Основы локальных компьютерных сетей

Введение.
 
На сегодняшний день в миресуществует более 130 миллионов ком­пьютеров и бо­лее 80 % из них объединены вразличные информационно-вычислительные сети от малых локальных сетей в офисахдо глобальных сетей типа Internet. Всемирная тенденция к объ­единению компьютеровв сети обусловлена рядом важных причин, таких как ускорение пе­редачи ин­формационныхсообщений, возможность быстрого обмена информацией между пользователями,получение и передача сообщений ( факсов, E — Mail писем и прочего ) не отходяот рабочего места, возможность мгновенного получения любой информации из лю­бойточки земного шара, а так же об­мен информацией между компьютерами разных фирмпроизводителей ра­бо­тающих под разным программным обеспечением.
Такие огромные потенциальные возможности,которые несет в себе вычислитель­ная сеть и тот новый потенциальный подъем,который при этом испытывает информацион­ный комплекс, а так же значительноеускорение производственного процесса  не дают нам право не принимать это к разра­боткеи не применять их на практике.
Поэтому необходимо разработатьпринципиальное решение вопроса по организа­ции ИВС(информационно-вычислительной сети) на базе уже существующего компьютер­ногопарка и программного комплекса отвечаю­щего современным научно-техническимтребованиям с учетом возрастаю­щих потребностей и возможностью дальнейшегопосте­пенного развития сети в связи с появлением новых технических и программныхрешений.   Понятие ЛВС.
Что такое локальнаявычислительная сеть (ЛВС)? Под ЛВС понимают совместное подключение несколькихотдельных компьютерных рабочих мест (рабочих станций) к еди­ному каналу передачиданных. Благодаря вычислительным сетям мы полу­чили возможность одновременногоиспользо­вания программ и баз данных несколькими пользователями.
            Понятие локальная вычислительная сеть — ЛВС(англ. LAN — Lokal Area Network ) относится к географически ограниченным (территориально или производственно) аппаратно-программным реализациям, в которыхне­сколько компьютерных систем связанны друг с другом с помощью соответствующихсредств коммуникаций. Благодаря такому со­единению пользователь может взаимодействоватьс другими рабочими станциями, подключенными к этой ЛВС.
            В производственной практике ЛВС играют оченьбольшую роль. По­средством ЛВС в систему объединяются персональные компьютеры,распо­ложенные на многих удален­ных рабочих местах, которые используютсовместно оборудование, программные средства и информацию. Рабочие местасотрудников перестают быть изолированными и объеди­няются в единую систему. Рассмотримпреимущества, получаемые при сетевом объединении персональных компьютеров в видевнутрипроизводственной вычислительной сети.
           Разделение ресурсов.
            Разделение ресурсов позволяет экономноиспользовать ресурсы, на­пример, управлять периферийными устройствами, такимикак лазерные пе­чатающие устройства, со всех присоединенных рабочих станций.
            Разделение данных.
            Разделение данных предоставляет возможностьдоступа и управле­ния базами данных с периферийных рабочих мест, нуждающихся винфор­мации.
         Разделение программных средств.
            Разделение программных средств, предоставляетвозможность одно­временного использования централизованных, ранее установленныхпрограммных средств.
            Разделение ресурсов процессора.
            При разделении ресурсов процессора возможноиспользование вы­числительных мощностей для обработки данных другими системами,вхо­дящими в сеть. Предоставляе­мая возможность заключается в том, что наимеющиеся ресурсы не “набрасываются” мо­ментально, а только лишь че­резспециальный процессор, доступный каждой рабочей станции.
            Многопользовательский режим.
Многопользовательские свойствасистемы содействуют одновременному использованию централизованных прикладныхпрограммных средств, ранее установленных и управляемых, например, если пользовательсистемы работает с другим заданием, то те­кущая вы­полняемая работа отодвигаетсяна задний план. Одно ранговая сеть.
В одно — ранговой сети, всекомпьютеры равноправны: нет иерархии среди компьютерови нет выделенного сервера, и, как правило, каждый компьютер функционирует и какклиент и как сер­вер. Все пользователи самостоятельно решают, какие данные насвоем компьютере сделать дос­тупными для всех. Одно — ранговую сеть называюттак же рабочей группой. Рабочая группа –это небольшой коллектив, поэтому в одно- ранговой сети не более 10 компьютеров.
