Noi arhitecturi de rețea: soluții deschise sau închise? Selectarea unei arhitecturi de rețea

Arhitectura rețelei. Cele mai comune arhitecturi.

O rețea de calculatoare (CN) este un complex complex de componente hardware și software interconectate și coordonate. Componentele hardware ale unei rețele locale sunt calculatoarele și diverse echipamente de comunicații (sisteme de cabluri, hub-uri etc.). Componentele software ale aeronavei sunt sistemele de operare (OS) și aplicațiile de rețea.

Rețeaua poate fi construită conform uneia dintre cele trei scheme:

· reţea peer-to-peer - reţea peer-to-peer;

· retea bazata pe clienti si servere - o retea cu servere dedicate;

· o rețea care include noduri de toate tipurile - o rețea hibridă.

Arhitectura rețelei definește elementele principale ale rețelei, caracterizează organizarea logică generală a acesteia, hardware-ul, software-ul și descrie metodele de codare. Arhitectura definește, de asemenea, principiile de funcționare și interfața cu utilizatorul.

Arhitectura terminal-gazdă este un concept de rețea de informații în care toată prelucrarea datelor este efectuată de unul sau un grup de computere gazdă. Arhitectura luată în considerare implică două tipuri de echipamente:

Calculatorul principal unde se realizează gestionarea rețelei, stocarea și prelucrarea datelor;

Terminale concepute pentru a transmite comenzi către computerul gazdă pentru a organiza sesiuni și pentru a efectua sarcini, pentru a introduce date pentru a finaliza sarcini și pentru a obține rezultate.

Arhitectura peer-to-peer este conceptul de rețea de informații în care resursele sale sunt dispersate în toate sistemele. Această arhitectură se caracterizează prin faptul că toate sistemele din ea au drepturi egale. Rețelele peer-to-peer includ rețele mici în care orice stație de lucru poate îndeplini simultan funcțiile unui server de fișiere și a unei stații de lucru.

Arhitectura client-server este un concept de rețea de informații în care cea mai mare parte a resurselor sale sunt concentrate în servere care își servesc clienții. Arhitectura în cauză definește două tipuri de componente:

· Serverele sunt obiecte care oferă servicii altor obiecte de rețea pe baza solicitărilor acestora. Serviciul este procesul de servire a clienților.

· Clienții sunt stații de lucru care folosesc resurse de server și oferă interfețe de utilizator convenabile. Interfețele utilizator sunt proceduri pentru modul în care un utilizator interacționează cu un sistem sau o rețea. rețea de procesoare de calculatoare informatică

Clasificarea rețelelor de calculatoare în funcție de gradul de distribuție geografică. Cum sunt conectate dispozitivele de rețea între ele.

Pe baza gradului de distribuție geografică, rețelele sunt împărțite în locale, orașe, corporative, globale etc. Rețeaua locală (LAN - Local Area NetWork) este o rețea care conectează un număr de calculatoare într-o zonă limitată de o cameră, clădire sau afacere. Wide Area Network (WAN - World Area Network) este o rețea care conectează computere care sunt situate geografic la distanțe mari unele de altele. Se deosebește de local prin comunicații mai extinse (satelit, cablu etc.). Rețeaua globală conectează rețelele locale. Metropolitan Area Network (MAN - Metropolitan Area Network) este o rețea care servește nevoilor de informații ale unui oraș mare.

Echipamente speciale sunt utilizate pentru conectarea dispozitivelor de rețea:

Ш Cabluri de rețea

o coaxial, format din doi conductori concentrici izolați unul de celălalt, dintre care cel exterior are aspectul unui tub;

o fibră optică;

o cabluri torsadate, formate din două fire împletite între ele etc.

Ш Conectori (conectori) pentru conectarea cablurilor la un computer, conectori pentru conectarea secțiunilor de cablu.

Ш Adaptoare de interfață de rețea pentru recepția și transmiterea datelor. În conformitate cu un protocol specific, accesul la mediul de transmisie a datelor este controlat. Plasat în unitățile de sistem ale computerelor conectate la rețea. Un cablu de rețea este conectat la conectorii adaptorului.

Ш Transceiverele îmbunătățesc calitatea transmisiei de date prin cablu și sunt responsabile pentru recepția semnalelor din rețea și detectarea conflictelor.

Ш Hub-urile (hub-uri) și hub-urile de comutare (switch-uri) extind capacitățile topologice, funcționale și de viteză ale rețelelor de calculatoare. Un hub cu un set de diferite tipuri de porturi vă permite să combinați segmente de rețea cu diferite sisteme de cablu. Puteți conecta fie un nod de rețea separat, fie un alt hub sau un segment de cablu la portul hub.

Ш Repetoarele (repetoarele) amplifică semnalele transmise de-a lungul unui cablu pe o lungime mare de cablu.

