Презентация на тему "Организация сетевого взаимодействия в современных ЛВС. Способы передачи данных в ЛВС"

Содержание

• 
  Слайд 1
  

  Организация сетевого взаимодействия в современных ЛВС. Способы передачи данных в ЛВС

  Методы доступа к среде передачи данных. Компоненты локальных сетей. Принципы передачи информации в ЛВС 1

• 
  Слайд 2

  Основные понятия

  2 Метод доступа – это способ определения того, какая из рабочих станций сможет следующей использовать канал связи и как управлять доступом к каналу связи (кабелю). Пакет (или кадр) — это единица информации, пересылаемая с одного компьютера на другой. Ethernet—пакетная технология передачи данных. TokenRing— технология локальной вычислительной сети кольца с «маркерным доступом» Arcnet— технология, предназначена для организации ЛВС в сетевой топологии «звезда» FDDI Повторитель — устройство, дублирующее получаемые сигналы.

• 
  Слайд 3

  Методы доступа

  3 Все методы доступа делятся на: Централизованные Децентрализованные детерминированные (четкие правила) случайные

• 
  Слайд 4

  Централизованные методы доступа

  4 все управление доступом сосредоточено в одном узле (центре). Достоинства отсутствие конфликтов (центр всегда предоставляет право на передачу только одному абоненту, которому не с кем конфликтовать) Недостатки неустойчивость к отказам центра малая гибкость управления (центр обычно не может оперативно реагировать на все события в сети)

• 
  Слайд 5

  Децентрализованные методы

  центр управления отсутствует. Управление доступом, в том числе предотвращение, обнаружение и разрешение конфликтов, осуществляется всеми абонентами сети. 5 Недостатки возможны конфликты, которые необходимо разрешать Достоинства высокая устойчивость к отказам большая гибкость

• 
  Слайд 6

  Детерминированные и случайные методы

  6

• 
  Слайд 7

  Методы используемые в ЛВС

  Типичными методами доступа к передающей среде в современных ЛВС являются: CSMA/CD - метод множественного доступа с прослушиванием несущей и разрешением коллизий (для Etherhet);  маркерный метод доступа  (применяется для  TokenRing, FDDI); метод доступа по приоритету запроса 7

• 
  Слайд 8

  CSMA/CD

  Суть метода: каждый сетевой адаптер постоянно прослушивает среду передачи (будь то кабель или радиочастота), чтобы определить, свободна ли она в данный момент времени. Если среда передачи свободна, то сетевой адаптер начинает передачу пакета. Если в среде передачи обнаруживается сигнал, то сетевой адаптер откладывает передачу своих кадров на некоторый интервал времени. По истечении времени - попытка получить доступ к среде передачи. После завершения передачи кадра любой узел должен выждать паузу — межкадровый интервал (InterPacketGap — IGP), — равную 9,6нс. 8

• 
  Слайд 9

  CSMA/CD продолжение

  Если два сетевых адаптера одновременно прослушивают среду, обнаруживают, что она не занята передачей, и начинают одновременно передавать свои пакеты, происходит ошибка передачи — коллизия. Коллизия может возникнуть и в том случае, когда сигнал, переданный с одной рабочей станции, еще не дошел до другой. Эта станция, прослушав среду, и решив, что среда передачи не занята, начинает пересылку своих кадров, что и приводит к сбою. При обнаружении коллизии, рабочие станции прерывают передачу данных и переходят в режим ожидания(Продолжительность ожидания выбирается случайным от 0 до 52,4 мс). Повторная попытка Таким образом, метод доступа к среде передачи данных для технологии Ethernet имеет случайный характер. 9

• 
  Слайд 10

  Алгоритм CSMA/CD

  10 Необходимость передачи прослушивает канал проверка канала Занят ожидает начинает передачу и прослушивает канал Свободен проверка канала Возник конфликт прекращает передачу Сетевая карта задает случайный интервал ожидания Свободен заканчивает передачу Освобождает канал

• 
  Слайд 11

  Маркерный метод доступа

  Суть метода: поочередная передача права на пересылку пакетов от одного компьютера сети к другому. Это право передается с помощью маркера — пакета специального формата. контролируется активным монитором (рабочей станцией сети, которая выбирается при инициализации сети). Функции активного монитора генерация маркера, который передается следующей по кругу станции контроль над наличием маркера в сети (Если через некоторое время маркер не возвращается к активному монитору, то генерируется и запускается в кольцо новый маркер) При получении маркера станция проверяет наличие данных, которые требуется переслать. Если таковые отсутствуют, то маркер передается далее по кольцу. Если имеются данные для пересылки, то станция изымает маркер из кольца и начинает передачу кадров. 11