Одно — ранговые сети относительно просты. Поскольку каждыйкомпьютер является и клиентом, и сервером, нет необходимости в мощном центральномсервере или в других компонентах, обязательных для более сложных сетей. Одноранговые сети обычно дешевле сетей на основе сервера, но требуют более мощных идорогих компьютеров.
В одно — ранговой сети требования к производительности и куровню защиты для сетевого про­граммного обеспечения, как правило, ниже, чем всетях с выделенным сервером. Выделенные серверы функционируют исключительно вкачестве серверов, но не клиентов или рабочих стан­ций.
В такие операционные системы, как MicrosoftWindows NT Workstation ,Microsoft Windows for Workgroups и Microsoft Windows 95, встроена поддержка одно ранговыхсетей. По этому чтобы установить одно ранговую сеть дополнительногопрограммного обеспечения не требуется.
Одно ранговая компьютерная сеть выглядит так:
1.   Компьютерырасположены на рабочих столах пользователей.
2.   Пользователисами выступают в роли администраторов, и сами обеспечивают защиту ин­формации.
3.   Для объединениякомпьютеров в сеть применяется простая кабельная система.
Если эти условия выполняются, то, скорее всего выбор одноранговой сети будет правильным.
Защита подразумевает установку пароля на разделяемый ресурс,например на каталог. Центра­лизованно управлять защитой в одно ранговой сетиочень сложно, так как каждый пользователь устанавливает ее самостоятельно, да иобщие ресурсы могут находиться на всех компьютерах, а не только на центральномсервере. Такая ситуация представляет серьезную угрозу для всей сети, кроме тогонекоторые пользователи могут вообще не устанавливать защиту.Сети на основе сервера
Если к сети подключено более 10пользователей, то одно ранговая сеть, где компьютеры высту­пают в роликлиентов, и серверов, может оказаться недостаточно производительной. Поэтомубольшинство сетей используют выделенные серверы. Выделенным называется такой сервер,который функционирует только как сервер. Они специально оптимизированы длябыстрой об­работки запросов от сетевых клиентов и для управления защитой файлови каталогов. Сети на основе сервера стали промышленным стандартом.
            С увеличением размеров сети и объемов сетевоготрафика необходимо увеличивать количество серверов. Распределение задач срединескольких серверов гарантирует, что каждая задача будет выполняться самымэффективным способом из всех возможных.
            Круг задач, которые должны выполнять серверы,многообразен и сложен. Чтобы при­способиться  возрастающим потребностям пользователей,серверы в больших сетях стали спе­циализированными. Например, в сети Windows NT существуют различные типы серверов:
Файл-серверы и принт — серверы управляют доступомсоответственно к файлам и принтерам, на серверах приложений выполняютсяприкладные части клиент — серверных приложений, а так же находятся данные доступныеклиентам. Например, чтобы упростить извлечение данных, серверы хранят большиеобъемы информации в структурированном виде. Эти серверы отлича­ются от файл — серверови принт — серверов. В принт — серверах, файл или данные целиком копируются назапра­шиваемый компьютер. А в сервере приложений на запрашиваемый компьютер посылаютсятолько результаты запроса. Приложение-клиент на удаленном компьютере получаетдоступ к данным, хранимым на сервере приложений. Однако вместо всей базы данныхна ваш компьютер с сервера загружаются только результаты запроса.
            В расширенной сети использование серверовразличных типов становится наиболее актуальным. Необходимо поэтому учитывать всевозможныенюансы, которые могут проявиться при разрастании сети, с тем чтобы изменениероли определенного сервера в дальнейшем не от­разилось на работе всей сети.
            Основным аргументом при работе в сети на основевыделенного сервера является, как правило, защита данных. В таких сетях,например как Windows NT Server, проблемами безопас­ности может заниматься одинадминистратор.
            Посколькужизненно важная информация расположена централизованно, то есть, сосредо­точенана одном или нескольких серверах, нетрудно обеспечить ее регулярное резервноекопи­рование. Благодаря избыточным системам данные на любом сервере могутдублироваться в ре­альном времени, поэтому в случае повреждения основнойобласти хранения данных информа­ция не будет потеряна –легко воспользоватьсярезервной копией. Сети на основе сервера могут поддерживать тысячипользователей. Сетью такого размера, будь она одно — ранговой, невоз­можно былобы управлять. Так как компьютер пользователя не выполняет функции сервера,требования к его характеристикам зависят от самого пользователя.
Все ЛВС работают в одномстандарте, принятом для компьютерных сетей — в стандарте Open SystemsInterconnection (OSI).
 Базовая модель OSI (Open System Interconnection)
 
