Некоммутируемые сети (LAN и WAN)

Компьютеры способны обрабатывать данные совместно, если они объединены при помощи каналов связи. Компьютеры, находящиеся в жилых и служебных помещениях, через модемы могут подключаться к сети Интернет, которая рассматривается как крупномасштабная сеть WAN (wide area network). В локальной вычислительной сети LAN (local area network) все компьютеры размещаются на одной общей территории. Крупномасштабная сеть WAN состоит из двух или более сетей LAN, расположенных на отдельных территориях и соединенных между собой линиями связи.

Локальные вычислительные сети (LAN)

Сети LAN были созданы главным образом для передачи данных между несколькими терминалами в одном учрежденческом комплексе. Это вызывалось стремлением разнообразить возможности вычислений и хранить информацию в различных терминалах взамен более ранней практики применения для этих целей одного большого центрального компьютера. Все терминалы совместно используют общую шинную или кольцевую систему, к которой для передачи сообщений нужно получить доступ. Методы пакетной коммутации применяются таким образом, что каждый пакет информации, используя шину только в течение очень короткого промежутка времени, циркулирует между всеми другими терминалами, но принимается только тем, чей адрес помещен в начале пакета. Поэтому система является симплексной; если требуется ответ, он может быть получен от вызываемого терминала, посылающего отдельный пакет к вызывающему терминалу. К тому же, при коллективном пользовании общей шиной или кольцом передаются короткие па кеты, чтобы какой-нибудь терминал не захватил всю систему. Эти два ограничения делают систему по существу неподходящей для передачи речи.

Сети LAN отличаются друг от друга шинной конфигурацией, способами получения доступа и методами разрешения конфликтов, когда два и более вызывающих терминалов ищут доступ к шине одновременно. Альтернативные варианты конфигурации включают шинную и кольцевую с использованием кабелей на витой паре проводов, а также коаксиальных или волоконно-оптических кабелей. Одиночная LAN, обычно расположенная в одном месте, работает на расстоянии 0,1-10 км и оснащена средствами обмена с сетями с коммутацией пакетов или связанными с ней LAN.

Шина для сети Ethernet на толстом коаксиальном кабеле представляет собой пассивный коаксиальный кабель с максимальной длиной 500 м. По всей ее длине к шине подключаются до 100 терминальных станций. Важно предотвратить отражения вдоль кабеля, поэтому кабель заканчивается на каждом конце согласующими резисторами с сопротивлением, равным волновому сопротивлению кабеля. Терминалы надо подключать к шине, не создавая неоднородностей полного сопротивления. Это достигается использованием приемопередатчика, связывающего терминал (с помощью фидерного кабеля длиной до 50 м) с тройниковым высокоомным соединением на кабеле. Кроме того, кабель маркируется через каждые 2,5 метра, чтобы подсоединения к нему делались именно в этих точках для уменьшения отражений.

Концентраторы, повторители, мосты и маршрутизаторы

Концентраторы являются компоновочными блоками сетей LAN, выполненных на основе кабеля на витой паре проводов или оптическом волокне. Повторители, мосты и маршрутизаторы являются аппаратными средствами, предназначенными для связи одной локальной сети с другой. Мосты, маршрутизаторы и повторители выполняют примерно одинаковую базовую функцию, но для разных применений.

Крупномасштабные сети (WAN)

Если организация имеет несколько отделений, размещенных далеко друг от друга, и не может обслуживать их с помощью одной учрежденческой АТС или одиночной сети LAN, эти отделения могут соединяться арендуемыми или собственными частными линиями. Если аппаратно-программные средства в этих отделениях обеспечивают их совместную работу в сети, то вся система становится крупномасштабной сетью WAN.

Частные каналы связи, доступные на основе аренды от сетевого оператора, являются частью сети переноса данного оператора, эта сеть используется совместно с другими службами. Поэтому трафик, передаваемый по арендуемым каналам, ограничивается стандартным оборудованием группообразования или временного уплотнения, которое применяет оператор. В зависимости от способа маршрутизации арендуемого канала он может проходить через более высокие ступени временного уплотнения или даже подвергаться аналого-цифровому и обратному преобразованию, прежде чем проявится как подлинно частный канал. Канал сохраняет свое значение выделенного канала в сети переноса для исключительного использования арендующей стороной. Для использования доступны следующие виды каналов.

а) Стандартный телефонный канал: аналоговый канал с полосой частот 300-3400 Гц, предназначенный для передачи речи и данных с использованием модемов.

б) Основной цифровой канал данных: передача данных со скоростью 64 кбит/с и при необходимости одного или двух низкоскоростных цифровых потоков сигнализации по 8 кбит/с (увеличивающих скорость передачи данных до 72 или 80 кбит/с).

в) Первичный цифровой поток с временным уплотнением (скорость передачи 2,048 Мбит/с), имеющий 32 временных интервала, из которых интервалы 1 и 16 используются для синхронизации и сигнализации, а оставшиеся 30 —для 30 основных цифровых каналов 64 кбит/с.

Связывание сетей LAN через арендуемые каналы менее эффективно, так как информация, циркулирующая в этих сетях, имеет короткий пакетный формат и отличается от основных (64 кбит/с) или мультиплексированных сигналов, требуемых для стандартных частных сетей. Более экономичным решением для связывания уда ленных районов могло бы быть использование сети данных с пакетной коммутацией общего пользования через интерфейс Х.25.

Крупномасштабные сети, использующие протокол Frame Relay

Протокол Frame Relay действует аналогично протоколу Х.25, но в качестве сети переноса используется сеть ISDN. Каналы ISDN весьма надежны, а протоколы обнаружения и коррекции ошибок в Х.25 являются причиной больших потерь в пропускной способности данных. Протокол Frame Relay только проверяет данные на наличие ошибок, и если обнаруживается, что кадр имеет ошибки, он сбрасывается, и производится повторная передача. Кроме того, в каналах ISDN пользовательские информация и сигнализация передаются раздельно; это несовместимо с Х.25, но приемлемо для Frame Relay.

Асинхронный режим передачи

Принцип асинхронного режима передачи (ATM — asynchronous transfer mode) состоит в том, что данные посылаются в пакетах фиксированного размера, называемых ячейками. Обрабатываются все виды трафика, включая передачу речи, видео- и компьютерных данных, и ее применение не ограничивается только LAN. Если длинная ячейка требует относительно меньшего заголовка, то при передаче короткой ячейки менее вероятна блокировка ячеек от других источников. Ячейки ATM обычно переносятся высокоскоростными сетями SONET или SDH.