Локальні мережі 1

2. Зміни локальних мереж і організація обміну інформацією

3. Локальні мережі навчального призначення

Великий вплив на розвиток ЛЗ зробило створення автоматизованих систем управління підприємствами (АСУ). АСУ включають кілька автоматизованих робочих місць (АРМ), вимірювальних комплексів, пунктів управління. Інше найважливіше поле діяльності, в якому ЛЗ довели свою ефективність - створення класів навчальної обчислювальної техніки (КУВТ).

Завдяки відносно невеликим довжині ліній зв'язку (як правило, не більше 300 метрів), по ЛС можна передавати інформацію в цифровому вигляді з високою швидкістю передачі. На великих відстанях такий спосіб передачі неприйнятний через неминуче загасання високочастотних сигналів, в цих випадках припадають вдаватися до додаткових технічних (цифро-аналоговим перетворенням) і програмним (протоколів корекції помилок і ін.) Рішенням.

Характерна особливість ЛЗ - наявність зв'язує всіх абонентів високошвидкісного каналу зв'язку для передачі інформації в цифровому вигляді. Існують провідні та безпровідні (радіо) канали. Кожен з них характеризується певними значеннями істотних з точки зору організації ЛЗ параметрів:

• швидкості передачі даних;

• максимальної довжини лінії;

• зручності і простоти монтажу;

В даний час зазвичай застосовують чотири типи мережевих кабелів:

• незахищена вита пара;

• захищена кручена пара;

Перші три типи кабелів передають електричний сигнал по мідним провідникам. Волоконно-оптичні кабелі передають світло по скляному волокну.

Більшість мереж допускає кілька варіантів кабельних з'єднань.

2. Зміни локальних мереж і організація обміну інформацією

У найпростіших мережах з невеликим числом комп'ютерів вони можуть бути повністю рівноправними; мережу в цьому випадку забезпечує передачу даних від будь-якого комп'ютера до будь-якого іншого для колективної роботи над інформацією. Така мережа називається тимчасової.

Однак у великих мережах з великим числом комп'ютерів виявляється доцільним виділяти один (або декілька) потужних комп'ютерів для обслуговування потреб мережі (зберігання і передачу даних, друк на мережному принтері). Такі виділені комп'ютери називають серверами; вони працюють під управлінням мережевої операційної системи. Як сервер зазвичай використовується високопродуктивний комп'ютер з великим ОЗУ і вінчестером (або навіть декількома вінчестерами) великої місткості. Клавіатура і дисплей для сервера мережі не обов'язкові, оскільки вони використовуються дуже рідко (для настройки мережевої ОС).

Всі інші комп'ютери називаються робочими станціями. Робочі станції можуть не мати Вінчестерський дисків або навіть дисководів зовсім. Такі робочі станції називають бездисковими. Первинна завантаження ОС на бездискові робочі станції відбувається по локальній мережі з використанням спеціально встановлених на мережеві адаптери робочих станцій мікросхем ПЗУ, що зберігають програму початкового завантаження.

ЛЗ в залежності від призначення і технічних рішень можуть мати різні конфігурації (або, як ще кажуть, архітектуру, або топологію), зображені на рис. 1.

У кільцевій ЛЗ інформація передається по замкнутому каналу. Кожен абонент безпосередньо пов'язаний з двома найближчими сусідами, хоча в принципі здатний зв'язатися з будь-яким абонентом мережі.

У зіркоподібною (радіальної) ЛЗ в центрі знаходиться центральний керуючий комп'ютер, послідовно зв'язується з абонентами і зв'язує їх один з одним.

У шинної конфігурації комп'ютери підключені до загального для них каналу (шині), через який можуть обмінюватися повідомленнями.

У деревовидної - існує "головний" комп'ютер, якому підпорядковані комп'ютери наступного рівня, і т.д.

Крім того, можливі конфігурації без виразного характеру зв'язків; межею є полносвязная конфігурація, коли кожен комп'ютер в мережі безпосередньо пов'язаний з будь-яким іншим комп'ютером.

У великих ЛЗ підприємств і установ найчастіше використовується шинна (лінійна) топологія, відповідна архітектурі багатьох адміністративних будівель, що мають довгі коридори і кабінети співробітників уздовж них. Для навчальних цілей в КУВТ найчастіше використовують кільцеві і зіркоподібні ЛЗ.

Мал. 1, а. Кільцева топологія локальної мережі

Мал. 1, б. Радіальна топологія локальної мережі

Мал. 1, ст. Шинна топологія локальної мережі

Мал. 1.г. Деревоподібна топологія локальної мережі

У будь-якому фізичному конфігурації підтримка доступу від одного комп'ютера до іншого, наявність або відсутність виділеного комп'ютера (в складі КУВТ його називають "учительським", а інші - "учнівськими"), виконується програмою - мережевою операційною системою, яка по відношенню до ОС окремих комп'ютерів є надбудовою. Для сучасних високорозвинених ОС персональних комп'ютерів цілком характерна наявність мережевих можливостей (наприклад, OS / 2, WINDOWS'95-XP).