Cele mai comune arhitecturi:

· Ethernet eter– difuzare) – rețea de difuzare. Aceasta înseamnă că toate posturile din rețea pot primi toate mesajele. Topologie – liniară sau în formă de stea. Viteza de transfer de date 10 sau 100 Mbit/s.

· Arcnet ( Resurse atașate Rețeaua de calculatoare– reţea de calculatoare a resurselor conectate) – reţea de difuzare. Topologia fizică este un arbore. Rata de transfer de date 2,5 Mbit/s.

· Token Ring (rețea de inel de releu, rețea de trecere a simbolurilor) – o rețea de inel în care principiul transmisiei de date se bazează pe faptul că fiecare nod de inel așteaptă sosirea unei secvențe scurte unice de biți – marker– dintr-un nod anterior adiacent. Sosirea simbolului indică faptul că este posibil să se transmită un mesaj de la acest nod mai departe de-a lungul fluxului. Viteza de transfer de date 4 sau 16 Mbit/s.

FDDI ( Interfață de date distribuite prin fibră) – arhitectură de rețea pentru transmisia de date de mare viteză prin linii de fibră optică. Viteza de transfer - 100 Mbit/sec. Topologie – inel dublu sau mixt (inclusiv subrețele stea sau arbore). Numărul maxim de stații din rețea este de 1000. Cost foarte mare al echipamentului.

bancomat ( Mod de transfer asincron) este o arhitectură promițătoare, costisitoare, care asigură transmiterea de date digitale, informații video și voce pe aceleași linii. Viteza de transfer de până la 2,5 Gbps. Linii optice de comunicare.

Sarcina principală rezolvată la crearea rețelelor de calculatoare este de a asigura compatibilitatea echipamentelor din punct de vedere al caracteristicilor electrice și mecanice și de a asigura compatibilitatea suportului informațional (programe și date) în ceea ce privește sistemul de codificare și formatul datelor. Soluția acestei probleme aparține domeniului standardizării și se bazează pe așa-numitul model OSI (Model of Open System Interconnections). Modelul OSI a fost creat pe baza propunerilor tehnice ale Organizației Internaționale de Standardizare (ISO).

Conform modelului OSI, arhitectura rețelelor de calculatoare ar trebui luată în considerare la diferite niveluri (numărul total de niveluri este de până la șapte). Se aplică cel mai înalt nivel. La acest nivel utilizatorul interacționează cu sistemul de calcul. Cel mai de jos nivel este fizic. Asigură schimbul de semnale între dispozitive. Schimbul de date în sistemele de comunicație are loc prin mutarea acesteia de la nivelul superior în cel inferior, apoi transportarea lui și, în final, redarea lor pe computerul clientului ca urmare a trecerii de la nivelul inferior în cel superior.

Orez. 8. Niveluri de control și protocoale ale modelului OSI

Pentru a asigura compatibilitatea necesară, standardele speciale numite protocoale operează la fiecare dintre cele șapte niveluri posibile ale arhitecturii rețelei de calculatoare. Ele determină natura interacțiunii hardware a componentelor rețelei (protocoale hardware) și natura interacțiunii dintre programe și date (protocoale software). Din punct de vedere fizic, funcțiile de suport pentru protocol sunt realizate de dispozitive hardware (interfețe) și software (programe de suport pentru protocol). Programele care suportă protocoale se mai numesc și protocoale.

Fiecare nivel al arhitecturii este împărțit în două părți:

· specificarea serviciilor;

· specificarea protocolului.

O specificație de serviciu definește ceea ce face un strat, iar o specificație de protocol definește modul în care o face, iar fiecare strat particular poate avea mai mult de un protocol.

Să ne uităm la funcțiile îndeplinite de fiecare strat de software:

1. Stratul fizic face conexiuni la canalul fizic, deci se deconectează de la canal și gestionează canalul. Rata de transfer de date și topologia rețelei sunt determinate.

2. Stratul de legătură de date adaugă simboluri auxiliare la rețelele de informații transmise și monitorizează corectitudinea datelor transmise. Aici informația transmisă este împărțită în mai multe pachete sau cadre. Fiecare pachet conține adrese sursă și destinație, precum și detectarea erorilor.

3. Stratul de rețea determină ruta de transmitere a informațiilor între rețele, asigură gestionarea erorilor și, de asemenea, gestionează fluxurile de date. Sarcina principală a stratului de rețea este rutarea datelor (transferul de date între rețele).

4. Stratul de transport conectează nivelurile inferioare (fizic, canal, rețea) cu nivelurile superioare, care sunt implementate în software. Acest nivel separă mijloacele de generare a datelor în rețea de mijloacele de transmitere a acestora. Aici informațiile sunt împărțite în funcție de o anumită lungime și este specificată adresa de destinație.

