Локальные сети к.пед.н., доцент каф. ИВТ Ломаско Павел Сергеевич Лекция 2 Компьютерные сети, Интернет и мультимедиа технологии вторник, 11 августа 2015 г.

План 1. Определение локальных сетей. 2. Сетевые проводники. 3. Сетевые топологии. 4. Кодирование и передача информации в сетях.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЛОКАЛЬНЫХ СЕТЕЙ

LAN Локальная вычислительная сеть компьютерная сеть, покрывающая обычно относительно небольшую территорию или небольшую группу зданий. Отличительные особенности: Высокая скорость передачи информации, большая пропускная способность сети. Приемлемая скорость сейчас не менее 10 Мбит/с. Низкий уровень ошибок передачи (или, что тоже самое, высококачественные каналы связи). Эффективный, быстродействующий механизм управления обменом по сети. Чётко определённое количество компьютеров и их технические/программные особенности.

Что такое

СЕТЕВЫЕ ПРОВОДНИКИ

Типы

Коаксиал (коаксиальная пара) Пара, проводники которой расположены соосно и разделены изоляцией. 1 внутренний проводник (медная проволока), 2 изоляция (сплошной полиэтилен), 3 внешний проводник (оплётка из меди), 4 оболочка (светостабилизированный полиэтилен).

Категории коаксиалов RG-8 и RG-11 «Толстый Ethernet» (Thicknet), 50 Ом. Стандарт 10BASE5; RG-58 «Тонкий Ethernet» (Thinnet), 50 Ом. Стандарт 10BASE2: – RG-58/U сплошной центральный проводник, – RG-58A/U многожильный центральный проводник, – RG-58C/U военный кабель; RG-59 телевизионный кабель (Broadband/Cable Television), 75 Ом. RG-6 телевизионный кабель (Broadband/Cable Television), 75 Ом. Кабель категории RG-6 имеет несколько разновидностей, которые характеризируют его тип и материал исполнения. RG-11- магистральный кабель, практически незаменим, если требуется решить вопрос с большими расстояниями. Этот вид кабеля можно использовать даже на расстояниях около 600 м. Укреплённая внешняя изоляция позволяет без проблем использовать этот кабель в сложных условиях (улица, колодцы). RG-62 ARCNet, 93 Ом RG – шкала «Radio Guide»

RG-8/RG-11 Диаметр 12 мм Стандарт 10BASE5 Разъем AUI (DIX) Расстояние до 500 м Скорость до 10 мбит/с «Желтый Ethernet»

RG-58 Диаметр 6 мм Т-коннектор, I-коннектор Стандарт 10BASE2 Расстояние до 185 м Скорость до 10 мбит/с

Оптическое волокно В качестве физической среды передачи данных по кабелю используют свет (фотоны), сформированный лазером. 1.Полиэтилен. 2. Лавсановая плёнка. 3. Витые стальные провода. 4. Алюминиевый "водный барьер". 5.Поликарбонат. 6. Медная или алюминиевая трубка. 7. Углеводородный гель. 8.Оптоволокно.

Витая пара вид кабеля связи, представляет собой одну или несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой (с небольшим числом витков на единицу длины), покрытых пластиковой оболочкой. неэкранированная (UTP Unshielded twisted pair) без защитного экрана; фольгированная (FTP Foiled twisted pair, F/UTP) присутствует один общий внешний экран в виде фольги; экранированная (STP Shielded twisted pair) присутствует защита в виде экрана для каждой пары и общий внешний экран в виде сетки; фольгированная экранированная витая пара (S/FTP Screened Foiled twisted pair) внешний экран из медной оплетки и каждая пара в фольгированной оплетке.

Категории ВП CAT1 телефонный кабель, всего одна пара. Используется только для передачи голоса или данных при помощи модема. CAT2 старый тип кабеля, 2 пары проводников, поддерживал передачу данных на скоростях до 4 Мбит/с, использовался в сетях Token ring и Arcnet. CAT3 4-парный кабель, используется при построении телефонных и локальных сетей 10BASE-T и token ring, поддерживает скорость передачи данных до 10 Мбит/с или 100 Мбит/с по технологии 100BASE- T4 на расстоянии не дальше 100 метров. В отличие от предыдущих двух, отвечает требованиям стандарта IEEE CAT4 (полоса частот 20 МГц) кабель состоит из 4 скрученных пар, использовался в сетях token ring, 10BASE-T, 100BASE-T4, скорость передачи данных не превышает 16 Мбит/с по одной паре, сейчас не используется.

Категории ВП CAT5 4-парный кабель, использовался при построении локальных сетей 100BASE-TX и для прокладки телефонных линий, поддерживает скорость передачи данных до 100 Мбит/с при использовании 2 пар. CAT5e 4-парный кабель, усовершенствованная категория 5. Скорость передач данных до 100 Мбит/с при использовании 2 пар и до 1000 Мбит/с при использовании 4 пар. Кабель категории 5e является самым распространённым и используется для построения компьютерных сетей. Иногда встречается двухпарный кабель категории 5e. Кабель обеспечивает скорость передач данных до 100 Мбит/с.

