12
побочное влияние представляет собой негативное воздействие на
отдельные компоненты ЛВС, оказываемое различными явлениями, которые
происходят внутри ЛВС или во внешней среде.
В современных ЛВС используются такие виды топологии [13]:
bus – шинная топология;
ring – топология в виде кольца;
token ring – совмещенная топология звезда-кольцо;
star – топология в виде звезды.
1. Для ЛВС с топологией bus применяют линейный моноканал для
осуществления передачи данных, на каждом конце которого интегрируются
сопротивления (еще их называют терминаторы). Каждый хост ЛВС
подключается кабелем с использованием Т-разъема. Передаваемые данные
транслируются по шине в к начало и конец, т.е. в обе стороны, при
достижении терминаторов они отражаются и транспортируются в обратном
направлении.
Сопротивления предназначены для гашения уровней передаваемых
сигналов, при достижении последними концов канала передачи данных. На
сегодняшний день данная топология является устаревшей, применяется
довольно редко.
Недостатки данного типа топологии:
разрыв линии передачи данных с высокой вероятностью вывод сеть
и зстроя;
физическая ограниченность длины линии передачи и
поддерживаемого количества хостов;
сложность диагностики соединений.
2. В сети с топологией типа «кольцо» все рабочие станции соединены
используемыми средствами связи в виде неразрывного кольца, по которому
осуществляется транспортировка передаваемых данных [14].
Выход одного узла ЛВС соединяется с входом следующей
(ближайшей) рабочей станции. При этом, движение передаваемых от
13
источника данных начинается из одной точки, и проходя по всей ЛВС в итоге
попадают узел отправки.
Принципиальным моментом в работе данной топологии является тот
факт, что данные в рамках ЛВС всегда транспортируются в фиксированном
(неизменном) направлении.
Главным недостатком данной топологии является наличие следующего
факта: нарушение работы линии связи в конкретном участке или выход из
строя рабочей станции с высокой вероятностью приводит к полному
нарушению функционирования всей ЛВС.
В связи с этим данная топология не является достаточно надежной,
поэтому на практике в чистом виде редко используется, в большей степени в
небольних офисах [15].
3. Token Ring топология построения ЛВС была основана на принципе
физического кольца, интегрирующего возможности подключения топологии
«звезда». В этой топологии построения сети все хосты подключаются к
главному (центральному) концентратору, по аналогии согласно топологии
«звезда».
Главный концентратор представляет собой некоторое устройство,
обладающей своим микроконтроллером и память, используемое в первую
очередь для обеспечения последовательного соединения выхода одного узла
сети со входом другой рабочей станции сети.
Недостатки данного типа топологии, в силу которых она сильно
устарела и также редко применяется на практие: существенный расход
материалов на прокладку каналов передачи данных и высокая стоимость
развертывания ЛВС [18].
4. В ЛВС, базирующейся на использовании топологии “звезда” каждый
узел сети подсоединяется витой парой к соответствующему хабу или
концентратору. Данное устройство применяется для обеспечения
параллельного соединение хостов сети, благодаря чему все рабочие станции,
14
которые физически подключены к активной ЛВС, могут пересылать данные
друг другу [19].
В общем виде рссмотренные и существующие схемы подключения
хостов между собой в виде топологий приведены на рисунке 1.
Рисунок 1 – Схематическое отображение существующих топологий ЛВС
Информация от источника передачи в ЛВС транспортируется
посредством используемого хаба по всем линиям связи каждому отдельному
хосту.
Данные транспортируются по всем рабочим станциям, однако прием
осуществляет лишь теми отдельными хостами, для которых они
предназначены.
В связи с тем, что передача сигналов в данной топологии, по сути, как
и шинной топологии, является широковещательной, то логическая топология
данной топологии КС также базируется на шинном принципе, однако
является более востребованной и функциональной на практике.
Чаще всего данная топология применяется в ЛВС, функционирующих
на базе использования архитектуры 10Base-T Ethernet.
Преимущества данного типа топологии:
15
оперативность и гибкость добавления хостов в имеющуюся модель
взаимодействия хостов;
поддержка возможностей обеспечения централизации управления
работой КС;
построенная ЛВС является устойчивой к выходам из строя
отдельных узлов, а также к физическим разрывам соединения между хостом
и хабом.
Недостатки данного типа топологии [21]:
критичность работы хаба, т.к. его работа напрямую влияет на
функционирование всей ЛВС;
существенные затраты на прокладу линий связи (кабеля линии
передачи данных).
