Категоризация на мрежите според архитектурата

Целта на урока е да се запознаем с различните мрежови архитектури и да можем да преценяваме в кои ситуации е добре да използваме всяка от архитектурите.

Ключови точки:

  • Архитектура – наука свързана с проектиране и изграждане на сгради, машини, системи, компютърни мрежи
  • Колизия – конфликт между 2 едновременно изпратени съобщение, при което се получава невадлидни съобщения
  • Етернет (Ethernet) – най-често използваната архитектура, при нея имаме колизии
  • Токен ринг (Token Ring) – вид архитектура, при която имаме физическа топология звезда и логическа топология кръг, от което следва, че нямаме колизии
  1. Какво разглежда мрежовата архитектура

Избора на мрежова архитектура трябва да се съобразява с всички важни компоненти за изграждането на дадена мрежа. Това са:

  • физическа и логическа топология
  • използван кабел
  • разстояние между устройствата в мрежата
  • методи за достъп до преносната среда – с колизии или чрез маркер (Token)
  • размер на предаваните съобщения

2. Видове архитектури

а) Етернет (Ethernet)

Физическа и логическа топология – шина (с коаксиални кабели) или звезда (с усукана двойка / оптични  кабели)

Метод за достъп: —Множествен достъп с разпознаване на носещата и откриване на колизии (CSMA/CD) – конкурентна мрежа. Всеки компютър може да изпраща съобщения по всяко време, ако 2 компютъра изпратят съобщение по едно и също време, настъпва колизия и 2-те съобщения стават невалидни. В такива ситуации и 2-та компютъра изчакват произволен интервал от време и отново изпращат съобщенията си. (картинката по-долу)

Колизия (Collision occurs)

Видове Етернет мрежи според използван кабел:

10Base5 – 10 е максималната скорост (10 Mbits), 5 е обхватът – до 500 метра

  • 10Base5 – дебел коаксиален кабел
  • 10Base2 – тънък коаксиален кабел
  • 10/100/1000BaseT – усукана двойка
  • 10BaseFL – оптичен кабел, предава се на най-голямо разстояние и с най-висока скорост. Има най-голяма устойчивост на смущения.
UTP категория Скорост на предаване Предназначение
Cat 1 Само за глас Стари тел. инсталации
Cat 2 4 Mbps Не се препоръчва за данни
Cat 3 16 Mbps Най-ниска категория за данни; най-вече за тел.
Cat 4 20 Mbps Подходящ за мрежи 10Base
Cat 5 100 Mbps – 1 Gbps Fast Ethernet (100Mbps)
Cat 6 & 7 Над 1 Gbps Gigabit Ethernet

Скорост: 10/100/1000 Mbps

б) Токен ринг (Token Ring)

Основното предимство на тази архитектура е, че при претоварване на мрежата производителността и спада малко, защото при нея няма колизии.

Физическа топология - звезда

Логическа топология - кръг. Всички РС-та се свързват към централен хъб (MSAU), който реализира топологията кръг. Което означава, че има маркер (Token) и в един момент може да предава само компютърът, който “държи” маркера. Всеки компютър разполага с определно време да предава съобщения и няма колизии.

Метод за достъп:

Използван кабел: усукана двойка (STP)

Скорост: 4/16 Mbps

в) Аркнет (ARCnet – Attached Computer Resource Network)

Сравнително бавна мрежа, в днешно време почти не се използва

Топология – звезда / шина

Метод за достъп: Предаване на маркер – в числов ред

Кабели: коаксиален кабел (RG-62)/ оптичен кабел

Казуси:

1. —Счетоводна компания с 20 служителя ви моли да им построите мрежа. Каква мрежа според архитектурата ще им препоръчате? Какви кабели, устройства, топология ще използвате? Обосновете се.

Решение:

—Ethernet – 10BaseT Cat4 (кабел – усукана двойка)
—Мрежата ще работи с еднакво натоварване през целия ден, което означава, че няма да има пик на ползването и следователно няма да има моменти, в които да има много колизии и Етернет мрежата да спира.
—Скорост: 20Mbps, което е достатъчно за отваряне на сайтове, от компанията нямат нужда от качване и сваляне на голям обем файлове.
—Физическа топология: звезда. Необходим е суич за построяване на LAN.

2. —Голям клон на банка с 40 служителя ви моли да им построите мрежа. Клонът се намира в центъра и по обяд има голям поток клиенти. Каква мрежа според архитектурата ще им препоръчате? Какви кабели, устройства, топология ще използвате? Обосновете се.

Решение:

По обяд има голям поток клиенти и следователно трафикът в мрежата се увеличава значително. Следователно може да използваме —Token ring, защото производителността спада малко при натоварване на мрежата. —Използва се маркер и няма колизии.
Физическа топология – звезда. —Устройство за свързване в LAN– хъб/суич.
—Кабел – STP
—Логическа топология – кръг, която гарантира, че няма да имаме колизии.