• 
  Слайд 12
  

  Данные передаются последовательно от одной рабочей станции к другой в одном направлении. Все станции в сети, получив кадр, ретранслируют его далее по кольцу. Если адресатом полученного кадра является данная станция, то она копирует этот кадр во внутренний буфер и добавляет в него признак подтверждения приема. Обойдя круг по кольцу, кадры возвращаются с пометкой о подтвержденном приеме на породившую их станцию, которая изымает их из кольца, после этого передает маркер другой машине. Все кадры в такой сети имеют различные приоритеты от низшего (0) до высшего (7). Если приоритет кадров для пересылки соответствует приоритету маркера или выше него, то только в этом случае станция может захватить переданный ей маркер, иначе она должна передать его дальше по сети. 12

• 
  Слайд 13

  Алгоритм маркерного метод доступа

  13 Необходимость передачи станция-отправитель ждет маркер маркер занят Станция присоединяет сообщение к маркеру, образуя пакет Анализ пакета, поиск адресата маркер свободен пропуск пакета станция-адресат принимает пакет прием пакета После подтверждения ретранслирует пакет в сеть анализ пакета, поиск отправителя станция-отправитель принимает пакет и анализирует передачу прием пакета После проверки станция-отправитель освобождает маркер пропуск пакета

• 
  Слайд 14

  Приоритетный доступ по требованию

  Суть метода: передача концентратору функций арбитра сети, который разрешает порядок доступа к разделяемой среде. То есть информация, поступившая на один из портов концентратора, дублируется на всех остальных его портах. При работе концентратор циклически опрашивает свои порты. Если рабочей станции необходимо передать данные, она передает на порт концентратора специальный сигнал, а также сообщает приоритет — низкий или высокий — кадра, который собирается передать. Если сеть свободна, то концентратор разрешает передачу. Получив от станции кадр, концентратор пересылает его по адресу назначения. Если сеть занята, то заявка на передачу данных ставится в очередь и далее обрабатывается в соответствии с порядком поступления заявок от других станций, а также приоритетов их кадров. Высокий приоритет соответствует данным, чувствительным к временным задержкам: голос, видеоизображение, кадры приложений, работающих в реальном времени. Если станция в течение продолжительного времени не поучала разрешение на передачу, то приоритет ее кадров повышается. 14

• 
  Слайд 15

  Вопрос №1. Компоненты локальных сетей

  Тема 2. 15

• 
  Слайд 16

  Компоненты ЛВС

  ЛВС состоит из: Аппаратных компонентов Программных компонентов 16

• 
  Слайд 17

  Аппаратные компоненты ЛВС

  Основные аппаратные компоненты: Абонентские системы: компьютеры (рабочие станции (клиенты) и серверы); сетевые принтеры сетевые жесткие диски; Сетевое оборудование: сетевые адаптеры; концентраторы (hub) / коммутаторы(switch); мосты; маршрутизаторы и др. Коммуникационные каналы: кабели; разъемы; устройства передачи и приема данных в беспроводных технологиях. 17

• 
  Слайд 18

  Сетевой адаптер

  Адаптер (networkadapter) - устройство, соединяющее компьютер (терминал) с сегментом сети. Карты сетевых адаптеров устанавливаются на каждом клиенте и на файловом сервере.   Адаптеры принадлежат к одному из двух типов: С обнаружением коллизий; С передачей маркера. Отличительные особенности: скорость передачи; объем буфера для пакета; тип шины; быстродействие шины; совместимость с различными микропроцессорами; использованием прямого доступа к памяти (DMA); адресация портов ввода/вывода и запросов прерывания; конструкция разъема. 18

• 
  Слайд 19

  Последовательность операций при передаче данных

  При передаче данных соблюдается следующая последовательность: Буферизация. Использование буфера необходимо для согласования между собой скоростей обработки информации различными компонентами ЛВС. (пакет данных). Формирование пакета. Данные разделяются на пакеты, добавляется заголовок и окончание. Доступ к кабелю/среде. Адаптер убеждается, что линия не занята или ждет поступления маркера. Преобразование данных из последовательной/параллельной формы. Кодирование/декодирование данных. Передача/прием импульсов. 19

• 
  Слайд 20

  Hub (концентратор)

  устройство для объединения компьютеров в сеть Ethernet c применением кабелей типа витая пара. В настоящее время вытеснены сетевыми коммутаторами Единственное преимущество концентратора — низкая стоимость Недостаток концентратора является логическим продолжением недостатков топологии общая шина, а именно — снижение пропускной способности сети по мере увеличения числа узлов. (работает по наименьшей скорости) 20

