Стандартизация и унификация ЛВС
Министерство образования и
Федеральное
государственное бюджетное
САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет автоматики и информационных технологий
Кафедра «Информационные технологии»
Реферат
по дисциплине «Разработка и стандартизация программно-технических средств»
на тему «Стандартизация и унификация ЛВС»
Выполнил:
Садкин Михаил
Руководитель:
доцент
Самара 2012
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………
1. ЛВС. Определение, принципы, преимущества……………………………….4
2. Модель OSI…………………………………………………………………….
3. Наиболее известные протоколы в сети Интернет………………………….…7
4. Технологии передачи данных…………
4.1 Ethernet…………………………………………………………
4.2 Token ring……………………………………………………………...
4.3 FDDI…………………………………………………...…………
5. Линии и методы передачи данных……………………………………….…….13
5.1 Проводные
компьютерные сети…………………………………
5.2 Беспроводные
компьютерные сети…………………………………
6. Сетевые платы…………………………………………………….……..
7. Топологии ЛВС……………………………………………………….…………
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ…...…………………………..23
ВВЕДЕНИЕ
С распространением электронно-вычислительных
машин нетрудно предсказать рост
в потребности передачи данных. На
сегодняшний день в мире существует
более 130 миллионов компьютеров и
более 80 процентов из них объединены
в различные информационно-
Такие огромные потенциальные возможности которые несет в себе вычислительная сеть и тот новый потенциальный подъем который при этом испытывает информационный комплекс, а так же значительное ускорение производственного процесса не дают нам право не принимать это к разработке и не применять их на практике.
Использование локальных сетей
позволяет облегчить доступ к
устройствам оконечного оборудования
данных установленных в учреждении.
Эти устройства – не только ЭВМ,
но и другие устройства, обычно используемые
в учреждениях, такие, как принтеры,
графопостроители и все возрастающее
число электронных устройств
хранения и обработки файлов и
баз данных. Локальная сеть представляет
собой канал и протоколы обмена
данными для связи рабочих
станций и ЭВМ.
- ЛВС. Определение, принципы, преимущества
Локальная
вычислительная сеть — это связанные
между собой в единую информационную
систему персональные компьютеры, принтеры,
факсы, серверы и другое телекоммуникационное
оборудование. Сеть дает возможность
отдельным сотрудникам
Принципы построения ЛВС:
- Открытость - возможность подключения дополнительных компьютеров и других устройств, а также линий (каналов) связи без изменения технических и программных средств существующих компонентов сети.
- Гибкость - сохранение работоспособности при изменении структуры в результате выхода из строя любого компьютера или линии связи.
- Эффективность - обеспечение требуемого качества обслуживания пользователей при минимальных затратах.
Преимущества ЛВС:
• совместное использование элементов сети;
• возможность быстрого доступа к необходимой информации;
• надежное хранение и резервирование данных; защиту информации;
• использование ресурсов современных технологий (доступ в Интернет, системы электронного документооборота и проч.).
Сетевой протокол - набор правил и действий (очерёдности действий), позволяющий осуществлять соединение и обмен данными между двумя и более включёнными в сеть устройствами.
Разные протоколы, зачастую, описывают лишь разные стороны одного типа связи; взятые вместе, они образуют стек протоколов.
Новые протоколы
для Интернета определяются IETF, а
прочие протоколы — IEEE или ISO. ITU-T занимается
телекоммуникационными
- Модель OSI
Наиболее распространённой системой классификации сетевых протоколов является так называемая модель OSI, в соответствии с которой протоколы делятся на 7 уровней по своему назначению.
Прикладной уровень - верхний уровень модели, обеспечивающий взаимодействие пользовательских приложений с сетью: позволяет приложениям использовать сетевые службы; отвечает за передачу служебной информации; предоставляет приложениям информацию об ошибках; формирует запросы к уровню представления.
Представительский уровень - обеспечивает преобразование протоколов и шифрование/дешифрование данных. Запросы приложений, полученные с прикладного уровня, на уровне представления преобразуются в формат для передачи по сети, а полученные из сети данные преобразуются в формат приложений. На этом уровне может осуществляться сжатие/распаковка или кодирование/декодирование данных, а также перенаправление запросов другому сетевому ресурсу, если они не могут быть обработаны локально.
