Компьютерные сети, топологии

Содержание

Слайд 2

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004

NETS and OSs

Платы сетевого адаптера

Платы сетевого адаптера

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004 NETS and OSs Платы сетевого адаптера
(физ. интерфейс между сетью и компьютером).
Назначение: - подготовка данных, поступающих с верхних уровней к передаче (параллельные электрич. в последовательные опти- или электрические сигналы, трансивер); - прием и передача; - управление потоком данных между компьютером и сетью, буферизация (платы связывающихся сетевых адаптеров обговаривают: макс. размер блока данных объем данных, интервалы между блоками, интервал, в течение кот. нужно послать подтверждение, объем данных, который может принять каждая плата, не переполняясь, скорость передачи данных и т.д.).
Уникальный адрес канального уровня модели OSI/RM, зашиваемый производителем в ПЗУ (6 байт, напр. A0-FF-53-00-25-1B).

Слайд 3

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004

NETS and OSs

Платы сетевого адаптера (PCI)

1. Флеш-память.

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004 NETS and OSs Платы сетевого адаптера
2. Панель под boot-rom. 3. Центральный чип. 4. Кварцевый резонатор. 5. Преобразователь напряжения из 5 в 9 Вольт. Нужен для питания трансивера 8. В сетевых картах "только ТР" отсутствует. 6 и 7. Трансформаторная сборка для витой пары и коаксиала соответственно. Служит для согласования и гальванической развязки. 8. Трансивер для коаксиального кабеля. 9. Разрядник. 10 и 11. Разъемы витой пары и коаксиального кабеля.

Слайд 4

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004

NETS and OSs

Параметры конфигурации

Параметры конфигурации (зависят от

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004 NETS and OSs Параметры конфигурации Параметры
архитектуры компьютера и системных шин). Аппаратное прерывание, базовый адрес порта ввода/вывода (300-30F), базовый адрес памяти (в качестве буфера для входящих/выходящих кадров данных, напр. D8000, может отсутствовать), используемый трансивер (программно или перемычками), иногда аппаратный адрес адаптера.
Производительность сетевой карты. - прямой доступ к памяти (минуя ЦП); - разделяемая память адаптера; - разделяемая системная память (CPU платы использует ОЗУ); - буферизация; - встроенный проц. на плате.

Слайд 5

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004

NETS and OSs

Типы сетей

Типы сетей
а) одноранговая,
б) на

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004 NETS and OSs Типы сетей Типы
основе сервера,
в) комбинированные сети.
а) рабочая группа <10 чел., низкая стоимость, ОСистемы - Win95, 98…, вопросы сетевой защиты не критичны, расширения не планируются, подготовка пользователя-администратора.
б) специализированные серверы: файл- и принт-серверы, серверы приложений (посылают только данные на запрос), почтовые, факс- и коммуникационные серверы. Разделение ресурсов, защита (1000 и более пользователей), избыточность данных, резервное копирование, требуются более производительные компьютеры.
Узкие места в архитектуре компьютеров и сетевом общении (2002-2004 годы - наблюдается баланс между тремя этими подсистемами):
- центральный процессор
- жесткий диск (устройства ввода-вывода)
- сетевая карта

Слайд 6

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004

NETS and OSs

Топологии сетей, шина

Физическая (по схеме

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004 NETS and OSs Топологии сетей, шина
подсоединения кабелей между коммуникационными устройствами, физическому расположению компонентов сети) и логическая топологии (по схеме доступа к среде передачи, процедуре и порядку общения между устройствами).
Базовые топологии:
Шина (пассивная технология, компьютеры прослушивают сеть, ничего не транслируя и перемещая по сети, выбирают сами момент для передачи в общую для всех станций среду, обрабатывает кадр только компьютер, которому предназначены данные.
Физические аспекты распространения сигналов в кабельной системе: отражение (терминатор), затухание (репитер), при нарушении целостности сети трудно локализовать проблемы. Пример: Ethernet, построенный на коаксиальном кабеле (одновременно шинная топология физически и логически).

