовищ передачі даних - кручений пари і оптоволоконного кабелю .Ці властивості дозволили здійснити поступовий перехід від мереж 10Base-T до швидкісних мереж, яке зберігає значну наступність із добре знайомою технологією.

Офіційний стандарт 100Base-T (802.3u) встановив три різних специфікації для фізичного рівня (в термінах семиуровневой моделі OSI) для підтримки наступних типів кабельних систем:

100Base-TX для двохпарного кабелю на неекранованої кручений парі UTP категорії 5, або екранованої кручений парі STP Type 1;

100Base-T4 для чотирипарного кабелю на неекранованої кручений парі UTP категорії 3, 4 або 5;

100Base-FX для багатомодового оптоволоконного кабелю.Обладнання мережі яке я встановив ви можете переглянути в таблицях 2.7,2,8:

Таблиця 2.8

Встановлене обладнання

Назва	Кількість
Робоча станція №1	1
Комутатор D-Link DES-2108/E/B	1
Маршрутизатор Asus RT-N12 VP	1

Найменування		Шт.
Робоча Станція №1	Intel Core i5-4460/HDD 500Гб/ОЗП DDR3-1600 4Гб /	1
Монітор	21.5" Acer V226HQLAB	1
Мережева карта	TP-LINK TF-3239D	14
Кабель	UTP5	300 м
Роз’єм	RJ-45	30

Я порівняв декілька комутаторів для вибору краще підходящого до критерій.

Встановив такі комутатор D-Link DES-2108/E/B, тому що вони повністю підходять вище сказаним критеріям.

Характеристику цього комутатора наведено нижче .

Таблиця 2.9

Характеристика Комутатор D-Link DES-2108/E/B

Возможность удаленного управления	Управляемый
Порты	8 x Fast Ethernet (10/100 Мбит/с)
Поддержка PoE	Нет
Дополнительные возможности	Управление и настройка: Web-интерфейс управления Интерфейс командной строки CLI (Command Line Interface) Telnet SNMP v.1 Клиент DHCP Web-интерфейс мониторинга трафика (статистические данные)
Габариты и вес	193 x 119 x 32 мм
Гарантия	12 месяцев

Отже: удосконалена мережа буде працювати набагато ліпше, ніж існуюча. Завдяки заміненому обладнані, а перш за все завдяки переходу з коаксіального кабелю на виту пару, та з топології «шина» на топологію «зірка»

ВИСНОВОК

В ході роботи над курсовою роботою в теоретичній частині ми розглянули найстаріші локальні мережі, а саме такі як: Ethernet, Token – Ring, Arcnet, та їх характеристику .

В практичній частині роботи зробивши аналіз вже існуючої локальної мережі Ethernet в підприємстві «Обрій» зрозуміли, що вона підлягає вдосконаленню, так як стандарт Ethernet 10 Base T застарілий, а саме на ньому зроблена мережа. Відповідно і обладнання застаріле, та не задовольняє вимогам що ставляться перед мережою.. Порівнявши апаратне забезпечення за необхідними критеріями таких як: надійність, задовольняло стандарт Ethernet 100 Base-T, швидкодія, завадо захищеність. Визначили, що необхідний, нові робочі станції, WI-FI маршрутизатор, комутатор. Нове обладнання підходить для мережі оскільки повністю задовольняє вимоги що стоять перед мережою офісу, так як є дуже надійним, завадостійким та продуктивним.

Підводячи підсумки можна сказати, що локальній мережі підприємства «Обрый» були необхідні зміни, і варіант який ми розробили є один з кращих. Мережа стала більш продуктивна, а головне надійніша та швидшой.

Список використаних джерел

• Новиков Ю. Локальные сети: архитектура, алгоритмы, проектирование. – М.: изд-во ЭКОМ, 2000. – 568 с.

• Закер К. Компьютерные сети. Модернизация и поиск неисправностей: Пер. с англ. - СПб.: Петербург, 2004. -1008 с.: ил.

• Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. Учебник для вузов. 2-е изд. - СПб.: Питер-пресс, 2002 – 864с.