Для того чтобы взаимодействовать,люди используют общий язык. Если они не могут разговаривать друг с другомнепосредственно, они применяют соответствующие вспомогательные средства дляпередачи сообще­ний.
            Показанные выше стадии необходимы, когдасообщение передается от отправителя к получателю.
            Для того чтобы привести в движение процесспередачи данных, использовали машины с одинаковым кодированием данных исвязанные одна с другой. Для единого представления данных, в линиях связи по которымпередается информация, сформи­рована Международная организация постандартизации (англ. ISO — International Standards Organization).
            ISO предназначена для разработки моделимеждународного комму­никационного протокола, в рамках которой можноразрабатывать международные стандарты. Для наглядного по­яснения расчленим еена семь уровней.
            Международных организация по стандартизации(ISO) разработала базовую модель  взаимодействия открытых систем (англ. OpenSystems In­terconnection (OSI)). Эта модель явля­ется международным стандартомдля передачи данных.
            Модель содержит семь отдельных уровней:
            Уровень 1:  физический — битовыепротоколы передачи информации;
            Уровень 2:  канальный — формирование кадров, управление доступом к среде;
            Уровень 3:  сетевой — маршрутизация, управление потоками данных;
            Уровень 4:  транспортный — обеспечение взаимодействия удаленных процес­сов;
            Уровень 5:  сеансовый — поддержкадиалога между удаленными про­цессами;
            Уровень 6:  представлении данных — интерпретация передаваемых данных;
            Уровень 7:  прикладной — пользовательское управление данными.
Основная идея этой моделизаключается в том, что каждому уровню отводится кон­кретная ролью, в том числеи транспортной среде. Благодаря этому общая задача передачи дан­ных расчленяетсяна отдельные легко обозримые задачи. Необходимые соглашения для связи одного уровня, например вышерасположенного и нижерасположенного называют про­токолом.
            Так как пользователи нуждаются в эффективномуправлении, система вычис­лительной сети представляется как комплексноестроение, которое координирует взаимодействие задач пользователей.
            С учетом вышеизложенного можно вывести следующуюуровневую модель с админи­стративными функциями, выполняющимися в пользова­тельскомприкладном уровне.
            Отдельные уровни базовой модели проходят внаправлении вниз от источника данных (от уровня 7 к уровню 1) и в направлениивверх от прием­ника данных (от уровня 1 к уровню 7). Пользовательские данныепереда­ются в нижерасположенный уровень вместе со специфическим для уровнязаголовком до тех пор, пока не будет достигнут последний уровень.
            На приемной стороне поступающие данныеанализируются и, по мере надоб­ности, передаются далее в вышерасположенныйуровень, пока ин­формация не будет передана в пользо­вательский прикладнойуровень.
            Уровень 1. Физический.
На физическом уровне определяются электрические,механические, функ­циональные и процедурные параметры для физической связи всистемах. Физическая связь и неразрывная с ней экс­плуатационная готовностьявля­ются основной функцией 1-го уровня. Стандарты физического уровня вклю­чаютрекомендации V.24 МККТТ (CCITT), EIA RS232 и Х.21. Стандарт ISDN (IntegratedServices Digital Network) в будущем сыграет определяющую роль для функцийпередачи данных. В качестве среды передачи данных исполь­зуют трехжильныймедный провод (экранированная витая пара), коакси­аль­ный кабель,оптоволоконный проводник и радиорелейную линию.
            Уровень 2. Канальный.
            Канальный уровень формирует из данных,передаваемых 1-м уров­нем, так на­зываемые «кадры» последовательностикадров. На этом уровне осуществляются управление доступом к передающей среде, используемойнесколькими ЭВМ, синхро­низация, обнаружение и исправле­ние ошибок.
            Уровень 3. Сетевой.
            Сетевой уровень устанавливает связь ввычислительной сети между двумя абонентами. Соединение происходит благодаря функцияммаршрути­зации, которые требуют наличия сете­вого адреса в пакете. Сетевойуровень должен также обеспечи­вать обработку ошибок, мультип­лексирование,управление потоками данных. Самый известный стандарт, относящийся к этомууровню, — рекомендация Х.25 МККТТ (для сетей общего пользования с коммутациейпакетов).
            Уровень 4. Транспортный.
            Транспортный уровень поддерживает непрерывнуюпередачу данных между двумя взаимодействующими друг с другом пользовательскимипро­цессами. Качество транспорти­ровки, безошибочность передачи, независи­мостьвычислительных сетей, сервис транспорти­ровки из конца в конец, ми­нимизациязатрат и адресация связи га­рантируют непрерывную и безоши­бочную передачуданных.
            Уровень 5. Сеансовый.
            Сеансовый уровень координирует прием, передачу ивыдачу одного сеанса связи. Для координации необходимы: контрольрабочих параметров, управление потоками данных промежуточных накопителей идиалоговый контроль, гарантирующий передачу, имеющихся в распоряжении данных.Кроме того, сеансовый уровень содержит дополнительно функции управле­ния паролями,подсчета платы за пользование ресурсами сети, управления диалогом, синхрони­зациии отмены связи в сеансе передачи после сбоя вследствие ошибок внижерасположенных уровнях.
Уровень 6. Представленияданных.
Уровень представления данныхпредназначен для интерпретации данных; а также под­готовки данных дляпользовательского прикладного уровня. На этом уровне происходит преоб­разованиеданных из кадров, ис­пользуемых для передачи данных в экранный формат или фор­матдля пе­чатающих устройств оконечной системы.
Уровень 7.Прикладной.
В прикладном уровне необходимопредоставить в распоряжение пользовате­лей уже пе­реработанную информацию. Сэтим может спра­виться системное и пользовательское приклад­ное программноеобеспече­ние.Сетевые устройства и средства коммуника­ций.
 
