Главная > Электроника > Книги и видеокурсы > Аппаратура локальных сетей

АППАРАТУРА ЛОКАЛЬНЫХ СЕТЕЙ

функции, выбор, разработка

Новиков Ю.В., Карпенко Д.Г.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

Глава 1. Особенности локальных сетей

1.1. Для чего нужны локальные сети?

1.2. Топологии локальных сетей

1.3. Среды передачи информации

1.4. Методы кодирования информации

1.5. Форматы пакетов локальных сетей

1.6. Методы управления обменом

1.6.1. Управление обменом в сети типа "звезда"

1.6.2. Управление обменом в сети типа "шина"

1.6.3. Управление обменом в сети типа "кольцо"

1.7. Контроль правильности передачи

1.8. Уровни сетевой архитектуры

Глава 2. Функции аппаратуры локальных сетей

2.1. Сетевые адаптеры

2.1.1. Магистральные функции сетевых адаптеров

2.1.2. Сетевые функции сетевых адаптеров

2.1.3. Пример реализации адаптера Ethernet

2.2. Другие сетевые устройства

2.2.1. Функции трансиверов и повторителей

2.2.2. Функции концентраторов

2.2.3. Функции мостов, маршрутизаторов и шлюзов

Глава 3. Выбор аппаратуры локальных сетей

3.1. Особенности аппаратуры сети Ethernet

3.1.1. Аппаратура 10BASE5 (толстый кабель)

3.1.2. Аппаратура 10BASE2 (тонкий кабель)

3.1.3. Аппаратура 10BASE-T (витая пара)

3.1.4. Аппаратура 10BASE-FL (оптоволоконный кабель)

3.1.5. Выбор конфигурации Ethernet

3.1.6. Адаптеры, репитеры и концентраторы Ethernet

3.2. Особенности аппаратуры сети

Fast Ethernet

3.2.1. Аппаратура 100BASE-TX (Fast Ethernet, сдвоенная витая пара)

3.2.2. Аппаратура 100BASE-T4 (Fast Ethernet, счетверенная витая пара)

3.2.3. Аппаратура 100BASE-FX (Fast Ethernet, оптоволоконный кабель)

3.2.4. Автоматическое определение типа сети (Auto-Negotiation)

3.2.5. Выбор конфигурации Fast Ethernet

3.2.6. Электрические кабели с витыми парами сетей Ethernet и Fast Ethernet

3.3. Особенности аппаратуры сети IBM Token-Ring

3.4. Особенности аппаратуры сети Arcnet

3.5. Особенности аппаратуры сети FDDI

3.6. Особенности аппаратуры сети 100VG-AnyLAN

3.7. Сеть Gigabit Ethernet — ближайшая перспектива

Глава 4. Разработка аппаратуры локальных сетей

4.1. Локальная сеть типа "шина"

4.2. Локальная сеть типа "звезда"

4.3. Локальная сеть типа "кольцо"

Приложение. Сигналы, адреса и аппаратные прерывания ISA

Литература

Словарь терминов и сокращений

ВВЕДЕНИЕ

Популярность компьютерных сетей вообще и локальных сетей в частности в наше время неуклонно возрастает. Иметь свою сеть становится все более престижно, и многие фирмы, предприятия, офисы не скупятся на затраты, порой весьма существенные, чтобы получить возможность гордо заявить, что у них тоже установлена сеть. При этом часто оказывается, что эта сеть только создает многочисленные дополнительные проблемы и нисколько не повышает при этом эффективности работы. Но отказаться от нее уже невозможно: это значит вернуться назад, признать свою ошибку. И продолжаются мучения, которым не видно конца...

А ведь грамотно организованная, на месте установленная и умело эксплуатируемая сеть обеспечивает целый ряд принципиально новых возможностей по сравнению с отдельными компьютерами и может принести немалую пользу. Но для этого надо думать, причем желательно до того, как сеть установлена, а не после этого. И если программное обеспечение заменить не слишком трудно (правда, деньги на его покупку придется выложить заново), то с аппаратурой далеко не все так просто. Недаром она называется по-английски hardware, то есть является более твердой и неизменной частью любой системы, чем программы (software). Смена аппаратуры зачастую становится не менее (а порой и более) сложной задачей, чем первоначальная установка сети.