5. Stratul de sesiune gestionează sesiunile de comunicare între doi utilizatori care interacționează, determină începutul și sfârșitul unei sesiuni de comunicare, timpul, durata și modul unei sesiuni de comunicare, punctele de sincronizare pentru control intermediar și recuperare în timpul transferului de date; Restabilește conexiunea după erori în timpul unei sesiuni de comunicare fără a pierde date.

6. Reprezentant – controlează prezentarea datelor în forma cerută de programul utilizatorului, efectuează compresia și decompresia datelor. Sarcina acestui nivel este de a converti datele atunci când se transmit informații într-un format care este utilizat în sistemul informațional. La primirea datelor, acest strat de reprezentare a datelor efectuează transformarea inversă.

7. Stratul de aplicație interacționează cu programele de rețea de aplicații care servesc fișiere și, de asemenea, efectuează lucrări de calcul, de regăsire a informațiilor, transformări logice ale informațiilor, transmitere de mesaje de e-mail etc. Sarcina principală a acestui nivel este de a oferi utilizatorului o interfață convenabilă.

La diferite niveluri, sunt schimbate diferite unități de informații: biți, cadre, pachete, mesaje de sesiune, mesaje utilizator.

Tipuri de arhitecturi de rețea

Arhitectura rețelei oferă informații mai detaliate nu numai despre aspectul fizic, ci și despre specificațiile cablurilor utilizate și despre metoda prin care computerele și alte dispozitive accesează rețeaua. Arhitecturile de rețea sunt definite de specificații stricte propuse de Institutul de Ingineri Electrici și Electronici (IEEE), o organizație internațională care distribuie specificații electrice și de tehnologie a informației în întreaga lume.

Arhitectura Ethernet

La fel ca multe tehnologii de calculatoare și de rețea pe care le folosim, arhitectura de rețea Ethernet a fost dezvoltată la Centrul de Cercetare Pato Ato (PARC) de la Xerox în 1972. O versiune comercială a Ethernet a fost lansată în 1975 și a furnizat rate de transfer de date Layer 3. Mbps.

Ethernet a câștigat o acceptare pe scară largă, iar Xerox, Intel și Digital Equipment Corporation (DEC) și-au unit forțele pentru a îmbunătăți specificațiile Ethernet și pentru a împinge ratele de transfer de date la 10 Mbps. Această versiune de Ethernet, care oferă o rată de transfer de date de 10 Mbit/s, a fost standardizată de IEEE și i s-a atribuit specificația 802.3.

Este cea mai populară arhitectură de rețea din lume. Să ne uităm la modul în care Ethernet controlează modul în care computerele și alte dispozitive accesează rețeaua.

Orez. 4

Ethernet/Fast Ethernet

Există, de asemenea, versiuni mai rapide de Ethernet - mult mai rapide decât versiunea originală, cu rate de transfer de date de 10 Mbps. Tehnologia Fast Ethernet își are numele de la viteza de transfer de date mai mare. Fast Ethernet oferă o lățime de bandă de 100 Mbps. Creșterea lățimii de bandă se datorează faptului că timpul necesar pentru transmiterea unui bit de informație prin medii de rețea a fost redus de 10 ori. Adică, o rețea Fast Ethernet este de 10 ori mai rapidă decât o rețea Ethernet și oferă rate de transfer de date de 100 Mbps.

Tehnologia Fast Ethernet nu poate fi implementată dacă plăcile de rețea și hub-urile sunt proiectate pentru a fi utilizate într-o rețea Ethernet cu o rată de transfer de date de 10 Mbps. Cu toate acestea, multe hub-uri, switch-uri și plăci de rețea Ethernet moderne: au un comutator 10/1001, adică se pot adapta la ambele versiuni.

Gigabit Ethernet

O versiune și mai rapidă de Ethernet! este Gigabit Ethernet, folosind aceleași specificații IEEE și același format de date ca și alte versiuni de Ethernet. Tehnologia Gigabit Ethernet oferă viteze de transfer de date de 1000 Mbit/s.

În timp ce rețelele locale Fast Ethernet pot folosi atât perechi răsucite, cât și cabluri de fibră optică, arhitectura Gigabit Ethernet este concepută inițial pentru a utiliza numai cabluri de fibră optică și necesită comutatoare de mare viteză și servere specializate. Gigabit Ethernet a fost conceput ca o tehnologie de mare viteză pentru rețelele mari.

Cu toate acestea, tehnologia Gigabit Ethernet este utilizată în prezent în rețelele locale, iar plăcile de rețea care o acceptă pot fi instalate în clienții și serverele de rețea. Cablurile de categoria 5 pot fi utilizate și ca purtători într-o rețea Gigabit Ethernet (cablurile vor fi discutate mai târziu în acest capitol). O versiune și mai rapidă de Gigabit Ethernet, 10Gigabit Ethernet, este în curs de dezvoltare. De asemenea, este proiectat atât pentru cabluri de fibră optică, cât și pentru cabluri de cupru.