В качестве средств коммуникациинаиболее часто используются витая пара, коаксиальный кабель,оптоволоконные линии. При выборе типа кабеля учитывают сле­дующие показатели:
            • стоимость монтажа и обслуживания,
            • скорость передачи информации,
• ограничения на величинурасстояния передачи информации       без дополни­тельныхусилителей-повторителей(репитеров),
            • безопасность передачи данных.
            Главная проблема заключается в одновременномобеспечении этих показате­лей, например, наивысшая скорость передачи данных ограниченамаксимально воз­можным расстоянием передачи данных, при котором ещеобеспечивается требуемый уровень защиты данных. Легкая наращивае­мость ипростота расширения кабельной системы влияют на ее стоимость.
           
Витаяпара.
            Наиболее дешевым кабельным соединением являетсявитое двух­жильное про­водное соединение часто называемое «витойпарой» (twisted pair). Она позволяет пе­редавать информацию со скоростьюдо 10 Мбит/с., легко наращивается, однако не защищена от помех. Длина кабеля неможет превышать 1000 м при скорости передачи 1 Мбит/с. Преимущест­вами являютсянизкая цена и простота уста­новки. Для повышения помехозащищенности информациичасто используют экраниро­ванную ви­тую пару, т.е. витую пару, помещенную вэкранирующую оболочку, подобно экрану коаксиального кабеля. Это увеличиваетстоимость витой пары и при­ближает ее цену к цене коаксиального кабеля.Еthernet-кабель.
            Ethernet-кабель также является коаксиальнымкабелем с волновым сопротив­лением 50 Ом. Его называют еще толстый Ethernet(thick), жел­тый кабель (yellow ca­ble) или 10BaseT5.Он использует 15-контактное стандартное включе­ние. Вследствие помехоза­щищенностион является дорогой альтернативой обычным коаксиальным кабелям. Мак­симальнодоступное расстояние без повторителя не превышает 500 м, а общее рас­стояниесети Ethernet — около 3000  м. Ethernet-кабель, благодаря своей магистральнойтопологии, ис­пользует в конце лишь один нагрузочный резистор.Сheapernеt-кабель.
Более дешевым, чемEthernet-кабель является соединение Cheaper­net-кабель или, как его частоназывают, тонкий (thin) Ethernet или 10BaseT2. Этотакже 50-омный коаксиальный кабель со скоростью передачи информации в десятьмиллионов бит в секунду.
При соединении сегментовСhеарегnеt-кабеля также требуются по­вторители. Вычислительные сети сCheapernet-кабелем имеют небольшую стоимость и мини­мальные затраты принаращивании. Соединения сетевых плат производится с помо­щью широкоиспользуемых малогабаритных байо­нетных разъемов (СР-50). Дополни­тельноеэкранирование не требуется. Ка­бель присоединяется к ПК с помощью тройни­ковыхсоединителей (T-connectors).
Расстояние между двумя рабочимистанциями без повторителей мо­жет состав­лять максимум 300 м, а общеерасстояние для сети на Cheapernet-кабеля — около 1000 м. ПриемопередатчикCheapernet располо­жен на сетевой плате и как для гальваниче­ской развязкимежду адаптерами, так и для усиления внешнего сигналаОптоволоконные линии.
Наиболее дорогими являютсяоптопроводники, называемые также стекловоло­конным кабелем. Скоростьраспространения информации по ним достигает нескольких миллиардов бит всекунду. Допустимое удаление более 50 км. Внешнее воздействие помех практическиотсутствует. На данный момент это наиболее дорогостоящее соединение для ЛВС.Применяются они там, где возникают электромагнитные поля помех или требу­етсяпередача информа­ции на очень большие расстояния без использования повтори­телей.Они обладают противоподспушивающими свойствами, так как техника ответв­ле­ний воптоволоконных кабелях очень сложна. Оптопроводники объединя­ются в JIBC спомощью звездообразного соединения.Сетевая карта
Платы сетевогоадаптера выступают в качестве физического интерфейса, или соединения междукомпьютером и сетевым кабелем. Платы вставляются в специальные гнезда (слотырасширения) всех компьютеров и серверов. Чтобы обеспечить физическое соединениемежду компьютером и сетью, к соответствующему разъему, или порту, платы (послеее установки) подключают сетевой кабель. Назначение платы сетевого адаптера:
-    подготовкаданных, поступающих от компьютера, к передаче по сетевому кабелю
-    передачаданных другому компьютеру
-    управлениепотоком данных между компьютером и кабельной системой
-    платасетевого адаптера принимает данные из сетевого кабеля и переводит в форму,понятную центральному процессору компьютера.
/>