Сеансовый уровень - обеспечивает поддержание сеанса связи, позволяя приложениям взаимодействовать между собой длительное время. Уровень управляет созданием/завершением сеанса, обменом информацией, синхронизацией задач, определением права на передачу данных и поддержанием сеанса в периоды неактивности приложений.
Транспортный уровень - контролирует очередность прохождения компонент сообщения, предназначен для обеспечения надёжной передачи данных от отправителя к получателю.
Сетевой уровень предназначен для определения пути передачи данных. Отвечает за трансляцию логических адресов и имён в физические, определение кратчайших маршрутов, коммутацию и маршрутизацию, отслеживание неполадок и «заторов» в сети. Протоколы сетевого уровня маршрутизируют данные от источника к получателю.
Канальный уровень - предназначен для обеспечения взаимодействия сетей на физическом уровне и контроля за ошибками, которые могут возникнуть. Полученные с физического уровня данные он упаковывает в кадры, проверяет на целостность, исправляет ошибки и отправляет на сетевой уровень. Канальный уровень может взаимодействовать с одним или несколькими физическими уровнями, контролируя и управляя этим взаимодействием. На этом уровне работают коммутаторы, мосты и другие устройства.
Физический уровень - нижний уровень модели, предназначенный непосредственно для передачи потока данных. Осуществляет передачу электрических или оптических сигналов в кабель или в радиоэфир и, соответственно, их приём и преобразование в биты данных в соответствии с методами кодирования цифровых сигналов. Физический уровень определяет такие виды сред передачи данных как оптоволокно, витая пара, коаксиальный кабель, спутниковый канал передач данных и т. п.
Соответствие протоколов передачи данных модели уровней OSI приведено в таблице 1.
Таблица 1 – Модель OSI
Уровень OSI |
Протоколы |
Прикладной уровень |
HTTP, gopher, Telnet, DNS, SMT |
Представления уровень |
HTTP, ASN.1, XML-RPC, TDI, XDR |
Сеансовый уровень |
ASP, ADSP, DLC, Named Pipes, NBT, NetBIOS,NWLink, Pr |
Транспортный уровень |
TCP, UDP, NetBEUI, AEP, ATP, I |
Сетевой уровень |
IP, IPv6, ICMP, IGMP, IPX, NWL |
Канальный уровень |
STP, ARCnet, ATM, DTM, SLIP, S |
Физический уровень |
RS-232, RS-422, RS-423, RS-449 |
- Наиболее известные протоколы в
сети Интернет
HTTP (Hyper Text
Transfer Protocol) — это протокол передачи
гипертекста. Используется при
пересылке Web-страниц с
FTP (File Transfer Protocol) — это протокол передачи файлов с файлового сервера на компьютер пользователя или наоборот.
POP (Post Office
Protocol) — это стандартный протокол
почтового соединения. Серверы POP
обрабатывают входящую почту,
а протокол POP предназначен для
обработки запросов на
SMTP (Simple
Mail Transfer Protocol) — протокол, который
задает набор правил для
Стек протоколов TCP/IP — это два протокола нижнего уровня, являющиеся основой связи в сети Интернет. Протокол TCP (Transmission Control Protocol) разбивает передаваемую информацию на пакеты и нумерует все пакеты. С помощью протокола IP (Internet Protocol) все части передаются получателю. Далее с помощью протокола TCP проверяется, все ли части получены. При получении всех пакетов TCP располагает их в нужном порядке и собирает в единое целое.
- Технологии передачи данных
- Ethernet
Ethernet — пакетная технология передачи данных преимущественно локальных компьютерных сетей. Стандарты Ethernet определяют проводные соединения и электрические сигналы на физическом уровне, формат кадров и протоколы управления доступом к среде — на канальном уровне модели OSI. Ethernet в основном описывается стандартами IEEE группы 802.3. Ethernet стал самой распространённой технологией ЛВС в середине 1990-х годов, вытеснив такие устаревшие технологии, как Arcnet, FDDI и Token ring.
Существует несколько форматов Ethernet-кадра:
- Первоначальный Version I (больше не применяется).
- Ethernet Version 2 или Ethernet-кадр II, ещё называемый DIX (аббревиатура первых букв фирм-разработчиков DEC, Intel, Xerox) — наиболее распространена и используется по сей день.
- Novell — внутренняя модификация IEEE 802.3 без LLC (Logical Link Control).
- Кадр IEEE 802.2 LLC.