Specificații IEEE și cabluri Ethernet

IEEE a dezvoltat specificații pentru multe tehnologii de rețea, inclusiv Ethernet. Să enumerăm câteva dintre aceste specificații:

802.3 - Rețea locală Ethernet (CSMA/CD); 802.5 - Rețea locală Token-Ring;

802.7 - raportul Grupului de consultanță tehnică privind rețelele de bandă largă;

802.8 - Raportul Grupului de consultanță tehnică pentru rețelele de fibră optică;

802.10 - securitatea rețelei;

802.11 - rețele wireless.

După cum puteți vedea, tehnologia Ethernet respectă specificația 802.3. Ethernet operează la nivelul de legătură de date al modelului conceptual OSI. Numărul de tipuri de Ethernet existente depinde de tipurile de cabluri utilizate în rețea (diferitele cabluri vor fi discutate mai detaliat în secțiunea „Tipuri de cabluri”).

Aceste tipuri de Ethernet, Fast E și Gigabit Ethernet primesc trei nume specifice, cum ar fi 10Base-T. Prima parte a numelui (10 sau 100) reflectă rata de transfer de date. De exemplu, 10 înseamnă că lățimea de bandă a rețelei Ethernet este de 10 Mbps.

A doua parte a numelui (Base - pentru toate tipurile de Ethernet) înseamnă că rețeaua Ethernet utilizează transmisie de semnal în bandă îngustă (Basebend). Adică, datele sunt transmise printr-un singur canal de comunicare. Cu acest tip de transmisie, semnalul nu poate călători prin mai multe canale, ca în cazul în bandă largă.

Ultima parte a numelui reflectă cablul folosit. De exemplu, în numele 10Base-T, litera „T” înseamnă pereche răsucită, dar în același timp indică faptul că este o pereche răsucită neecranată (și chiar indică faptul că o astfel de rețea folosește pereche răsucită neecranată categoria 5). Acum că am aranjat numele, este timpul să ne uităm la standardele Ethernet și Fast Ethernet disponibile. Să enumerăm tipurile de Ethernet

10 Baza-T. Această rețea Ethernet folosește un cablu torsadat (pereche torsadată neecranată, UTP). Lungimea maximă a cablului (fără amplificarea semnalului) este de 100 m. 10Base-T utilizează o topologie în stea;

10Baza-2. Această rețea Ethernet folosește un cablu coaxial destul de flexibil (RG-58A/U, numit adesea cablu subțire) cu o lungime maximă de 185 m (numărul 2 înseamnă 200 m - valoarea rotunjită a lungimii maxime). O rețea 10Base-2 utilizează o topologie magistrală, cu cablul conectat la placa de rețea a computerului printr-un conector T (fără hub). Deși 10Base-2 a fost întotdeauna cea mai ieftină implementare Ethernet, rețelele 10Base-T sunt acum răspândite;

10Baza-5. Acest tip de rețea Ethernet utilizează cablu coaxial gros, iar computerele sunt conectate la coloana vertebrală principală. Cablurile de la computerele conectate în rețea sunt conectate la coloana vertebrală principală prin robinete perforatoare, care străpung de fapt izolația cablului coloanei vertebrale (numite și „dinți de vampir”). Rețelele 10Base-5 sunt destul de rare, deși acest tip de rețea Ethernet a fost la un moment dat popular printre producătorii de hardware;

Arhitectura rețelei

Arhitectura unui computer este descrierea acestuia la un anumit nivel general, inclusiv o descriere a capabilităților de programare a utilizatorului, a sistemelor de comandă, a sistemelor de adresare, a organizării memoriei etc. Arhitectura determină principiile de funcționare, conexiunile de informații și interconectarea principalelor noduri logice ale unui computer: procesor, RAM, stocare externă și dispozitive periferice. Arhitectura comună a diferitelor computere asigură compatibilitatea acestora din punctul de vedere al utilizatorului.

Structura unui calculator este totalitatea elementelor sale funcționale și conexiunile dintre ele. Elementele pot fi o mare varietate de dispozitive - de la principalele noduri logice ale unui computer la cele mai simple circuite. Structura unui computer este reprezentată grafic sub formă de diagrame bloc, cu ajutorul cărora puteți descrie computerul la orice nivel de detaliu.

Cele mai comune soluții arhitecturale sunt:

Arhitectura clasică (arhitectura von Neumann) - o unitate aritmetic-logică (ALU), prin care trece fluxul de date și un dispozitiv de control (CU), prin care trece fluxul de comandă - programul. Acesta este un computer uniprocesor.

Acest tip de arhitectură include și arhitectura unui computer personal cu o magistrală comună. Toate blocurile funcționale de aici sunt interconectate printr-o magistrală comună, numită și magistrală de sistem.