Категории ВП CAT6 применяется в сетях Fast Ethernet и Gigabit Ethernet, состоит из 4 пар проводников и способен передавать данные на скорости до 1000 Мбит/с и до 10 гигабит на расстояние до 50 м. CAT6a применяется в сетях Ethernet, состоит из 4 пар проводников и способен передавать данные на скорости до 10 Гбит/с и планируется использовать его для приложений, работающих на скорости до 40 Гбит/с. CAT7 спецификация на данный тип кабеля утверждена только международным стандартом ISO 11801, скорость передачи данных до 10 Гбит/с, частота пропускаемого сигнала до МГц. Кабель этой категории имеет общий экран и экраны вокруг каждой пары. Седьмая категория, строго говоря, не UTP, а S/FTP (Screened Fully Shielded Twisted Pair).

Обжим ВП для создания прямого кабеля соединения порта сетевой карты со свитчем или хабом перекрёстный – для соединения напрямую двух сетевых плат, установленных в компьютеры, а также для соединения некоторых старых моделей хабов или свитчей (uplink-порт).

Схема обжима Прямой Кросс-овер

Обжим ВП ВП обычно продаётся в «бухтах» Коннектор типа RJ-45 Используется обжимное устройство

Сводные характеристики Тип Кабеля Скорость передачи данных (мегабит в секунду) Макс официальная длина сегмента, м Макс неофиц. длина сегмента, м Возможность восстановления при повреждении \ Наращивание длины Подверженность помехам Стоимость Витая пара Неэкран. Витая пара 100 / 10 / 1000 Мбит/с 100 / 100 /100 м 150 /300 / 100 м Хорошая Средняя Низкая, 3- 6 руб/метр Экраниров. витая пара 100 / 10 / 1000 Мбит/с 100 / 100 / 100 м 150 / 300 / 100 м Хорошая Низкая Средняя, 8 руб/метр Коакс. кабель Тонкий коаксиальный кабель 10 Мбит/с 185 м 250(300) м Плохая Требуется пайка Высокая Низкая Толстый Коакс. кабель 10 Мбит/с 500 м 600(700) Плохая Требуется пайка Высокая Средняя Оптоволокно Одномодовое оптоволокно Мбит До 100 км---- Требуется спец оборудование Отсутствует 1-3$ за метр Многомодовое оптоволокно 1-2 Гбит До 550 м---- Требуется спец. оборудование Отсутствует 1-3$ за метр

СЕТЕВЫЕ ТОПОЛОГИИ

Сетевая топология (от греч. τόπος, - место) способ описания конфигурации сети, схема расположения и соединения сетевых устройств. Типы Тип Описывает Физическаяреальное расположение и связи между узлами сети Логическаяциркуляцию сигналов в рамках физической топологии Информационнаянаправление потоков информации, передаваемых по сети Управленияпринцип передачи права на пользование сетью

Физические топологии

Шина (bus) все компьютеры параллельно подключаются к одной линии связи информация от каждого компьютера одновременно передаётся всем остальным компьютерам предполагает идентичность сетевого оборудования компьютеров, а также равноправие всех абонентов по доступу к сети если несколько компьютеров будут передавать информацию одновременно, она исказится в результате наложения (конфликта, коллизии) при отказе любого из компьютеров сети, исправные машины смогут нормально продолжать обмен необходимо предусматривать включение на концах шины специальных согласующих устройств – терминаторов при сегментации сетей необходимы репитеры

Кольцо каждый компьютер соединён линиями связи с двумя другими: от одного он получает информацию, а другому передаёт. каждый компьютер ретранслирует (восстанавливает, усиливает) приходящий к нему сигнал.

Звезда (star) единственная топология сети с явно выделенным центром, к которому подключаются все остальные хосты. недостаток топологии звезда состоит в жёстком ограничении количества хостов

Гибриды

КОДИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ В СЕТЯХ

Кодирование Информация в кабельных локальных сетях передаётся в закодированном виде, то есть каждому биту передаваемой информации соответствует свой набор уровней электрических сигналов в сетевом кабеле. Модуляция - процесс преобразования информационного сигнала в сигнал, предназначенный для передачи по линии связи.

Коды в ЛВС NRZ (Non Return to Zero – без возврата к нулю) – это простейший код, представляющий собой обычный цифровой сигнал. 0- высокий уровень напряжения в кабеле, 1 – низкий уровень напряжения. RZ (Return to Zero – с возвратом к нулю) – этот трехуровневый код, после значащего уровня сигнала в первой половине битового интервала следует возврат к некоему "нулевому", среднему уровню (например, к нулевому потенциалу). Переход к нему происходит в середине каждого битового интервала. 0 - положительный импульс, 1 – отрицательный в первой половине битового интервала. Манчестерский код (код Манчестер-II) получил наибольшее распространение в локальных сетях. Относится к самосинхронизирующимся кодам. Бифазный код - разновидность манчестерского, отличается от классического тем, что он не зависит от перемены мест двух проводов кабеля..

ОБМЕН ИНФОРМАЦИЕЙ В СЕТЯХ

Информация пакеты (packets) кадры (frames) блоки Процесс информационного обмена в сети представляет собой чередование пакетов, каждый из которых содержит информацию, передаваемую от хоста к хосту.

Структура пакета

Пример обмена пакетами при сеансе связи

Инкапсуляция пакетов

Методы управления обменом

Дополнительно