- Кадр IEEE 802.2 LLC/SNAP.
- Некоторые сетевые карты Ethernet, производимые компанией HP использовали при работе кадр формата IEEE 802.12, соответствующий стандарту 100VG-AnyLAN.
Разновидности Ethernet:
- 10 Мбит/с Ethernet
Быстрый Ethernet (Fast Ethernet, 100 Мбит/с)
Гигабитный Ethernet (Gigabit Ethernet, 1 Гбит/с)
10-гигабитный Ethernet (Ethernet 10G, 10 Гбит/с)
40-гигабитный и 100-гигабитный Ethernet
В зависимости от скорости передачи
данных, и передающей среды существует
несколько вариантов
Большинство Ethernet-карт и других устройств имеет поддержку нескольких скоростей передачи данных, используя автоопределение скорости и дуплексности, для достижения наилучшего соединения между двумя устройствами. Если автоопределение не срабатывает, скорость подстраивается под партнёра, и включается режим полудуплексной передачи. Например, наличие в устройстве порта Ethernet 10/100 говорит о том, что через него можно работать по технологиям 10BASE-T и 100BASE-TX, а порт Ethernet 10/100/1000 — поддерживает стандарты 10BASE-T, 100BASE-TX и 1000BASE-T.
- Token ring
Изначально технология была разработана компанией IBM в 1984 году. В 1985 комитет IEEE 802 на основе этой технологии принял стандарт IEEE 802.5. В последнее время даже в продукции IBM доминируют технологии семейства Ethernet, несмотря на то, что ранее в течение долгого времени компания использовала Token Ring в качестве основной технологии для построения локальных сетей.
Token Ring —
технология локальной
Станции на локальной вычислительной сети (LAN) Token ring логически организованы в кольцевую топологию с данными, передаваемыми последовательно от одной кольцевой станции до другой с управляющим маркером, циркулирующим вокруг кольцевого доступа управления. Этот механизм передачи маркёра совместно использован ARCNET, маркёрной шиной, и FDDI, и имеет теоретические преимущества перед стохастическим CSMA/CD Ethernet.
Сети с передачей маркёра перемещают вдоль сети небольшой блок данных, называемый маркёром. Владение этим маркёром гарантирует право передачи. Если узел, принимающий маркёр, не имеет информации для отправки, он просто переправляет маркёр к следующей конечной станции. Каждая станция может удерживать маркёр в течение определенного максимального времени (по умолчанию — 10 мс).
Данная технология предлагает вариант решения проблемы коллизий, которая возникает при работе локальной сети. В технологии Ethernet, такие коллизии возникают при одновременной передаче информации несколькими рабочими станциями, находящимися в пределах одного сегмента, то есть использующих общий физический канал данных.
Если у станции, владеющей маркёром, имеется информация для передачи, она захватывает маркёр, изменяет у него один бит (в результате чего маркёр превращается в последовательность «начало блока данных»), дополняет информацией, которую он хочет передать и отсылает эту информацию к следующей станции кольцевой сети. Когда информационный блок циркулирует по кольцу, маркёр в сети отсутствует (если только кольцо не обеспечивает «раннего освобождения маркёра» — early token release), поэтому другие станции, желающие передать информацию, вынуждены ожидать. Следовательно, в сетях Token Ring не может быть коллизий. Если обеспечивается раннее высвобождение маркёра, то новый маркёр может быть выпущен после завершения передачи блока данных.
Информационный блок циркулирует по кольцу, пока не достигнет предполагаемой станции назначения, которая копирует информацию для дальнейшей обработки. Информационный блок продолжает циркулировать по кольцу; он окончательно удаляется после достижения станции, отославшей этот блок. Станция отправки может проверить вернувшийся блок, чтобы убедиться, что он был просмотрен и затем скопирован станцией назначения.
Модификации Token Ring и их отличительные особенности приведены в таблице 2.