• 
  Слайд 21

  Сетевой коммутатор (switch)

  устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов сети в пределах одного или нескольких сегментов сети. В отличие от хаба, который распространяет трафик от одного подключенного устройства ко всем остальным, коммутатор передаёт данные только непосредственно получателю (исключение составляет широковещательный трафик). 21

• 
  Слайд 22

  Способы коммутации

  Коммутация без промежуточного накопления (без накопления) Передача начинается, как только декодирован адрес назначения, содержащийся в заголовке кадра. Основной недостаток - появление испорченных кадров. Коммутация с промежуточным накоплением Передача кадра осуществляется только после его полного приема и проверки. Достоинство: обеспечивает более надежное обнаружение ошибок, чем устройства, коммутирующие на лету. Недостаток: увеличивается задержка пропорционально размеру пакета. 22

• 
  Слайд 23

  Сетевой мост

  Мост – это устройство предназначенное для объединения сегментов (подсети) компьютерной сети разных топологий и архитектур. В отличие от повторителей мост анализирует целостность кадров и испорченные фильтрует В настоящее время мосты не используются, за исключением ситуаций, когда связываются сегменты сети с разной организацией, например, между xDSL соединениями, оптикой, Ethernet’ом. Главные параметры моста: размер внутренней адресной таблицы (типовое значение 500 - 2000 адресов); скорость фильтрации; скорость маршрутизации. 23

• 
  Слайд 24

  Достоинства и недостатки

  Достоинства мостов: очень просты в установке; автоматически адаптируются к изменению конфигурации сети; могут соединять сети, работающие с разными протоколами сетевого уровня; обеспечивают высокую производительность при относительно низкой цене. Недостатки мостов: не могут использовать альтернативные пути в сети, распределяя по ним нагрузку. Из возможных путей всегда выбирают один; могут способствовать значительным всплескам трафика в сети (пакет, чей адрес еще не содержится в таблице, передается во все сегменты); не могут предотвращать "штормы широковещательных сообщений", вызываемые некоторыми протоколами; 24

• 
  Слайд 25

  Маршрутизатор (router)

  Маршрутизатор - многофункциональное устройство, предназначенное для ограничения широковещательного трафика посредством разбиения сети на сегменты, обеспечения защиты информации, управления и организации резервных путей между областями широковещания. Обладает следующими особенностями: Учитывает специфику протоколов, используя маршрутную информацию сетевого уровня. Может обмениваться с другими маршрутизаторами информацией для сбора данных о топологии и состоянии сети. На основе анализа информации выбирается наилучший путь для передачи пакета. Определяет логические границы между группами сетевых сегментов. 25

• 
  Слайд 26

  Достоинства и недостатки

  Достоинства маршрутизаторов: обеспечивают большую гибкость, чем мосты; выбирают наилучший путь передачи на основе адреса, скорости, стоимости, загрузки линии; используют альтернативные пути, равномерно распределяя нагрузку; создают защитный барьер между подсетями; защищают информацию с помощью фильтров пакетов; могут разбивать длинные сообщения на несколько коротких, позволяя соединять сети, в которых используются пакеты различной длины; облегчают поддержку больших интерсетей. Недостатки маршрутизаторов: более сложны в установке и конфигурировании, чем мосты; при перемещении компьютера из одной подсети в другую требуется сменить его сетевой адрес. 26

• 
  Слайд 27

  Методы маршрутизации

  Статическая маршрутизация применяется в небольших, медленно изменяющихся сетях. Данные передаются по предопределенному пути и задерживаются, если путь блокирован. Динамическая маршрутизация позволяет автоматически изменить маршрут при отказах или перегрузки конкретных линий. Для автоматического построения маршрутных таблиц используются различные протоколы маршрутизации. Периферийная маршрутизация Периферийный маршрутизатор делегирует центральному все сложные функции по маршрутизации трафика, а сам должен принять простое решение: пересылать пакет по единственному каналу или нет. Используется в основном для соединения удаленных филиалов предприятия. 27

• 
  Слайд 28

  Программные компоненты ЛВС

  Сетевые операционные системы, где наиболее известные из них это: Windows NT, Windows Server; NetWare; Unix, Linux и т.д. Сетевое программное обеспечение (Сетевые службы): клиенты‎; анализаторы трафика‎; межсетевые экраны‎; протоколы; прокси-серверы службы удаленного доступа и т.д. 28

• 
  Слайд 29
  

  Вопрос №2. Принципы передачи информации в ЛВС 29

• 
  Слайд 30

  Вопросы?

  Вопросы приветствуются! 30