Нашли ошибку или опечатку? Выделите текст и нажмите

Поменять цветовую

гамму сайта?

Поменять
Обновления сайта
и новые разделы

Рекомендовать в Google +1

Физическая сеть

175

По существу сеть представляет собой группу компьютеров или устройств, соединенных каналами связи (communication links). В терминах сетевой обработки все компьютеры и устройства (принтеры, маршрутизаторы, коммутаторы и т. д.), присоединенные к сети, называются узлами (nodes). Узлы соединены каналами, которые могут быть кабелями или беспроводными соединениями (инфракрасными или радиосигналами) и могут взаимодействовать с другими узлами, передавая сообщения через сеть.

Сети различаются в зависимости от размера:

Локальная сеть (LAN, или Local Area Network)

Соединяет узлы, расположенные на ограниченном участке. Этот участок может соответствовать расположению крупной компании или быть совсем небольшим, на котором объединяются компьютеры в жилой квартире. Наиболее часто используемая технология локальных сетей — сеть Ethernet.

Глобальная сеть (WAN, или Wide Area Network)

Может объединять несколько участков локальных сетей. Известны такие технологии глобальных сетей, как Frame Relays (с ретрансляцией кадров), линии Tl, Integrated Services Digital Network, или ISDN (цифровая сеть с интегрированными услугами), Х.25 и Asynchronous Transfer Monitor, или ATM (асинхронный режим передачи). Далее мы подробнее рассмотрим средства соединения с глобальной сетью.

Региональная сеть (MAN, или Metropolitan Area Network)

Очень похожа на глобальную сеть в том, что она тоже объединяет несколько локальных сетей. Однако региональная сеть сужает территорию сети до города или небольшого района. В региональной сети используются высокоскоростные сети, соединяющие локальные сети школ, правительственных учреждений, компаний и т. д. с помощью таких быстрых соединений, как волоконная оптика.

Протокол Ethernet

Чтобы лучше понять, как работают физические сети, мы рассмотрим Ethernet, наиболее распространенный протокол для локальных сетей. Из всех устройств, подключенных к локальным сетям, 90% используют протокол Ethernet, который первоначально в 1972 г. разработали компании Xerox, Digital Equipment и Intel. В 1980 г. стандарт IEEE 802.3 CSMA/CD определил протокол Ethernet со скоростью передачи 10 Мбит/сек.

В настоящее время сети Ethernet могут поддерживать линии со скоростями 100 Мбит/сек и 1 Гбит/сек. С Ethernet могут применяться многие кабельные технологии. С помощью стандартизованной системы имен указывают скорость сети Ethernet и свойства кабельной технологии. Эти имена начинаются с числа, означающего максимальную скорость передачи данных, за которым следует слово, указывающее поддерживаемую технологию передачи, и наконец число, определяющее максимальное расстояние между узлами. Например, 10Base2 обозначает сеть Ethernet, функционирующую со скоростью 10 Мбит/сек, использующую узкополосную передачу по кабелям с максимальной длиной 200 м.

CSMA/CD

Интернет — это сеть CSMA/CD (множественный доступ с контролем несущей и обнаружением конфликтов (коллизий)). Несколько устройств подсоединены к одной сети, и все они могут обращаться к ней одновременно. Когда посылается сообщение, оно передается по всей сети, как показано на следующем рисунке. Получатель определяется уникальным адресом, и только этот узел читает сообщение, остальные его игнорируют:

сеть CSMA/CD

В такой схеме заложена потенциальная проблема, поскольку одновременно могут попытаться отправить сообщение не один, а несколько узлов, что приводит к искажению пакетов. Используемое в Ethernet решение состоит в том, что каждый узел прослушивает сеть и, таким образом, знает, есть ли в данный момент трафик в сети. Узел может начать отправку данных, если по сети еще не посланы другие данные. Короче говоря, это часть CSMA (множественный доступ с контролем несущей) протокола CSMA/CD.

Однако по-прежнему остается возможность, что два узла, проверив, что сеть пока не используется, начнут отправку пакета точно в одно время по одному сетевому кабелю. Это приведет к возникновению конфликтов между двумя пакетами, и в результате данные будут искажены. Оба отправителя узнают об искажении пакета, поскольку при посылке данных они продолжают слушать сеть и обнаруживают конфликт.

В протоколе CSMA/CD это часть CD (обнаружение конфликтов). Тогда оба узла немедленно останавливают передачу и ждут в течение случайного промежутка времени, по истечении которого они снова проверяют состояние сети, чтобы выяснить, свободна ли она и можно ли отправить пакет повторно.

Для уникальной идентификации каждый узел локальной сети использует адрес управления доступом к среде (Media Access Control, MAC). Этот адрес определен сетевой интерфейсной платой. Сетевой пакет отправляется по сети, и, если сетевая плата определяет, что пакет не предназначен для ее хоста, она игнорирует пакет и передает его дальше. Если же пакет предназначен для этой платы, она все равно передает его дальше, но на этот раз отмечает в нем, что он получен. Пакет продолжает свой путь по сети, пока не вернется к отправителю, который убеждается, что намеченный адресат получил данные.

Другие протоколы

Компания IBM разработала сеть Token Ring (IEEE 802.5), узлы которой соединены в кольцо. В технологии Ethernet любой узел может отправить сообщение, если в сети нет трафика. В сети Token Ring каждый узел имеет гарантированный доступ к сети в предопределенном порядке. По кольцу сети циркулирует маркер, и только узел, владеющий маркером, может отправить сообщение. В настоящее время Ethernet постепенно вытесняет технологию Token Ring как более дорогую и сложную в реализации.

AppleTalk — это протокол локальной сети, разработанный компанией Apple, был очень популярным в США.

Асинхронный режим передачи (Asynchronous Transfer Mode, ATM) — еще один протокол, который можно встретить в локальных сетях. Он поддерживает быструю коммутацию сети и имеет гарантированное "качество обслуживания" (Quality of Service, QoS), но, поскольку цена сетевых плат ATM очень высока, ATM применяется лишь в узкоспециализированном секторе рынка локальных сетей. ATM используется лишь для сетей LAN, требующих чрезвычайно высокой производительности, например, для передачи между больницами таких медицинских изображений, как рентгеновские снимки. В магистрали, управляющей глобальными сетями, ATM играет более важную роль.

Сетевая интерфейсная плата

Сетевая интерфейсная плата (Network Interface Card, или NIC) — это адаптерная плата, используемая для соединения устройства с локальной сетью. Она позволяет отправлять сообщения в сеть и получать сообщения из сети. Сетевая плата имеет уникальный МАС-адрес, обеспечивающий уникальную идентификацию для каждого устройства.

МАС-адрес — это 6-байтное шестнадцатеричное число, уникально назначенное сетевой Ethernet-плате. Этот адрес может быть изменен сетевым драйвером динамически (как, например, в сетях DECnet, разработанной компанией Digital Equipment), но обычно МАС-адрес не изменяется.

Вы можете узнать МАС-адрес машины Windows с помощью утилиты командной строки ipconfig, запустив ее в окне командной строки с установленным переключателем /all.

Пройди тесты