Таблица 2 – Характеристики модификаций Token Ring
Характеристики |
IBM token ring |
IEEE 802.5 |
Скорость передачи данных |
4,16 Мбит/с |
4,16 Мбит/с |
Количество станций в сегменте |
260 (экранированная витая пара) 72 (неэкранированная витая пара) |
250 |
Топология |
Кольцо |
Не специализировано |
Кабель |
Витая пара |
Не специализировано |
- FDDI
FDDI —
Волоконно-оптический
В качестве среды передачи данных в FDDI рекомендуется использовать волоконно-оптический кабель, однако можно использовать и медный кабель, в таком случае используется сокращение CDDI (Copper Distributed Data Interface). В качестве топологии используется схема двойного кольца, при этом данные в кольцах циркулируют в разных направлениях. Одно кольцо считается основным, по нему передаётся информация в обычном состоянии; второе — вспомогательным, по нему данные передаются в случае обрыва на первом кольце. Для контроля за состоянием кольца используется сетевой маркер, как и в технологии Token Ring.
Поскольку такое дублирование повышает надёжность системы, данный стандарт с успехом применяется в магистральных каналах связи.
Сравнительная характеристика протоколов FDDI, Token Ring и Ethernet приведена в таблице 3.
Таблица 3 - Сравнительная характеристика протоколов FDDI, Token Ring и Ethernet
Характеристика |
FDDI |
Token Ring |
Ethernet |
Описание стандарта |
IEEE 802.2 |
IEEE 802.5 |
IEEE 802.3 |
Скорость |
100Мб/с |
16 Мб/с |
до 100Гб/с |
Максимальная длина сети |
200 км |
1000 м |
2500 м |
Макс.расстояние между узлами |
2 км |
100 м |
2500 м |
Максимальное количество узлов |
500 |
260 для экранированной витой пары, 72 для неэкранированной витой пары |
1024 |
Среда передачи данных |
Многомодовое оптоволокно, неэкранированная витая пара |
Экранированная и оптоволокно |
Толстый коаксиальный кабель, тонкий коаксиальный кабель, витая пара, оптоволокно |
Топология |
Двойное кольцо |
Шина/звезда |
Звезда/кольцо |
- Линии и методы передачи данных
5.1 Проводные компьютерные сети
Телефонный
провод двух- или четырёхжильный телефонный
кабель, предназначенный для
Коаксиальный кабель - это кабель с центральным медным проводом, который окружен слоем изолирующего материала для того, чтобы отделить центральный проводник от внешнего проводящего экрана (медной оплетки или слой алюминиевой фольги). Внешний проводящий экран кабеля покрывается изоляцией. Существует два типа коаксиального кабеля: тонкий коаксиальный кабель диаметром 5 мм и толстый коаксиальный кабель диаметром 10 мм. Стоимость коаксиального кабеля выше стоимости витой пары и выполнение монтажа сети сложнее, чем витой парой. Коаксиальный кабель применяется, например, в локальных сетях с архитектурой Ethernet, построенных по топологии типа “общая шина”. Коаксиальный кабель более помехозащищенный, чем витая пара и снижает собственное излучение. Пропускная способность – 50-100 Мбит/с. Допустимая длина линии связи – несколько километров. Несанкционированное подключение к коаксиальному кабелю сложнее, чем к витой паре.
Витая пара — кабель связи, который представляет собой витую пару медных проводов (или несколько пар проводов), заключенных в экранированную оболочку. Пары проводов скручиваются между собой с целью уменьшения наводок. Витая пара является достаточно помехоустойчивой. Существует два типа этого кабеля: неэкранированная витая пара UTP и экранированная витая пара STP.
Используется
в телекоммуникациях и в
Характерным для этого кабеля является простота монтажа. При монтаже кабеля витой пары должен выдерживаться минимально допустимый радиус изгиба (8 внешних диаметров кабеля). Больший изгиб может привести к увеличению внешних наводок на сигнал или привести к разрушению оболочки кабеля. Кабель подключается к сетевым устройствам при помощи разъёма 8P8C (который ошибочно называют RJ45).
Кабель используется для передачи данных на скорости 10 Мбит/с и 100 Мбит/с. Витая пара обычно используется для связи на расстояние не более нескольких сот метров. К недостаткам кабеля "витая пара" можно отнести возможность простого несанкционированного подключения к сети.
Оптоволоконный кабель – это оптическое волокно на кремниевой или пластмассовой основе, заключенное в материал с низким коэффициентом преломления света, который закрыт внешней оболочкой.