Плата сетевого адаптера состоит из аппаратной части ивстроенных программ, записанных в ПЗУ (постоянном запоминающем устройстве). Этипрограммы реализуют функции подуровней управления логической связью иуправление доступом к среде канального уровня модели OSI.Разветвитель(HAB)
 
Разветвительслужит центральным узлом в сетях с топологией «звезда».  Репитер
При передаче по сетевому кабелю электрический сигналпостепенно ослабевает (затухает). И, искажается до такой степени, что компьютерперестает его воспринимать. Для предотвращения искажения сигнала применяетсярепитер, который усиливает (восстанавливает) ослабленный сигнал и передает его дальше по кабелю. Применяются репитеры в сетях с топологией «шина». 
Существует ряд принциповпостроения ЛВС на основе выше рассмот­ренных компонентов. Такие принципы ещеназывают — топологиями.Топологии вычислительной сети.          Топология типа звезда.
            Концепция топологии сети в виде звезды пришла из области больших ЭВМ, в которой головная машина получает и обрабатывает вседанные с пе­риферийных устройств как активный узел обработки данных. Этотпринцип применяется в системах передачи данных, например, в электронной почтеRELCOM. Вся информация между двумя периферийными рабочими мес­тами проходитчерез центральный узел вычислительной сети.
            />
            Топология в видезвезды
Пропускная способность сетиопределяется вычислительной мощно­стью узла и гарантируется для каждой рабочейстанции. Коллизий (столкновений) данных не возникает.
            Кабельное соединение довольно простое, так каккаждая рабочая станция связана с узлом. Затраты на прокладку кабелей высокие,особенно когда центральный узел географически расположен не в центре топологии.
            При расширении вычислительных сетей не могутбыть использованы ранее выполненные кабельные связи: к новому рабочему местунеобходимо прокладывать отдельный кабель из центра сети.
            Топология в виде звезды является наиболеебыстродействующей из всех топологий вычислительных сетей, поскольку передачаданных между рабочими станциями проходит через центральный узел (при егохорошей производительности) по отдельным линиям, используемым только этимирабочими станциями. Частота запросов передачи информации от одной станции к другойневысокая по сравнению с достигаемой в других тополо­гиях.
            Производительность вычислительной сети в первуюочередь зависит от мощности центрального файлового сервера. Он может быть узкимме­стом вычислительной сети. В случае выхода из строя центрального узла на­рушаетсяработа всей сети.
            Центральный узел управления — файловый сервермотает реализо­вать оптимальный механизм защиты против несанкционированногодоступа к информации. Вся вычислительная сеть может управляться из ее центра.
           
 
 Кольцевая топология.
            При кольцевой топологии сети рабочие станциисвязаны одна с дру­гой по кругу, т.е. рабочая станция 1 с рабочей станцией 2,рабочая станция 3
            />
            Кольцевая топология
с рабочей станцией 4 и т.д. Последняя рабочая станциясвязана с первой. Коммуникационная связь замыкается в кольцо.
            Прокладка кабелей от одной рабочей станции додругой может быть довольно сложной и дорогостоящей, особенно если географическирабочие станции расположены далеко от кольца (например, в линию).
Сообщения циркулируют регулярнопо кругу. Рабочая станция посы­лает по определенному конечному адресуинформацию, предварительно получив из кольца запрос. Пересылка сообщенийявляется очень эффектив­ной, так как большинство сообщений можно отправлять “вдорогу” по ка­бельной системе одно за другим. Очень просто можно сделатькольцевой запрос на все станции. Продолжительность передачи информации увеличи­ваетсяпропорционально количеству рабочих станций, входящих в вычисли­тельную сеть.
            Основная проблема при кольцевой топологиизаключается в том, что каждая рабочая станция должна активно участвовать впересылке информа­ции, и в случае выхода из строя хотя бы одной из них вся сетьпарализуется. Неисправности в кабельных соединениях локализуются легко.
Подключение новой рабочей станции требует кратко срочноговыключения сети, так как во время установки кольцо должно быть разомкнуто.Ограниче­ния на протяженность вычислительной сети не существует, так как оно, вконечном счете, определяется исключительно расстоянием между двумя рабочимистанциями.
            Шинная топология.
            При шинной топологии среда передачи информациипредставляется в форме коммуникационного пути, доступного дня всех рабочихстанций, к которому они все должны быть подключены. Все рабочие станции могутне­посредственно вступать в контакт с любой рабочей станцией, имеющейся в сети.
/>
                                    Шинная топология
Рабочие станции в любое время,без прерывания работы всей вычис­лительной сети, могут быть подключены к нейили отключены. Функциони­рование вычислительной сети не зависит от состоянияотдельной рабочей станции.
            В стандартной ситуации для шинной сети Ethernetчасто используют тонкий кабель или Cheapernet-кaбeль с тройниковым соединителем.Выклю­чение и особенно подключение к такой сети требуют разрыва шины, что вы­зываетнарушение циркулирующего потока информации и зависание сис­темы.Древовидная структура ЛВС.
/>
Наряду с известными топологиямивычислительных сетей кольцо, звезда и шина, на практике применяется икомбинированная, на пример древовидна структура. Она образуется в основном ввиде комбинаций вы­шеназванных топологий вычислительных сетей. Основание деревавычис­лительной сети располагается в точке (корень), в которой собираются ком­муникационныелинии информации (ветви дерева).
Вычислительные сети с древовидной структурой применяютсятам, где невозможно непосредственное применение базовых сетевых структур вчистом виде. Типы построения сетей по методам передачи информации.
 Локальная сеть Token Ring
Этот стандарт разработан фирмойIBM. В качестве передающей среды применяется неэкранированная илиэкранированная витая пара (UPT или SPT) или оптоволокно. Скорость передачиданных 4 Мбит/с или 16Мбит/с. В качестве метода управле­ния доступом станций кпередающей среде используется метод — маркерное кольцо (Тоken Ring). Основные положенияэтого метода:
¨  устройства подключаются к сети по топологии кольцо;
¨  все устройства, подключенные к сети, могут передавать данные,только получив разрешение на передачу (маркер);
¨  в любой момент времени только одна станция в сети обладает такимправом.
 