Din punct de vedere fizic, coloana vertebrală este o linie cu mai multe fire cu prize pentru conectarea circuitelor electronice. Setul de fire trunchi este împărțit în grupuri separate: magistrală de adrese, magistrală de date și magistrală de control.

Dispozitivele periferice (imprimanta etc.) sunt conectate la hardware-ul computerului prin controlere speciale - dispozitive de control al dispozitivelor periferice.

Un controler este un dispozitiv care conectează echipamente periferice sau canale de comunicație cu procesorul central, eliberând procesorul de controlul direct al funcționării acestui echipament.

Arhitectura de rețea este asemănătoare cu arhitectura clădirilor. Arhitectura clădirii reflectă stilul de construcție și materialele utilizate pentru construcție. Arhitectura de rețea descrie nu numai aspectul fizic al dispozitivelor de rețea, ci și tipul de adaptoare și cabluri utilizate. În plus, arhitectura rețelei determină metodele de transmitere a datelor prin cablu.

Arhitectura rețelei

Acest curs va acoperi trei tipuri de arhitecturi:

terminal de arhitectură - calculator principal;

arhitectură peer-to-peer;

arhitectura client-server.

Terminal de arhitectură - calculator principal

Arhitectura terminal – computer gazdă este un concept de rețea de informații în care toată prelucrarea datelor este efectuată de unul sau un grup de computere gazdă.

Arhitectura luată în considerare implică două tipuri de echipamente:

Calculatorul principal în care se realizează gestionarea rețelei, stocarea și prelucrarea datelor.

Calculatorul gazdă interacționează cu terminalele prin multiplexere de transmisie de date (MTD).

Un exemplu clasic de arhitectură de rețea gazdă este System Network Architecture (SNA).

Arhitectură peer-to-peer

Rețelele peer-to-peer includ rețele mici în care orice stație de lucru poate îndeplini simultan funcțiile unui server de fișiere și a unei stații de lucru. În rețelele LAN peer-to-peer, spațiul pe disc și fișierele de pe orice computer pot fi partajate. Pentru ca o resursă să devină partajată, aceasta trebuie să fie partajată folosind serviciile de acces la distanță ale sistemelor de operare peer-to-peer în rețea. În funcție de modul în care este configurată protecția datelor, alți utilizatori vor putea folosi fișierele imediat după ce sunt create. Rețelele LAN peer-to-peer sunt suficient de bune doar pentru grupurile de lucru mici.

Arhitectura client-server

Client-server este o arhitectură de calcul sau de rețea în care sarcinile sau încărcarea rețelei sunt distribuite între furnizorii de servicii, numiți servere, și clienții de servicii, numiți clienți. Adesea, clienții și serverele comunică printr-o rețea de computere și pot fi diferite dispozitive fizice sau software

Avantaje

Face posibilă, în majoritatea cazurilor, distribuirea funcțiilor unui sistem de calcul între mai multe computere independente dintr-o rețea. Acest lucru facilitează întreținerea sistemului informatic. În special, înlocuirea, repararea, actualizarea sau mutarea unui server nu afectează clienții.

Toate datele sunt stocate pe server, care, de regulă, este protejat mult mai bine decât majoritatea clienților. Este mai ușor să aplicați controalele de permisiuni pe server pentru a permite doar clienților cu drepturi de acces adecvate să acceseze date.

Vă permite să combinați diferiți clienți. Clienții cu diferite platforme hardware, sisteme de operare etc. pot folosi adesea resursele unui singur server.

Defecte

Eșecul serverului poate face ca întreaga rețea de computere să fie inoperabilă.

Sprijinirea funcționării acestui sistem necesită un specialist separat - un administrator de sistem.

Cost ridicat al echipamentelor.

Arhitectură client-server multi-nivel

Arhitectura client-server cu mai multe niveluri este un tip de arhitectură client-server în care funcția de procesare a datelor este efectuată pe unul sau mai multe servere separate. Acest lucru vă permite să separați funcțiile de stocare, procesare și prezentare a datelor pentru o utilizare mai eficientă a capabilităților serverelor și clienților.

Cazuri speciale de arhitectură pe mai multe niveluri:

Arhitectură cu trei niveluri

Rețea de servere dedicate

O rețea de servere dedicate (rețea client/server) este o rețea locală (LAN) în care dispozitivele de rețea sunt centralizate și controlate de unul sau mai multe servere. Stațiile de lucru sau clienții individuale (cum ar fi PC-urile) trebuie să acceseze resursele de rețea prin server(e).

Arhitecturi de rețea

Arhitecturile de rețea sunt împărțite în funcție de viteza de transfer de date, mediu de transmisie, opțiuni de implementare, topologie

Ethernet. 10 Mbps.

10BaseT (pereche răsucită);
10Base2 (Coaxial subțire);
10Base5 (coaxial gros);
10BaseFL (fibră optică).