• Ярочкин В.И. Информационная безопасность: Учебник для студентов вузов.-М.:Академический Проект; Фонд "Мир",2003.-640с.

• Гандзюк М.П. Основи охорони праці. - К.: Каравела, 2004. - 407с.

• Жидецький В.Ц., Джигирей В.С., Мельников О.В. Основи охорони праці. - Львів: Афіша, 2000. -349 с.

• Стеблюк М.І. Цивільна оборона. – К., 1994.

• Миценко І. М. , Мезенцева О. М. Цивільна оборона: Навчальний посібник. - Чернівці: Книги - XXI, 2004. - 404 с.

• http://ru.wikipedia.org

• http://olkhovoyab.narod.ru/Set_adapt_ether.htm

• http://shop.nag.ru/catalog/01897.Mediakonvertery/02401.25Gb/04832.SNR-CVT-3SFP#!prettyPhoto[catalog_item_image_list]/2/

• http://rozetka.com.ua/asus_rt_n65u/p233544/

• http://www.tsg.com.ua/Shop/View/6157077-%D0%9C%D0%B5%D0%B4%D1%96%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%BD%D0%B2%D0%B5%D0%BA%D1%82%D0%BE%D1%80-Vagos-WDM100

• http://wiki.kspu.kr.ua

• httpHYPERLINK "http://library.if.ua/book/9/974.html"://HYPERLINK "http://library.if.ua/book/9/974.html"libraryHYPERLINK "http://library.if.ua/book/9/974.html".HYPERLINK "http://library.if.ua/book/9/974.html"ifHYPERLINK "http://library.if.ua/book/9/974.html".HYPERLINK "http://library.if.ua/book/9/974.html"uaHYPERLINK "http://library.if.ua/book/9/974.html"/HYPERLINK "http://library.if.ua/book/9/974.html"bookHYPERLINK "http://library.if.ua/book/9/974.html"/9/974.HYPERLINK "http://library.if.ua/book/9/974.html"html

• http://www.ukrreferat.com/index.php?referat=44888HYPERLINK "http://www.ukrreferat.com/index.php?referat=44888&pg=3"&HYPERLINK "http://www.ukrreferat.com/index.php?referat=44888&pg=3"pg=3

• http://www.avosp.ru/

• httpHYPERLINK "http://www.on-line-teaching.com/IBM-PC/03_Programm.html"://HYPERLINK "http://www.on-line-teaching.com/IBM-PC/03_Programm.html"wwwHYPERLINK "http://www.on-line-teaching.com/IBM-PC/03_Programm.html".HYPERLINK "http://www.on-line-teaching.com/IBM-PC/03_Programm.html"onHYPERLINK "http://www.on-line-teaching.com/IBM-PC/03_Programm.html"-HYPERLINK "http://www.on-line-teaching.com/IBM-PC/03_Programm.html"lineHYPERLINK "http://www.on-line-teaching.com/IBM-PC/03_Programm.html"-HYPERLINK "http://www.on-line-teaching.com/IBM-PC/03_Programm.html"teachingHYPERLINK "http://www.on-line-teaching.com/IBM-PC/03_Programm.html".HYPERLINK "http://www.on-line-teaching.com/IBM-PC/03_Programm.html"comHYPERLINK "http://www.on-line-teaching.com/IBM-PC/03_Programm.html"/HYPERLINK "http://www.on-line-teaching.com/IBM-PC/03_Programm.html"IBMHYPERLINK "http://www.on-line-teaching.com/IBM-PC/03_Programm.html"-HYPERLINK "http://www.on-line-teaching.com/IBM-PC/03_Programm.html"PCHYPERLINK "http://www.on-line-teaching.com/IBM-PC/03_Programm.html"/03_HYPERLINK "http://www.on-line-teaching.com/IBM-PC/03_Programm.html"ProgrammHYPERLINK "http://www.on-line-teaching.com/IBM-PC/03_Programm.html".HYPERLINK "http://www.on-line-teaching.com/IBM-PC/03_Programm.html"html

• http://www.5byte.ru/8/0005.php

• http://www.znakcomplect.ru/safety6.php

•

ДОДАТКИ

Додаток А.