Типы пакетов.
В IВМ Тоkеn Ring используются три основных типа пакетов:
¨  пакет управление/данные (Data/Соmmand Frame);
¨  маркер (Token);
¨  пакет сброса (Аbort).
Пакет Управление/Данные. Спомощью такого пакета выполняется  передача данных или команд управленияработой сети. 
Маркер. Станция можетначать передачу данных только после получения такого пакета, В одном кольцеможет быть только один маркер и, соответственно, только одна станция с правомпередачи данных.
Пакет Сброса. Посылкатакого пакета называет прекращение любых передач.
            В сети можно подключать компьютеры по топологиизвезда или кольцо. Локальная сеть Ethernet
Спецификацию Ethernet в концесемидесятых годов предложила компания Xerox Corporation. Позднее к этомупроекту присоединились компании Digital Equipment Corporation (DEC) и IntelCorporation. В 1982 году была опубликована спецификация на Ethernet версии 2.0.На базе Ethernet и     нститутом IEEE был разработан стандарт IEEE 802.3. Различиямежду ними незначительные.
Основные принципы работы.
На логическом уровне в Ethernetприменяется топология шина:
¨  все устройства, подключенные к сети, равноправны, т.е. любаястанция может начать передачу в любой момент времени (если передающая средасвободна);
¨  данные, передаваемые одной станцией, доступны всем станциям сети.Правила монтажа кабельной части  ЛВС.           10 BaseT
 В 1990 году институт IEEE выпустилспецификацию 802.3 для построения сети Ethernet наоснове витой пары. 10 BaseT (10 – скорость передачи 10 Мбит \с., Base – узкополосная, Т – витая пара) – сеть Ethernet,которая для соединения компьютеров обычно использует неэкранированную витую пару(UTP).   Большинство сетей этого типа строятся в видезвезды, но по системе передачи сигналов представляют собой шину, как и другиеконфигурации Ethernet. Обычно разветвитель сети 10BaseT выступают как многопортовый репитер. Каждый компьютерподключается к другому концу кабеля, соединенного с разветвителем, и используетдве пары проводов: одну для приема, другую дляпередачи.
           