Отметим сразу, что здесь и далее под терминами "сеть" или "локальная сеть" будет подразумеваться локальная сеть персональных компьютеров, если специально не оговаривается иное. Ведь в подавляющем большинстве случаев сеть в наше время используется именно для соединения персональных компьютеров.

Соответственно с ростом популярности сетей увеличивается и количество литературы, посвященной им. Однако даже многочисленные книги, брошюры, журналы не могут ответить на все вопросы, возникающие у читателей и соответственно пользователей сетей. Среди книг по сетям можно выделить две большие группы.

Очень много книг, особенно выходивших 5—10 лет назад, посвящено общим проблемам сетей вообще, принципам организации обмена в различных сетях, форматам, протоколам, методам реализации различных функций. Они обычно хороши только для первоначального знакомства с темой, для повышения общего уровня образования читателя.

С другой стороны, книги, изданные в последние годы, большей частью описывают установку и работу сетевых программных продуктов известных фирм, эксплуатацию сетей с уже установленными сетевыми операционными системами, технику программирования в таких сетях. То есть они нужны тем, кто свой выбор уже сделал, у кого сеть уже установлена, и тем, кто знает, зачем ему эта сеть нужна. А вот проблема выбора типа сети, ее конфигурации, ее аппаратурной реализации для различных задач, на наш взгляд, остается недостаточно освещенной.

Данная книга как раз и призвана несколько углубить знания об аппаратуре локальных сетей, ее основных функциях, особенностях организации, о принципах выбора тех или иных аппаратурных решений. При этом значительная часть книги посвящена разработке оригинальных сетевых аппаратных средств. Это многим покажется излишним. Зачем изобретать что-то новое, когда уже все есть? Но если не придумывать ничего нового, оригинального, то мы так и останемся все на том же уровне. К тому же даже в наше время существуют и специалисты в области разработки электронных устройств, которым это может помочь. Ведь не всегда стандартные сети могут решить все возможные задачи. Впрочем, даже если не ставить себе целью создать принципиально новую сеть, познакомиться с предлагаемыми решениями тоже, на наш взгляд, полезно: это поможет лучше понять принципы взаимодействия в сетях, те проблемы, которые решает аппаратура, те трудности, которые приходится преодолевать как разработчикам, так и пользователям сетей. К тому же это может наконец объяснить некоторым читателям, что же скрывается за теми замысловатыми терминами, которых так много во всех книгах о сетях, и объяснить которые на словах очень сложно, а иногда и совершенно невозможно.

Книга написана сотрудниками Московского государственного инженерно-физического института (технический университет) (МИФИ) на основе личного опыта авторов, а также учебных курсов, читаемых в настоящее время на кафедре Электроники. Большая часть приведенных в книге схемотехнических решений была проверена на практике самими авторами. Часть из них использована в рабочих вариантах локальных сетей, в течение ряда лет работающих на различных предприятиях.

Первая, вторая и третья главы книги написаны к.т.н. Ю.В. Новиковым, четвертая глава — совместно Ю.В. Новиковым и Д.Г. Карпенко.

В первой главе рассматриваются отличительные особенности локальных сетей, разъясняются основные понятия и алгоритмы их работы. Отметим, что многие приведенные сведения не часто встречаются в книгах о сетях, поэтому данная глава может быть интересна и тем читателям, которые уже знакомы с данной темой.

Вторая глава подробно останавливается на функциях аппаратуры локальных сетей и различных примерах их практической реализации. Особое внимание уделено аппаратуре сетевых адаптеров, как основе любой сети.

Третья глава посвящена проблеме выбора аппаратуры стандартных локальных сетей, имеющихся на рынке, особенностям их адаптеров, кабелей, терминаторов, трансиверов, разъемов, концентраторов и т.д., а также оценке выбранных конфигураций сетей с точки зрения их работоспособности.

Наконец, в четвертой главе приводятся некоторые оригинальные решения сетей с различными топологиями, средами передачи информации, методами доступа, а также с разными подходами к реализации аппаратурных функций.

В приложении приведены некоторые сведения о наиболее распространенном персональном компьютере типа IBM PC, которые могут быть полезны как при установке и эксплуатации сетей, так и при разработке новых сетей.

В конце книги приведен небольшой словарь наиболее часто используемых сокращений и терминов, касающихся в первую очередь именно аппаратуры локальных сетей.

Скачать и читать книгу полностью