1.2. Существующие протоколы передачи данных
В общем виде протоколом обозначают некоторый набор правил,
которые задают форматы передаваемых сообщений и методы, которые
обеспечивают обмен данными между компьютером и программным
обеспечением.
Подобные правила используются каждым хостом сети, в результате
чего каждый получатель данных способен получить и интерпретировать
отправленное ему сообщение.
Существующие протоколы ЛВС обладают идентичными
существующим коммуникационным протоколам свойствами, не все из них
реализуются по изначальным методам, в связи с чем, некоторые из
изначальных протоколов устарели.
К недостаткам побных протоколов чаще всего относится низкий
уровень защиты от возможных ошибок и избыточность трафика,
передаваемого по сети [23].
Современные используемые протоколы ЛВС должны:
16
обеспечивать достаточный уровень надежности поддерживаемых
сетевых каналов;
обладать высокой степенью быстродействия работы;
обрабатывать и поддерживать интерпретацию целевых и исходных
адресов узлов.
Для унифицированного представления передаваемых данных в сетях,
содержащих неоднородные устройства и различные ПП, международная
организация по стандартам ISO создала универсальную модель связи
различных открытых систем, назвав ее OSI.
Отдельный уровень модели OSI выполняет предназначенную для него
функциональную задачу в процессе организации передачи нужных данных
по компьютерной сети [24].
Данная модель служит основой для создания и интеграции сетевых
протоколов, т.к. позволяет разделить различные функции коммуникации в
сети на отдельные уровни, каждый из которых обеспечивает процесс
обслуживания различных частей открытых систем.
Модель поддерживает только системные средства взаимодействия, т.е.
не оказывает влияния на программу конечных пользователей, поэтому
программное обеспечение может реализовать собственные протоколы
обмена данными на базе использования системных средств.
В случаях, когда программа может взять на себя функции ряда
уровней модели OSI, например, прикладного, то для обмена данными ему
необходимо обращается к соответствующим системным средствам напрямую
Данную модель подразделяют на 2 отдельные модели, а именно на:
горизонтальную, основанную на протоколах, которая обеспечивает
механизмы взаимодействия процессов и программ на отдельных
компьютерах;
вертикальную, базирующуюся на услугах, которые обеспечиваются
соседними уровнями на основе одного компьютера.
17
Каждый отдельный уровень компьютера–отправителя осуществляет
взаимодействие с аналогичным уровнем компьютера-получателя. Подобная
связь называется виртуальной или логической.
В реальности взаимодействие выполняется между смежными уровнями
единичной станции.
Информация от компьютера–отправителя должна пройти по всем
имеющимся уровням, после чего она передается по физическому каналу
связи до компьютера-получателя, после чего снова проходит все уровни в
обратном порядке, пока не достигнет нужного уровня, с которого она была
передана отправителю.
Каждый из уровней OSI осуществляет свою функцию, причем, чем
уровень выше, тем более сложные функции он выполняет [30]. Структура
модели организации передачи данных OSI приведена на рисунке 2.
Рисунок 2 – Структура модели организации передачи данных OSI
18
Имеющиеся уровни модели OSI целесообразно рассматривать в виде
групп программ, которые необходимы для выполнения заданных функций.
Каждый конкретный уровень модели обеспечивает требуемый сервис для
вышестоящего уровня, используя сервис уровня, который расположен ниже в
иерархии.
Верхние уровни выполняют запрос сервиса идентичным образом: чаще
всего это является требованием маршрутизации выбранных данных из одной
(активной) локальной сети в одну или несколько других.
Рассматриваемая модель сети определяет взаимодействие имеющихся
открытых систем различных производителей в рамках одной сети. В связи с
этим она выполняет координирующие действия для них по таким критериям,
как [31]:
взаимодействие активных прикладных процессов;
форматам представления передаваемых данных;
типам хранения данных;
уровню управления локальными сетевыми ресурсами;
степени безопасности данных и их защите;
диагностика технических средств и ПП.
Рассмотрим наиболее распространенные из стековпротоколов:
1. IPX/SPX, данный протокол обеспечивает (межсетевой пакетный
обмен, разработан организацией Novell для первой сетевой операционной
системы (СОС), которая поддерживался функции сервера –NetWare.
Первоначально данная система использовалась в связке с сетями типа
Ethernet, построенными на шинной топологии и сетей ARCnet, т.к.
поддерживала организацию работы лишь с одним файл-сервером.