Максимальная длина сегмента 10BaseT – 100м. Минимальная длина кабеля – 2,5 м. ЛВС 10BaseT может обслуживать до 1024компьютеров.
Для построения сети 10BaseT применяют:
·    кабель категории 3, 4 лил 5 UTP   
·    соединители RJ – 45 на концах кабеля,
 Расстояние от рабочей станции до разветвителя не больше 100м. 10Base2
В соответствии со спецификацией IEEE802.3 эта топология называется  10Base2 (10 – скоростьпередачи 10 Мбит / с, Base – узкополосная передача, 2 –передача на расстояние, примерно в два раза превышающее 100 м (фактическоерасстояние 185 м).
            Сеть такого типа ориентирована на тонкийкоаксиальный кабель, или тонкий Ethernet, смаксимальной длиной сегмента 185 м. Минимальная длина кабеля 0,5 м. Кроме тогосуществует ограничение на максимальное количество компьютеров, которое можетбыть подключено на 185 – метровом сегменте кабеля, — 30 штук.
            Компоненты кабеля «тонкий Ethernet”:
-   BNC баррел – коннекторы (соединители);
-   BNC Т – коннекторы;
-   BNC – терминаторы;
Сети на тонком Ethrnet обычно имеюттопологию «шина».Стандарты IEEE для тонкого Ethernet  не предусматривают использование кабеля трансиверамежду Т – коннектором и момпьютером. Вместо этого Т – коннектор располагаютнепосредственно на плате сетевого адаптера.
BNC барелл– коннектор, соединяя сегменты кабеля, позволяет увеличить его общую длину.Однако  их использование необходимо свести к минимуму, поскольку они ухудшаюткачество сигнала.
Сеть на тонком Ethernet– экономичный способ реализации сетей для небольших отделений длярабочих групп. Используемый в такого типа сетях кабель относительно не дорогой,прост в установке, легко конфигурируется. Сеть на тонком Ethernetможет поддерживать до 30 узлов (компьютеров и принтеров) на одинсегмент.
Сеть на тонком Ethernetможет состоять максимум из пяти сегментов кабеля, соединенных четырьмярепитерами, но только к трем сегментам при этом могут быть подключены рабочиестанции. Таким образом два сегмента остаются зарезервированными для репитеров,их называют межрепитерными связями. Такая конфигурация называется правило 5 – 4– 3.10Base5.
В соответствии со спецификацией IEEE этатопология называется 10Base5 (10 – скорость передачи 10 Мбит /с, Base – узкополосная передача, 5 – сегменты по 500 метров (5 раз по 100метров)). Есть и другое ее название – стандартный Ethrnet.
            Сети на толстом коаксиальномкабеле (толстый Ethrnet) обычно используют топологию “шина”. Толстый Ethrnet может поддерживать до 100 узлов (рабочих станций, репитерови т. д.) на магистральный сегмент. Магистраль, или магистральныйсегмент, — главный кабель, к которому присоединяются трансиверы с подключеннымик ним рабочими станциями и репитерами. Сегмент толстого Ethernetможет иметь длину 500 метров при общей длине сети 2500 метров. Расстояния идопуски для толстого Ethernet больше, чем для тонкого Ethernet.
            Компоненты кабельной системы:
-    Трансиверы.Трансиверы, обеспечивая связь между компьютером и главным кабелем ЛВС,совмещены с «зубом вампира», соединенным с кабелем.
-    Кабелитрансиверов. Кабель трансивера (ответвляющий кабель) соединяет кабель с платойсетевого адаптера.
-    DIX – коннектор, или AUI – коннектор.Этот коннектор расположен на кабеле трансивера.
-    Баррел– коннекторы и терминаторы.
Сеть на толстом Ethernet можетсостоять максимум из пяти магистральных сегментов, соединенных репитерами (поспецификации IEEE 802.3), но только к трем сегментампри этом могут быть подключены компьютеры. При вычислении общей длины кабеля«толстый Ethernet” длина кабеля трансивера не учитывается, т.е. в расчет принимают только длину сегмента кабеля “ толстый Ethernet”. Минимальное расстояние между соседнимиподключениями – 2,5 метра. В это расстояние не входит длина кабеля трансивера.Толстый Ethernet был разработан для построения ЛВС врамках большого отдела лил всего здания.
            Обычно в крупных сетях совместно используюттолстый и тонкий Ethernet. Толстый Ethernetхорошо подходит в качестве магистрали, а для ответвляющихся сегментовприменяют тонкий Ethernet. Вы наверно помните, чтотолстый Ethernet имеет медную жилу большего сечения и можетпередавать сигналы на большие расстояния, чем тонкий Ethernet.Трансивер соединяют с кабелем «толстый Ethernet”, AUI – коннекторкабеля трансивера включают в репитер. Ответвляющиеся сегменты «тонкого Ethernet» соединяют с репитером, а к ним уже подключаются компьютеры.10BaseFL.
10BaseFL (10 – скорость передачи 10Мбит / с, Base – узкополосная передача, FL – оптоволоконныйкабель) представляет собой сеть Ethernet, в которой компьютерыи репитеры соеденины между собой оптоволоконным кабелем.
Основная причина популярности 10BaseFL – возможностьпрокладывать кабель между репитерами на большие расстояния (например, междузданиями). Максимальная длина сегмента 10BaseFL – 2000метров.  
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
10Base-T. Неэкранированный кабель из скрученных пар (UTP)
/>8 скрученных попарноодножильных медных проводников диаметром 0.5 мм (24 AWG). Допускается такжеиспользование кабелей с проводниками диаметром 0.63 мм (22 AWG). Все 4 парыпроводников помещены с общую пластиковую оболочку.