Слайд 7

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004

NETS and OSs

Топология шина (Ethernet)

Посланный в сеть

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004 NETS and OSs Топология шина (Ethernet)
сигнал получат все станции почти одновременно

репитер (усилитель-повторитель)

компьютеры

терминатор

коакс. кабель

1

BNC коннектор

Слайд 8

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004

NETS and OSs

Топология звезда (Ethernet)

Звезда: концентратор (активные

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004 NETS and OSs Топология звезда (Ethernet)
с питанием и пассивные хабы), лишний расход кабеля, возможность отключения компьютеров от сети, простота расширения сети за счет каскадирования, использование различных портов для подключения кабелей разных типов, вытеснила физическую топологию шина.

витая пара

витая пара

каскадное включение репитеров (хабов)

Слайд 9

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004

NETS and OSs

Топология кольцо (Token Ring)

Кольцо: каждый

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004 NETS and OSs Топология кольцо (Token
компьютер в роли репитера (активность), передача маркера, сложнее локализовать проблемы кабельной системы.

направление продвижения маркера и информационных кадров

На практике при монтаже сети с логической топологией кольцо применяется физическая топология звезда

Слайд 10

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004

NETS and OSs

Иерархическая топология

Иерархическая топология: устройство на

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004 NETS and OSs Иерархическая топология Иерархическая
высшем уровне иерархии управляет распространением трафика между устройствами низшего уровня иерархии. Отказ одного из управляющих устройств влечет за собой отказ всей нижеследующей ветки. Возможны перегрузки сети.

корневое коммуникационное устройство

Слайд 11

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004

NETS and OSs

Другие топологии

Комбинированные технологии: звезда-шина, звезда-кольцо.
Концентраторы

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004 NETS and OSs Другие топологии Комбинированные
соединены магистральной линейной шиной или используют звезду на основе главного концентратора.
Сеть (mesh): все со всеми.
Спутниковая связь:
один ко многим (не звезда)
Точка-точка (point-to-point): один к одному
Соты (радиодоступ), мобильные
сети: базовые станции часто
связаны между собой
обычными наземными каналами.

зона покрытия каждой базы

базовая станция

Слайд 12

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004

NETS and OSs

Беспроводные сети

Способы передачи:
инфракрасное излучение

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004 NETS and OSs Беспроводные сети Способы
(прямое, рассеянное, отраженное),
лазер (прямая видимость),
радиопередача в узком спектре (необходимо вкладывать большую мощность в одну частоту - помехи окружающим),
радиопередача в рассеянном спектре (в безлицензионном диапазоне)
а) Метод скачущей частоты (Frequency Hopping Spread Spectrum, FHSS) Передача коротких серий данных на одной частоте, потом на другой, потом на третьей… Сложно декодировать (подслушать), приемник должен знать алгоритм перепрыгивания по частотам. Помехи друг другу, в результате, при совпадении частот у двух передатчиков они вынуждены будут снова передать небольшую серию.
б) Метод прямой последовательности (Direct Sequence Spread Spectrum, DSSS)
Каждый бит заменяется псевдослучайной последовательностью более 10 бит, таким образом повышается частота модулируемого сигнала, а сл. более размытый спектр. Псевдослучайность гарантирует "хорошее" размытие. Сигнал очень сложно декодировать, т.к. надо знать заранее этот алгоритм кодирования, а также из-за спектрального размытия сигнал очень похож на шум.
Напр., сначала "0" кодируется 0100011011, потом 0111101001 и т.д.

Слайд 13

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004

NETS and OSs

Вопрос

Дано:
1. Все устройства (например, датчики

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004 NETS and OSs Вопрос Дано: 1.
DS1820) подключаются параллельно по одним и тем же трем проводам к микроконтроллеру
2. Каждый датчик имеет свой собственный уникальный 8-байтовый идентификационный номер
3. Микроконтроллер последовательно опрашивает все датчики по возрастанию их номеров
Вопрос:
Какова физическая и логическая топология в этом случае?

MCU

DS1820 DS1820 DS1820 DS1820

data
+5V