10Base2 sau Thin Ethernet

10Baza5

IEEE 10Base5 sau Ethernet gros este cel mai vechi standard dintre celelalte. În prezent, este dificil să găsești echipamente noi de vânzare pentru construirea unei rețele bazate pe acest standard. Parametrii săi principali:

10Base-T sau Ethernet prin pereche torsadată

În 1990, IEEE a publicat specificația 802.3 pentru construirea unei rețele Ethernet cu perechi răsucite. l0BaseT (10 - viteză de transmisie 10 Mbit/s, Base - bandă îngustă, T - pereche răsucită) - o rețea Ethernet care utilizează de obicei pereche răsucită neprotejată (UTP) pentru a conecta computere. Cu toate acestea, perechea răsucită ecranată (STP) poate fi utilizată și în topologia lOBaseT fără a modifica niciunul dintre parametrii acestuia. Majoritatea rețelelor de acest tip sunt construite sub formă de stea, dar sistemul de transmisie a semnalului este o magistrală, ca și alte configurații Ethernet. În mod obișnuit, un hub de rețea lOBaseT acționează ca un repetor multiport și este adesea amplasat în raftul de distribuție al unei clădiri. Fiecare computer se conectează la celălalt capăt al cablului conectat la hub și folosește două perechi de fire: unul pentru recepție și unul pentru transmitere. Lungimea maximă a segmentului l0BaseT este de 100 m (328 ft). Lungimea minimă a cablului este de 2,5 m (aproximativ 8 ft). Rețeaua l0BaseT poate deservi până la 1024 de computere.

10BaseFL

10BaseFL (rata de transmisie 10 - 10 Mbps, Base - transmisie în bandă îngustă, FL - cablu de fibră optică) este o rețea Ethernet în care computerele și repetoarele sunt conectate prin cablu de fibră optică. Principalul motiv pentru popularitatea 10BaseFL este capacitatea de a pune cablul între repetoare pe distanțe lungi (de exemplu, între clădiri). Lungimea maximă a unui segment 10BaseFL este de 2000 m.

Ethernet. 100 Mbps.

Noile standarde Ethernet fac posibilă depășirea vitezelor de transmisie de 10 Mbit/s. Există mai multe standarde Ethernet care pot îndeplini cerințele crescute, să ne uităm la 2 dintre ele:

Ethernet 100BaseVG-AnyLAN;
100BaseX Ethernet (Fast Ethernet).

Atât Fast Ethernet, cât și 100 Base VG-Any LAN sunt de aproximativ cinci până la zece ori mai rapide decât Ethernet standard. În plus, sunt compatibile cu cablurile existente 10BaseT. Aceasta înseamnă că trecerea de la l0BaseT la aceste standarde este destul de simplă și rapidă.

100VG-AnyLAN

100VG (Voice Grade) AnyLAN este o nouă tehnologie de rețea care combină elemente Ethernet și Token Ring. Această tehnologie, dezvoltată de Hewlett-Packard, este în prezent îmbunătățită de standardul IEEE 802.12. Specificația 802.12 este un standard pentru transmiterea cadrelor Ethernet 802.3 și a pachetelor Token Ring 802.5. Această tehnologie are mai multe denumiri:

l00VG-AnyLAN;
100Base VG;
AnyLAN.

Specificații

Să enumerăm capabilitățile unora dintre specificațiile l00VG-AnyLAN existente în prezent:

rata minimă de transfer de date 100 Mbit/s;
Acceptă topologia în stea în cascadă, bazată pe un cablu cu perechi răsucite de categoria 3, 4 sau 5 și un cablu cu fibră optică;
metoda de acces prin prioritate de solicitare (există două niveluri de prioritate: scăzut și ridicat);
suport pentru instrumente de filtrare pentru cadrele adresate personal în hub (pentru creșterea gradului de confidențialitate);
suport pentru transmisia cadru Ethernet și Token Ring.

Topologie

Rețeaua 100VG-AnyLAN este construită folosind o topologie în stea, în care toate computerele sunt conectate la un hub. Rețeaua poate fi extinsă prin adăugarea de hub-uri „copil” la hub-ul central „părinte”, care le tratează în același mod ca și computerele, de exemplu. hub-urile parentale controlează transmisia computerelor conectate la „copiii” lor.

Câteva gânduri

Tehnologia prezentată necesită utilizarea unor butuci și plăci speciale. În plus, lungimea cablului 100BaseVG, în comparație cu 10BaseT și alte implementări Ethernet, este limitată: lungimea totală a unei perechi de cabluri de la un hub 100BaseVG la computere nu poate depăși 250 m. Pentru a depăși această limitare, trebuie utilizate echipamente speciale. Limitările de lungime a cablurilor vor duce la 100BaseVG să necesite mai multe rafturi de cabluri decât 10BaseT.