/> />
Каждая пара проводников в кабеле помечена своим цветом — один из проводниковимеет сплошную окраску, для другого чередуется белая и цветная окраска. Парымаркируются голубым, оранжевым, зеленым и коричневым цветами.
На внешней оболочке кабеля должна быть указана категория.
Розетки и разъемы UTP/> /> /> /> /> /> /> />
Для подключения кабелей используются 8-контактные модульные розетки (modularjack). На кабелях устанавливают с помощью специальных обжимных клещей8-контактные разъемы RJ-45.
         модульная розетка                             8-контактныеразъемы RJ-45/> />
Разводка контактов
/>

T568A                                     T568B

Каскадирование Нормальный режим 1 RD+ (прием) TD+ (передача) 2 RD- (прием) TD- (передача) 3 TD+ (передача) RD+ (прием) 4 Не используется Не используется 5 Не используется Не используется 6 TD- (передача) RD- (прием) 7 Не используется Не используется 8 Не используется Не используется
При обмене данными между двумя устройствами приемник одного изустройств должен быть соединен с передатчиком другого и наоборот. Перекруткапар (cross-over) обычно реализуется внутри одного из устройств при разводке кабеляв разъеме. Некоторые порты концентраторов и коммутаторов поддерживаютвозможность смены типа разводки проводников в разъеме (MDI-X или Normal).Сетевые адаптеры компьютеров обычно не позволяют менять тип разводки порта иобозначаются как устройства с портом MDI или Uplink. /> />
/>На рисунках 1 и 2 показаныварианты соединения портов прямым и перекрученным (cross-over) кабелем. /> />
 Рисунок 1. Соединение прямым кабелем
 Рисунок 2. Соединение перекрученным кабелем
/>
                       
Кабельные стыки должны обеспечивать не менее 750 цикловсоединение-разъединение.
Установка соединительных элементов
                                      Длина раскрученной части пар при установке соединительныхэлементов должна быть минимальной — не более 25 мм для категории 4 и не более13 мм — для категории 5. При установке соединительных элементов следуйтерекомендациям производителя. Снимайте защитную оболочку с кабеля только надлину, требуемую для установки соединительных элементов.
          Соединительные шнуры (патч-кабели) UTP
·    /> />
Категория патч-кабеля должна соответствовать категории кабеля в горизонтальнойсистеме.
·    /> />
Патч-кабели должны иметь многожильные проводники для обеспечения достаточнойгибкости.
                                               
Прокладка кабелей
1.    Воизбежание обрыва проводников натяжение не должно превышать 110N.
2.     Радиусизгиба не должен быть меньше:
·    4 диаметров кабеля для горизонтальной проводки.
3.    Избегайтепередавливания кабелей, причинами которого могут быть:
перекручивание кабелей при установке
неаккуратное подвешивание кабелей
слишком плотная укладка кабелей в канал или коробслишком
малый радиус изгиба
10BASE2 Тонкий коаксиальный кабель
·    Характеристики кабеля: диаметр 0.2", RG-58A/U 50 Ом
·    Приемлемые разъемы: BNC
·    Максимальная длина сегмента: 185 м
·    Минимальное расстояние между узлами: 0.5 м
·    Максимальное число узлов в сегменте: 30
Спецификации кабеля приведены в таблице 2.
Таблица 2. Спецификации кабелей 10BASE2 (ThinNet) RG 58 A/U и RG 58 C/U
/>

Характеристический импеданс
Затухание на длине 185 м 50 Ом +/- 2


Спецификации кабелей из скрученных пар
Таблица 1. Электрические спецификации кабелей категории 3, 4и 5
/>

Параметр
Категория 3
Категория 4
Категория 5 Число пар 4 4 4 Импеданс 100 Ом +- 15% 100 Ом +- 15% 100 Ом +- 15%
Максимальное затухание
(dB на 100 m, при 20 C)
4 MHz: 5.6
10 MHz: 9.8
16 MHz: 13.1
4 MHz: 4.3
10 MHz: 7.2
16 MHz: 8.9
16 MHz: 8.2
31 MHz: 11.7
100 MHz: 22
Переходное затухание (NEXT),
не менее dB
4 MHz: 32
10 MHz: 26
16 MHz: 23
4 MHz: 47
10 MHz: 41
16 MHz: 38
16 MHz: 44
31 MHz: 39
100 MHz: 32
10BASE5 Толстый коаксиальный кабель
·    Волновое сопротивление: 50 Ом
·    Максимальная длина сегмента: 500 метров
·    Минимальное расстояние между узлами: 2.5 м
·    Максимальное число узлов в сегменте: 100
/>

Кабели AUI
Кабели AUI используются для соединения портов AUI смагистралями из толстого коаксиального кабеля. Максимальная длина кабелясоставляет 50 метров.
Таблица 3. Спецификации кабелей AUI
/>

Параметр
Значение Сопротивление постоянному току 78 +/- 5 Ом при 10 МГц
разница между парами Затухание <3 dB в диапазоне 5 — 10 МГц Дрожь <1.0 ns Общая задержка сигнала <257 ns