Настройка сетей Microsoft дома и в офисе. Учебный курс

Сергеев Александр

1982 год ознаменовался выпуском первой сетевой карты Ethernet для компьютера Apple Computer, a в 1984 мир увидела сетевая карта для IBM PC.

Также развивалась теоретическая основа сетей Ethernet. В частности, в 1980 году организацией ISO была предложена модель OSI (Open System Interconnect). Именно 7 уровней этой модели традиционно рассматриваются в большинстве книг, посвященных теоретическим (да и практическим) аспектам локальных вычислительных сетей. И в этой книге я не буду отступать от традиций.

Деятельность по разработке стандартов локальных (да и глобальных) вычислительных сетей была признана настолько важной, что в 1980 году в рамках Института IEEE был сформирован комитет IEEE 802 LAN/MAN Standards Committee.

Благодаря усилиям сотрудников этого комитета в 1985 году появился стандарт 802.3 «Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD)», в котором специфицировано целое семейство протоколов Ethernet.

В настоящее время насчитывается больше десятка широко применяемых протоколов Ethernet. Часть из них представляет уже исторический интерес (например, тот же 10BASE-5 или появившийся чуть позже 10BASE-2), другие широко используются в офисной и домашней среде (например, 100BASE-TX или 100BASE-FX), а третьи появились сравнительно недавно и не получили до сих пор широкого распространения (например, lOGigabit Ethernet). О невероятной популярности сетей Ethernet говорит тот факт, что соответствующими адаптерами (среди них встречаются даже Gigabit Ethernet) оборудованы все современные материнские платы. И именно сетям этого типа посвящена настоящая книга.

Разумеется, сетями типа Ethernet все не ограничивается. До сих пор встречаются сети Token Ring и FDDI, функционирующие по принципу передачи кольцевого маркера. Но их «ареал обитания» в настоящее время настолько сузился, что вряд ли имеет смысл рассматривать здесь этот предмет. Сети из этой категории – удел профессионалов, для которых предназначены книги несколько другого рода.

 

В настоящее время все большую популярность приобретают беспроводные сети, которым будет посвящена отдельная глава книги. Просто обратите внимание на тот факт, что несмотря на то, что первый беспроводной стандарт был принят в начале 90-х годов прошлого века, первая коммерческая беспроводная сеть появилась на 20 лет раньше (вспомните о проекте ALOHA, упоминавшемся в начале этой главы).

На этом можно завершить краткий обзор истории зарождения и развития локальных вычислительных сетей и перейти к рассмотрению топологии ЛВС.

Глава 2
Топологии локальных сетей

Пришло время разобраться подробнее с сетями, а также ввести какую-то классификацию.

Сети бывают самые разные. Придерживаясь «генеральной линии» нашей книги, мы говорим о компьютерных сетях, а конкретнее, об их подвиде, называемом локальными вычислительными сетями (ЛВС). Разумеется, рассматриваться будут не только такие сети. Будут затронуты и глобальные вычислительные сети, но лишь в той степени, в которой они связаны с локальными сетями. На их примере будет рассмотрена технология удаленного доступа. Этому важному вопросу мы уделим внимание в десятой главе. А сейчас следует рассмотреть один из основополагающих моментов – топологию локальных вычислительных сетей.

ВНИМАНИЕ

Существует еще одна распространенная классификация локальных вычислительных сетей, связанная со способом выполнения сетевых вычислений. Сеть называют одноранговой, когда каждый узел в сети равноправен. Иерархическая сеть предполагает выделение центрального сервера и подключаемых к нему клиентских рабочих станций. Оба типа сетей будут рассмотрены в книге.

Топологии локальных вычислительных сетей

Те, кто изучал высшую математику в институте, наверное, знают об этом, а остальным я просто напомню, что слово «топология» имеет греческие корни и означает не что иное, как науку о путях («топос» и «логос»). Именно в этом случае название является очень удачным, так как оно точно отражает суть дела. Кажущееся хаотичным на первый взгляд переплетение кабелей на самом деле подчиняется однозначным четко определенным правилам, набор которых и образует топологию локальной сети. Ну а теперь дадим некоторые определения.

Локальная вычислительная сеть моделируется графом, вершины которого соответствуют узлам сети, в качестве которых используются сетевые рабочие станции, концентраторы, маршрутизаторы и другие сетевые компоненты, а ребра графа моделируют физические связи между сетевыми компонентами, которые на практике обычно осуществляются с помощью кабелей или беспроводных (инфракрасные лучи и радиоволны) каналов связи.

Помимо физической топологии, которая моделирует пути для электрических сигналов в цепи, существует так называемая логическая топология. Она определяется как совокупность маршрутов, предназначенных для передачи данных в сети. Логическая топология может отличаться от физической, поскольку поток данных может управляться соответствующими сетевыми компонентами – маршрутизаторами и коммутаторами, подробное описание принципов работы которых является предметом рассмотрения следующей главы.

При выборе топологии сети приходится решать оптимизационные задачи на графах, одна из которых заключается в построении сильно связного графа, моделирующего соответствующую топологию.

ПРИМЕЧАНИЕ

Подробно эта важная и интересная тема рассматривается в пятой главе. Там же можно найти примеры применения теории для решения сугубо практических задач – проектирование оптимизированной сети Ethernet.

Прежде чем перейти к изложению дальнейшего материала, следует уточнить, что предметной областью книги являются сети Ethernet, поскольку именно эти сети широко применяются в Windows. В этой главе будет приведен краткий обзор сетей других типов, отличных от Ethernet.

ПРИМЕЧАНИЕ

Термин Ethernet впервые использовался Робертом Меткальфом в его знаменитой статье, посвященной сети ALOHA (см. главу 1). Эти сети являются самыми распространенными на сегодняшний день и применяют метод CSMA/CD для контроля передачи данных.

Теперь пришло время поговорить о различных сетевых топологиях, применяемых на практике.

Шинная топология

Одной из наиболее распространенных до недавнего времени топологий ЛВС являлась шинная топология. Она представляет собой линейную структуру, которая моделируется графом без циклов. Физически подобная топология реализуется одним общим кабелем (шиной), к которому подключаются рабочие станции. Шина завершается терминатором, который играет роль оконечной нагрузки, а также позволяет исключить такое вредное явление, как отражение сигнала. Именно на базе этой топологии были реализованы первые сети Ethernet. На рис. 2.1 представлен пример сети, характеризующейся шинной топологией.

Рис. 2.1. Сеть, характеризующаяся шинной топологией

В настоящее время подобные сети практически не используются на практике, поскольку их эксплуатация сопряжена с наличием нескольких основных проблем:

– невысокая степень надежности, поскольку в случае повреждения единственного кабеля-шины нарушается передача сигналов в сети;

– низкое быстродействие, частично связанное с использованием механизма передачи данных (CSMA/CD, множественный доступ с контролем несущей и обнаружением конфликтов);

– ограничения на предельный размер сети, являющиеся следствием затухания сигнала в процессе его распространения.

ПРИМЕЧАНИЕ

На самом деле ограниченное быстродействие связано не только с использо-4– ванием метода CSMA/CD, a скорее с использованием кабеля, обладающего недостаточной пропускной способностью. Как известно, в современных сетях Fast Ethernet также применяется именно этот метод, но их быстродействие трудно назвать «недостаточным».

ПРИМЕЧАНИЕ Предельный размер сети может быть увеличен, если воспользоваться репитерами, позволяющими усилить сигнал. Подробнее эти устройства рассматриваются в четвертой главе.