Процес передачі даних по мережі визначають шість компонент:

• фізична кабельна мережа;

Комп'ютер-джерело може бути робочою станцією, файл-сервером, шлюзом або будь-яким комп'ютером, підключеним до мережі. Блок протоколу складається з набору мікросхем і програмного драйвера для плати мережевого інтерфейсу. Блок протоколу відповідає за логіку передачі по мережі. Передавач посилає електричний сигнал через фізичну топологічну схему. Приймач розпізнає і приймає сигнал, що передається по мережі, і направляє його для перетворення в блок протоколу.

Мал. 2. Схема перенесення інформації в мережі

В ході процесу передачі блок протоколу управляє логікою передачі по мережі через схему доступу.

Кожна мережева ОС використовує певну стратегію доступу від одного комп'ютера до іншого. Широко використовуються маркерні методи доступу (звані також селективної передачею), коли комп'ютер-абонент отримує від центрального комп'ютера мережі так званий маркер - сигнал на право ведення передачі протягом певного часу, після чого маркер передається іншому абоненту. При конкурентному методі доступу абонент починає передачу даних, якщо виявляє вільної лінію, або відкладає передачу на деякий проміжок часу, якщо лінія зайнята іншим абонентом. При іншому способі - резервування часу - у кожного абонента є певний проміжок, протягом якого лінія належить тільки йому.

Схеми доступу. Детальніше

Правила організації передачі даних в мережі називають протоколом. Певний протокол підтримується як апаратно (адаптерами мережі), так і програмно (мережевий ОС).

• ідентифікатора програми на робочій станції.

Номер мережі - це номер сегмента мережі (кабельного господарства), що визначається системним адміністратором при установці мережевої ОС.

3. Локальні мережі навчального призначення

ЛЗ КУВТ - сукупність апаратних і програмних засобів, орієнтованих на використання в навчальному процесі. У нашій країні в кінці 80-х років набули широкого поширення КУВТ "Ямаха" (японського виробництва), вітчизняні КУВТ на базі мікро-ЕОМ БК0010, УКНЦ, "Корвет". Їм на зміну прийшли КУВТ на базі комп'ютерів IBM PC (і їм подібних) і "Apple Macintosh". У ряді місць функціонують і гібридні КУВТ з головною машиною IBM PC і учнівськими УКНЦ або "Корвет".

До складу кожного КУВТ входять:

• робоче місце викладача (РМП);

• робочі місця учнів (РМУ) - зазвичай 10 - 15;

• апаратні і програмні засоби сетеобразованія. У складі РМП обов'язково знаходиться комп'ютер (системний блок, дисплей і клавіатура), досить ємне пристрій для зберігання інформації - накопичувач і принтер. У зазначених вище КУВТ першого покоління зазвичай роль накопичувача виконували два НГМД і побутовий касетний магнітофон. Зрозуміло, така мережа надає вельми слабкі можливості; в сучасних ЛЗ КУВТ на головній машині знаходиться вінчестер з досить великою ємністю до. CD ROM. інші пристрої.

Мережева ОС, яка функціонує на РМП, повинна надавати наступний мінімальний набір призначених для користувача можливостей:

• пересилання програм і даних з РМП на кожне з РМУ і назад;

• виконання програм як на РМУ, так і на РМП;

• висновок програм і даних з РМУ на зовнішні накопичувачі і принтер РМП;

• групову розсилку програм з РМП на все РМУ.

В ході цієї роботи ОС ЛЗ КУВТ повинна бути здатною до наступного.

1. Підтримка файлової системи. Це пов'язано з необхідністю забезпечити абонентам - учням - доступ до файлів, що зберігаються на головній машині мережі, яка в цьому випадку виконує роль файлового сервера. У більш "просунутому" варіанті на головній машині може бути база даних, що представляє інтерес для навчального процесу, і ОС повинна підтримувати доступ до цієї бази.

2. Захист даних і розмежування доступу. Без цього файли одних учнів під час запису на загальний диск зітруть файли інших. Крім того, в такій системі колективного користування можуть бути конфіденційні дані, і система повинна передбачити варіант їх захисту від несанкціонованого доступу (наприклад, за паролем).

3. Система контролю і ведення уроку. Вона включає можливість викладачеві втручатися в роботу учнів, переглядати їх екрани, викликати і редагувати їх програми, організовувати колективні демонстрації і т.д.

Високорозвинені ОС ЛЗ КУВТ надають чималі можливості. Серед команд викладача є кілька довідкових, що дозволяють встановити в якому режимі функціонують комп'ютери учнів, команди пересилання програм м їх автоматичного запуску на РМУ, команди виклику файлів - програм і даних - з будь-якого з РМУ на РМП або на диск, відключення будь-якого з РМУ від мережі і зворотне підключення. Мережа підтримує локальну електронну пошту - обмін короткими текстовими повідомленнями між будь-якими комп'ютерами.