Методы доступа к передающей среде в ЛВС

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОУ ВПО

ВСЕРОССИЙСКИЙ ЗАОЧНЫЙ ФИНАНСОВО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Информатика»

на тему: «Методы доступа к передающей среде в ЛВС»

Брянск 2011

Содержание

Введение

Тема курсовой работы «Методы доступа к передающей среде в ЛВС». В данном случае, объектом исследования являются методы доступа к передающей среде в ЛВС, а предметом исследования –  передающая среда в ЛВС.

На сегодняшний день более 80 % всех компьютеров мира объединено в различные информационно-вычислительные сети. Появление компьютерных сетей было вызвано практическими потребностями – иметь возможность для совместного использования данных,  быстрого обмена информацией между пользователями, получения и передачи  информации, не отходя от рабочего места.

Компьютерная сеть – это совокупность компьютеров и различных устройств, обеспечивающих информационный обмен между компьютерами в сети без использования каких-либо промежуточных носителей информации.

Все многообразие компьютерных сетей можно классифицировать по группе признаков:

1) Территориальная распространенность;

2) Ведомственная принадлежность (ведомственные  и государственные);

3) Скорость передачи информации (низко-, средне-, и высокоскоростные);

4) Тип среды передачи (коаксиальные, на витой паре, оптоволоконные, с передачей информации по радиоканалам, в инфракрасном диапазоне).

По территориальной распространенности сети   принято делить на 3 основных типа:

- LAN (Lokal Area Network) – локальная сеть в пределах предприятия, учреждения, одной организации;

- MAN (Metropolitan Area Network) – городская или региональная сеть, т.е. сеть в пределах города, области и т.п.;

- WAN (Wide Area Network)  – глобальная сеть, соединяющая абонентов страны, континента, всего мира.

Существует также термин «корпоративная сеть», который используют для обозначения объединения нескольких сетей, каждая из которых может быть построена на различных технических, программных и информационных принципах. В данной работе будут рассматриваться локальные вычислительные сети и их передающая среда.

Локальная вычислительная сеть (ЛВС) – это совместное подключение нескольких отдельных компьютерных рабочих мест  к единому каналу передачи данных.  ЛВС в наши дни встречаются почти повсеместно. Этим обусловлена актуальность данной работы.

Целью данной работы является рассмотрение методов доступа к передающей среде в ЛВС.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1.      Рассмотреть методы доступа к передающей среде в ЛВС

2.      Проанализировать их

3.      Сделать вывод о возможности использования данных исследования в работе

Основным методом работы является анализ литературы по данной теме.

1.         Теоретическая часть

1.1.           Характеристика передающей среды ЛВС

Локальная сеть – объединение компьютеров, расположенных на сравнительно небольшой территории (одного предприятия, офиса, одной комнаты). Существующие стандарты для ЛВС обеспечивают связь между компьютерами на расстоянии от 2,5 км до 6 км (Ethernet и ARCNET, соответственно). [5, c. 16-17]

ЛВС также называют набор аппаратных средств и алгоритмов, обеспечивающих соединение компьютеров, других периферийных устройств (принтеров, дисковых контроллеров и т.п.) и позволяющих им совместно использовать общую дисковую память, периферийные устройства, обмениваться данными. [2, c. 20-21]

Основное назначение ЛВС – в распределении ресурсов ЭВМ: программ, совместимости периферийных устройств, терминалов, памяти. Следовательно, ЛВС должна иметь надежную и быструю систему передачи данных, стоимость которой должна быть меньше по сравнению со стоимостью подключаемых рабочих станций. Исходя из этого, ЛВС  должна основываться на следующих принципах:

- единой передающей среды;

- единого метода управления;

- единых протоколов;

- гибкой модульной организации;

- информационной и программной совместимости.

Рассмотрим эти принципы подробнее.

У компьютеров, объединённых в сеть, существует общая передающая среда. Передающая среда имеет две составляющие:

                 Физическая 

                 Логическая

К первой относятся непосредственно средства, с помощью которых компьютеры объединены друг с другом.  Ко второй – так называемые протоколы, т.е. наборы  правил  и  описаний, которые регулируют передачу информации.