Технология ARCnet представляла собой сетевую архитектуру,
базирующая на применении специальных пакетов с маркерами в топологии
звезды. В настоящее время СОС NetWare приобрела функции аппаратной
независимости, в связи с чем передечь поддерживаемых ею технологий и
протоколов стал шире.
19
В основе протокола IPX использовано решение под названием Xerox
Network System (XNS), по причине удобства адаптации для своей СОС
NetWare.
Протокол XNS был предложен разработчиком в качестве базового
средства передачи данных в рамках Ethernet сетей.
Параллельно был разработан протокол Sequenced Packet
Exchange (SPX), который основывается на взаимодействие с различными
прикладными программами, в частности с базами и хранилищами данных.
Протоколы IPX/SPX активно применяются в классических серверах
архитектуры СОС NetWare. Со временем компания Novell приняла решение
о переходе на стек протоколов TCP/IP, которые будут рассмотрены далее в
работе [32].
Расположение используемых протоколов стека IPX/SPX по
соотвествующим уровням модели ISO/OSI приведено на рисунке 3.
Рисунок 3 – Расположение протоколов IPX/SPX по ISO/OSI
20
Актуальность применения рассмотренных протоколов заключается в
обеспечении возможности обратной совместимости аппаратного обеспечения
с более старыми серверами и переферийным оборудованием (принтерами и
сканеры).
При конфигурации протоколов IPX/SPX на практике применяются
фреймы Ethernet следующих типов [34]:
802.2, используется в ЛВС, которые базируются на
СОС NetWare до 4.x;
802.3, более старый тип, использованный в системах NetWare 286
и NetWare 386;
Ethernet II, универсальный фрейм, применяемый для обеспечения
совместимости с ЛВС Ethernet II с целью осуществления процедуры более
эффективного их форматирования;
Ethernet SNAP, представляет собой реализацию протокола Sub
Network Access Protocol, который разработан для поддержки процесса
функционирования специальных программных служб и приложений
проприетарного характера.
Достоинством IPX является функция гибкого осуществления его
маршрутизации, посредством чего становиться возможным разносторонняя
передача данных по различым локальным подсетям внутри организации.
Существенным недостатком данного протокола является достаточно
высокое значения генерируемого дополнительного уровня трафика, что
происходит из-за применения активными станциями широковещательных
пакетов для постоянного подтверждения в ЛВС своего присутствия. В связи
с этим, в случае наличия большого колличества рабочих станций и
серверов происходит загрузка компьютерной сети, что может повлечь
нестабильность ее работе, утрате передаваемых пакетов.
Протокол SPX позволяет обеспечить передачу данных, генерируемых
различными прикладными программами с более высокой степенью
надежности, по сравнению с IPX. Однако, IPX функционирует более быстро,
21
за счет того, что в его рамках применяются службы, не требующие
двухсторонней установки соединения, которые работают на подуровне LLC.
Фактически, это обуславливает возможность гарантии доставки протоколом
IPX данных конечному хосту с меньшей долей вероятности, т.е. пакет может
«потеряться». В SPX используются службы, требующие наличия
двухстороннего соединения, что существенно увеличивает надежность
передачи сетевых данных.
На базе SPX функционирует утилита управления удаленной консолью
и службой сетевой печати Novell. Она делает возможным в режиме
администратора осуществление мониторинга поступления информации на
СОС NetWare, что позволяет пользователю производить выполнение
системных команд сервера в удаленном режиме, без необходимости иметь к
нему физический доступ [38]
2. Протокол NetBEUI активно используется при организации сетевого
взаимодействия в рамках небольших ЛВС, состав которых не превышает
150-200 рабочих станций. Это связано с особенностью данного протокола,
которая заключается в отсутствии поддержки маршрутизации, что делает его
не пригодным для использования в глобальных компьютерных сетях.
Данный протокол обеспечивает обратную совместимость с ЛВС, в
основе которых лежит протокол NetBEUI, что позволяет осуществить
поддержку процесса взаимодействия с старыми СОС типа Microsoft Windows
и LAN Manager.
NetBEUI реализует такие основные возможности: организация сеанса
сетевой связи между рабочими станциями, как с установлением, так и без
установления двухстороннего соединения; автоматическую настройку всех
параметров передачи данных; защиту от возникновения ошибок при передаче
пакетов; низкие требования аппаратному обеспечению.
В связи с тем, что NetBEUI основан на широковещательном режиме
передачи данных, при регистрации и обнаружении имен, его использование