Ethernet 100BaseX

Acest standard, numit uneori Fast Ethernet, este o extensie a standardului Ethernet existent. Este construit pe UTP Categoria 5, folosește metoda de acces CSMA/CD și o topologie stea-la-bus (similar cu 10BaseT), unde toate cablurile sunt conectate la un hub.

Astăzi, aproape nimeni nu poate fi surprins de conceptul de conexiuni la rețea. Cu toate acestea, când le menționăm, mulți dintre noi nici măcar nu se gândesc prea mult la ce este o astfel de conexiune și la modul în care funcționează serviciile de rețea. Vom analiza pe scurt această problemă, deoarece ar putea fi scrisă o monografie mare despre rețele și capacitățile lor în lumea modernă.

Arhitectura de rețea: tipuri principale

Rețelele de calculatoare, după cum reiese din interpretarea de bază a termenului în sine, reprezintă un anumit număr de terminale de computer conectate între ele și formând o rețea. Astăzi există două tipuri principale de conexiuni: fără fir și cu fir. O conexiune fără fir folosește o conexiune printr-un router, cum ar fi un router Wi-Fi. Cu toate acestea, acesta este doar vârful aisbergului. Arhitectura de rețea implică de fapt utilizarea mai multor componente simultan și, prin urmare, poate avea clasificări diferite. Astăzi, se obișnuiește să se distingă trei tipuri de rețele: rețele peer-to-peer, rețele cu servere dedicate, rețele hibride care includ toate tipurile de noduri. Pe lângă aceasta, o categorie separată este reprezentată de soiuri de difuzare, locale, globale, private și de altă natură. Ne vom concentra doar pe conceptele de bază.

Descrierea rețelelor pe principalele tipuri

În primul rând, merită să începeți cu rețele bazate pe interacțiunea „calculatorul gazdă pe rețea-client”. După cum ar trebui să fie deja clar, poziția centrală în acest caz este ocupată de terminalul central, unde sunt gestionate rețeaua și componentele acesteia. Terminalele client pot trimite doar cereri de furnizare de conexiuni și de primire de informații. Într-o astfel de rețea, terminalul principal nu poate juca rolul unei mașini client. Rețelele peer-to-peer, care sunt adesea numite rețele peer-to-peer, diferă de primul tip prin faptul că în ele resursele sunt distribuite în mod egal între toate terminalele conectate. Cel mai simplu exemplu sunt procesele de descărcare a fișierelor atunci când utilizați torrente. Cu această organizare, fișierul final, descărcat complet sau parțial, poate fi localizat pe diferite terminale de calculator. Sistemul utilizatorului care îl descarcă pe computerul său utilizează toate resursele de rețea disponibile în prezent pentru a descărca părți din fișierul pe care îl caută. Cu cât există mai multe astfel de fișiere, cu atât viteza de descărcare va fi mai mare. În acest caz, adresarea în rețea nu joacă un rol special. Condiția principală este ca pe computerul client să fie instalat un software special. Acesta va îndeplini cererile clienților. Arhitectura de rețea client-server este cea mai simplă. Pentru o înțelegere simplificată, legătura dintre terminalele de calculator poate fi gândită ca o bibliotecă în care există rafturi cu cărți (server central), iar vizitatorii pot citi orice material care se află pe rafturi. Există o relație aici: un vizitator vine la bibliotecă, se înregistrează sau furnizează date personale deja înregistrate, iar după aceea caută literatura necesară și o citește. Această comparație este destul de primitivă. Rețelele moderne sunt mult mai complexe. Cu toate acestea, un astfel de exemplu este perfect pentru o înțelegere simplificată.

Problemă de identificare a terminalului

Să vorbim puțin despre cum sunt recunoscute computerele dintr-o rețea de orice tip. Dacă cineva nu știe, atunci când se conectează, oricărui terminal i se atribuie două tipuri de adresă IP sau identificator unic: extern și intern. Este de remarcat faptul că adresa internă nu este unică. Și adresa IP actuală – da. Nu există două mașini în lume cu același IP. Acest lucru vă permite să identificați orice dispozitiv, fie el un dispozitiv mobil sau un terminal de computer. Un protocol special este responsabil pentru acest lucru. Cel mai comun și utilizat protocol în acest moment este IPv4. Practica arată că acest protocol a devenit deja învechit, deoarece nu poate furniza adrese unice din cauza numărului crescut de dispozitive client. Priviți doar tehnologia mobilă; în ultimii zece ani, numărul de gadgeturi folosite a crescut atât de mult încât aproape fiecare al doilea locuitor al pământului are la dispoziție un telefon mobil.

protocol IPv6

Arhitectura rețelei a început să se schimbe treptat. Versiunea de protocol IPv4 a fost înlocuită cu IPv6. Deși nu a devenit încă deosebit de răspândit, viitorul acestui protocol nu este departe. În curând, aproape toți furnizorii de internet care oferă acces la serviciile de comunicații vor trece treptat la acest protocol. Judecați singuri, folosind acest protocol cu o adresă de 128 de biți, puteți rezerva mult mai multe adrese decât atunci când utilizați a patra versiune.