Оптическое волокно передает сигналы только в одном направлении, поэтому кабель состоит из двух волокон. На передающем конце оптоволоконного кабеля требуется преобразование электрического сигнала в световой, а на приемном конце обратное преобразование. Основное преимущество этого типа кабеля – чрезвычайно высокий уровень помехозащищенности и отсутствие излучения. Несанкционированное подключение очень сложно. Скорость передачи данных 3Гбит/c. Основные недостатки оптоволоконного кабеля – это сложность его монтажа, небольшая механическая прочность и чувствительность к ионизирующим излучениям.
Сравнительные характеристики указанных выше проводных линий связи представлены в таблице 4.
Таблица 4 – Сравнительные характеристики проводных линий связи
Характеристика |
Телефонный провод |
Коаксиальный кабель |
Витая пара |
Оптоволоконный кабель |
Стандартизация |
ГОСТ Р 51311-99 |
IEEE
802.3, 10Base2 для поддержки Ethernet по тонкому
коаксиальному кабелю и 10Base5 —
по толстому коаксиальному |
IEEE 802.3, 10Base-T |
ITUT - G652 |
Используемый разъем |
RJ-11 |
BNC-коннектор TNC-коннектор SMA-коннектор SMB-коннектор SMC-коннектор |
RJ-45 |
ST, FC, SC, LC, UPC или APC |
Пропускная способность |
до 24 Мбит/с по ADSL2+ |
до 100 Мбит/с |
до 100 Мбит/с |
до 3Гбит/c |
Топология |
Звезда |
Шина |
Звезда, кольцо |
Звезда |
5.2 Беспроводные компьютерные сети
Беспроводные сети это технология, позволяющая создавать вычислительные сети, полностью соответствующие стандартам для обычных проводных сетей, без использования кабельной проводки.
Радиорелейные каналы связи состоят из последовательности станций, являющихся ретрансляторами. Связь осуществляется в пределах прямой видимости, дальности между соседними станциями - до 50 км. Цифровые радиорелейные линии связи (ЦРРС) применяются в качестве региональных и местных систем связи и передачи данных, а также для связи между базовыми станциями сотовой связи.
В спутниковых системах используются антенны СВЧ-диапазона частот для приема радиосигналов от наземных станций и ретрансляции этих сигналов обратно на наземные станции. В спутниковых сетях используются три основных типа спутников, которые находятся на геостационарных орбитах, средних или низких орбитах. Разнесенные друг от друга они могут обеспечить охват почти всей поверхности Земли. Целесообразнее использовать спутниковую связь для организации канала связи между станциями, расположенными на очень больших расстояниях, и возможности обслуживания абонентов в самых труднодоступных точках. Пропускная способность высокая – несколько десятков Мбит/c.
Радиоканалы сотовой связи строятся по тем же принципам, что и сотовые телефонные сети. Сотовая связь - это беспроводная телекоммуникационная система, состоящая из сети наземных базовых приемо-передающих станций и сотового коммутатора (или центра коммутации мобильной связи).
Базовые станции подключаются к центру коммутации, который обеспечивает связь, как между базовыми станциями, так и с другими телефонными сетями и с глобальной сетью Интернет. По выполняемым функциям центр коммутации аналогичен обычной АТС проводной связи.
LMDS (Local Multipoint
Distribution System) - это стандарт сотовых
сетей беспроводной передачи
информации для фиксированных
абонентов. Система строится
Радиоканалы передачи данных WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) аналогичны Wi-Fi. WiMAX, в отличие от традиционных технологий радиодоступа, работает и на отраженном сигнале, вне прямой видимости базовой станции. Эксперты считают, что мобильные сети WiMAX открывают гораздо более интересные перспективы для пользователей, чем фиксированный WiMAX, предназначенный для корпоративных заказчиков. Информацию можно передавать на расстояния до 50 км со скоростью до 70 Мбит/с.

- Стандартизация и управление качеством продукции
- Стандартизация лекарственного растительного сырья, обладающего адаптогенным действием, на примере растений семейства аралиевые
- Стандартизация маркетинговой деятельности
- Стандартизация, метрология и сертификация
- Стандартизация, метрология и сертификация
- Стандартизация моделирования функциональных
- Стандартизация. нормативные документы в области стандартизации
- Стандартизация и сертификация продукции в условиях рынка
- Стандартизация и сертификация продукции, работ и услуг общественного питания
- Стандартизация и сертификация РБ
- Стандартизация и сертификация товара
- Стандартизация и сертификация товаров
- Стандартизация и сертификация услуг
- Стандартизация и система управления качеством в гостинечном хозяйстве