В глобальном масштабе, или в крупных сетях, которые связывают машины на далёких расстояниях,  используются такие средства как:

                 Телефонные линии (информация переводится в сигналы определенной частоты с помощью модема). Такой способ является наиболее популярным, поскольку телефон как средство коммуникации является уже общедоступным, а также повсеместно распространённым. Телефонные линии опутывают почти все страны мира. [6, c. 47-48]

                 Спутники, для функционирования которых требуется иметь наземные станции и  антенны; кроме того на спутнике необходимо иметь корректирующие двигатели и соответствующие системы управления, работающие по командам с Земли и т.д. все эти условия делают спутниковую связь более дорогостоящей, чем связь посредством телефонных линий. В общем балансе связи на спутниковые системы, поэтому пока приходится примерно 3 % мирового трафика. Но потребности в спутниковых линиях продолжают расти, поскольку при дальности свыше 800 км спутниковые каналы становятся экономически более выгодными по сравнению с другими видами дальней связи. [6, c.48-49]

                 Радиорелейная связь. Освоение диапазона ультракоротких волн позволило создать радиорелейные линии. Недостатком радиорелейных линий связи является необходимость установки через определенные промежутки ретрансляционных станций, их обслуживание и т.д. [6, c. 48-49]

                 Стандартные кабели, с помощью которых создаются обычные локальные сети на базе стандартов Ethernet или Arcnet  в рамках предприятия, небольшого города или просто ограниченной местности. [6, c. 48-49]

1.2. Методы доступа в сети

Метод доступа – это способ определения того, какая из рабочих станций сможет следующей использовать ЛВС. То, как сеть управляет доступом к каналу связи (кабелю), существенно влияет на ее характеристики.

Примерами методов доступа являются:

1.      множественный доступ с прослушиванием несущей и разрешением коллизий (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection – CSMA/CD) [2, c. 35-36];

2.      множественный доступ с передачей полномочия (Token Passing Multiple Access – TPMA) или метод с передачей маркера [2, c. 35-36];

3.      множественный доступ с разделением во времени (Time Division Multiple Access – TDMA) [2, c.35-36];

4.      множественный доступ с разделением частоты (Frequency Division Multiple Access – FDMA) или множественный доступ с разделением длины волны (Wavelength Division Multiple Access – WDMA) [2, c.35-36].

CSMA/CD

Метод множественного доступа с прослушиванием несущей и разрешением коллизий (CSMA/CD) устанавливает следующий порядок: если рабочая станция хочет воспользоваться сетью для передачи данных, она сначала должна проверить состояние канала: начинать передачу станция может, если канал свободен. В процессе передачи станция продолжает прослушивание сети для обнаружения возможных конфликтов. Если возникает конфликт из-за того, что два узла попытаются занять канал, то обнаружившая конфликт интерфейсная плата, выдает в сеть специальный сигнал, и обе станции одновременно прекращают передачу. Принимающая станция отбрасывает частично принятое сообщение, а все рабочие станции, желающие передать сообщение, в течение некоторого, случайно выбранного промежутка времени выжидают, прежде чем начать сообщение.

Все сетевые интерфейсные платы запрограммированы на разные псевдослучайные промежутки времени. Если конфликт возникнет во время повторной передачи сообщения, этот промежуток времени будет увеличен. Стандарт типа Ethernet определяет сеть с конкуренцией, в которой несколько рабочих станций должны конкурировать друг с другом за право доступа к сети.

TPMA

Метод с передачей маркера – это метод доступа к среде, в котором от рабочей станции к рабочей станции передается маркер, дающий разрешение на передачу сообщения. При получении маркера рабочая станция может передавать сообщение, присоединяя его к маркеру, который переносит это сообщение по сети. Каждая станция между передающей станцией и принимающей видит это сообщение, но только станция – адресат принимает его. При этом она создает новый маркер. Маркер (token), или полномочие, – уникальная комбинация битов, позволяющая начать передачу данных.

Каждый узел принимает пакет от предыдущего, восстанавливает уровни сигналов до номинального уровня и передает дальше. Передаваемый пакет может содержать данные или являться маркером. Когда рабочей станции необходимо передать пакет, ее адаптер дожидается поступления маркера, а затем преобразует его в пакет, содержащий данные, отформатированные по протоколу соответствующего уровня, и передает результат далее по ЛВС.

Пакет распространяется по ЛВС от адаптера к адаптеру, пока не найдет своего адресата, который установит в нем определенные биты для подтверждения того, что данные достигли адресата, и ретранслирует его вновь в ЛВС. После чего пакет возвращается в узел из которого был отправлен. Здесь после проверки безошибочной передачи пакета, узел освобождает ЛВС, выпуская новый маркер. Таким образом, в ЛВС с передачей маркера невозможны коллизии (конфликты). Метод с передачей маркера в основном используется в кольцевой топологии.

Данный метод характеризуется следующими достоинствами:

                   гарантирует определенное время доставки блоков данных в сети;

                   дает возможность предоставления различных приоритетов передачи данных.

Вместе с тем он имеет существенные недостатки:

                   в сети возможны потеря маркера, а также появление нескольких маркеров, при этом сеть прекращает работу;

                   включение новой рабочей станции и отключение связаны с изменением адресов всей системы.

TDMA

Доступ TDMA основан на использовании специального устройства, называемого тактовым генератором. Этот генератор делит время канала на повторяющиеся циклы. Каждый из циклов начинается сигналом Разграничителем. Цикл включает (n) пронумерованных временных интервалов, называемых ячейками. Интервалы предоставляются для загрузки в них блоков данных.