Servere dedicate

Să ne uităm la ce sunt serverele dedicate. În acest caz, denumirea vorbește deja de la sine. Sunt concepute pentru a îndeplini sarcini specifice. Acesta este un adevărat server de Internet virtual care aparține în totalitate utilizatorului care îl închiriază. Acesta este sensul găzduirii, atunci când proprietarul podcastului resursei principale poate posta orice informații despre spațiul alocat. În acest caz, nu chiriașul este responsabil de securitate, ci cel care închiriază spațiul serverului. Există multe exemple de astfel de servere. Aici veți găsi pagini personale, servicii de partajare de fișiere, jocuri și e-mail.

Rețele locale

Rețelele locale, sau așa cum sunt adesea numite „rețele locale”, sunt create pentru a combina un număr limitat de terminale într-unul singur. După cum ar trebui să fie deja clar, arhitectura rețelei locale în ceea ce privește conexiunea poate fi fie acces de tip VPN, fie o conexiune prin cablu. În ambele cazuri, va trebui să fiți conectat la serverul principal de administrare. În acest caz, serviciile de rețea pot funcționa în mod dual: cu introducerea manuală a parametrilor și identificarea automată, care constă în atribuirea unei adrese fiecărei mașini. În principiu, rețelele locale au o caracteristică distinctivă, și anume că orice terminal necesită înregistrare și un server central. Accesul la informațiile „partajate” poate fi limitat sau complet. În acest caz, totul va depinde de setări. Totuși, dacă te uiți la serviciile cloud, acestea sunt în esență o rețea virtuală în care utilizatorii, după ce parcurg o procedură de autentificare, primesc drepturi de acces la anumite informații, editarea și descărcarea fișierelor. Uneori, acest lucru permite chiar modificarea simultană a conținutului fișierului în timp real.

Arhitectura rețelei: context istoric

Să trecem în sfârșit la cea mai mare rețea din lume. Acesta este, desigur, Internetul. ARPANET este considerat a fi prototipul Internetului. Acesta a fost numele de comunicare, care a fost dezvoltat în 1969 în Statele Unite exclusiv în scopuri militare. Cu toate acestea, la acel moment conexiunea a fost testată doar între două noduri. De-a lungul timpului, conexiunea la rețea prin cablu a fost stabilită chiar și cu terminale situate în Marea Britanie. Ulterior, a apărut identificarea bazată pe protocoale TCP/IP și un sistem de atribuire a numelor de domenii. Atunci a apărut ceea ce se numește acum Internet. În general, se crede că nu există un singur server pe Internet pe care să poată fi stocate toate informațiile. Astăzi, nu există unități de disc cu o asemenea capacitate. Informațiile sunt distribuite între sute de mii de servere individuale de diferite tipuri. Cu alte cuvinte, Internetul poate fi clasificat în mod egal ca o rețea peer-to-peer și o rețea hibridă. În același timp, pe o mașină separată vă puteți crea propriul server de Internet, ceea ce face posibil nu numai gestionarea parametrilor rețelei și salvarea informațiilor necesare, ci și oferirea accesului la acesta altor utilizatori. Cel mai simplu exemplu este distribuția Wi-Fi.

Setări și opțiuni de bază

Dacă vorbim despre parametri și setări, atunci totul este destul de simplu. Introducerea manuală a IP-urilor de rețea, a serverelor proxy și a serverelor DNS nu a fost folosită de mult timp. În schimb, furnizorii oferă servicii de recunoaștere automată pentru un computer sau dispozitiv mobil din rețea. În sistemele de operare din familia Windows, aceste setări sunt accesate prin proprietățile rețelei cu selectarea parametrilor protocolului IPv4. Setările indică primirea automată a adreselor. Acest lucru salvează utilizatorul de la introducerea manuală a datelor. Cu toate acestea, în unele cazuri, mai ales când se configurează clienți RDP sau se organizează accesul la unele servicii specifice, introducerea manuală a acestuia este obligatorie.

Concluzie

După cum puteți vedea singur, înțelegerea ce este arhitectura de rețea nu este deosebit de dificilă. În această revizuire au fost luate în considerare doar principalele aspecte ale organizării funcționării rețelelor. Acest lucru este suficient pentru a explica unui utilizator neinstruit cum funcționează rețeaua pe degete. În realitate, totul este puțin mai complicat. În acest articol, nu am atins conceptele de servere proxy, DNS, WINS, DHCP etc. De asemenea, problemele legate de software nu au fost abordate aici. Chiar și informațiile prezentate vor fi destul de suficiente pentru a înțelege principiile de bază ale funcționării rețelelor de orice tip și structură.