Какие сети не имеют пространственных ограничений
Эффективность разделяемой среды для небольшой сети проявляется в первую очередь в следующих свойствах:
простой топологии сети, допускающей легкое наращивание числа узлов (в небольших пределах);
простоте протоколов, обеспечившей низкую стоимость сетевых адаптеров, повторителей и концентраторов.
Основные недостатки сети на одной разделяемой среде начинают проявляться при превышении некоторого порога количества узлов, подключенных к разделяемой среде, и состоят в следующем. Даже та доля пропускной способности разделяемого сегмента, которая должна в среднем доставаться одному узлу (то есть, например, 10/N Мбит/с для сегмента Ethernet с N компьютерами), очень часто узлу не достается. Причина заключается в случайном характере метода доступа к среде, используемом во всех технологиях локальных сетей. Наиболее тяжелые условия для узлов сети создает метод доступа CSMA/CD технологии Ethernet, но и в других технологиях, таких как Token Ring или FDDI, где метод доступа носит менее случайный характер и даже часто называется детерминированным, случайный фактор доступа к среде все равно присутствует и оказывает свое негативное влияние на пропускную способность, достающуюся отдельному узлу.
На рис. 4.14 показана зависимость задержек доступа к среде передачи данных в сетях Ethernet, Token Ring и FDDI от коэффициента использования сети р, который также часто называют коэффициентом нагрузки сети. Напомним, что коэффициент использования сети равен отношению трафика, который должна передать сеть, к ее максимальной пропускной способности. Для сети Ethernet максимальная пропускная способность равна 10 Мбит/с, а трафик, который она должна передать, равен сумме интенсивностей трафика, генерируемого каждым узлом сети. Коэффициент использования обычно измеряют в относительных единицах или процентах.
Рис. 4.14. Задержки доступа к среде передачи данных для технологий Ethernet, Token Ring и FDDI
Влияние задержек и коллизий на полезную пропускную способность сети Ethernet хорошо отражает график, представленный на рис. 4.15.
Рис. 4.15. Зависимость полезной пропускной способности сети Ethernet от коэффициента использования
При загрузке сети до 50 % технология Ethernet на разделяемом сегменте хорошо справляется с передачей трафика, генерируемого конечными узлами. Однако при повышении интенсивности генерируемого узлами трафика сеть все больше времени начинает проводить неэффективно, повторно передавая кадры, которые вызвали коллизию. При возрастании интенсивности генерируемого трафика до такой величины, когда коэффициент использования сети приближается к 1, вероятность столкновения кадров настолько увеличивается, что практически любой кадр, который какая-либо станция пытается передать, сталкивается с другими кадрами, вызывая коллизию. Сеть перестает передавать полезную пользовательскую информацию и работает «на себя», обрабатывая коллизии.
Этот эффект хорошо известен на практике и исследован путем имитационного моделирования, поэтому сегменты Ethernet не рекомендуется загружать так, чтобы среднее значение коэффициента использования превосходило 30 %. Именно поэтому во многих системах управления сетями пороговая граница для индикатора коэффициента загрузки сети Ethernet по умолчанию устанавливается на величину 30 %.
Технология Ethernet наиболее чувствительна к перегрузкам разделяемого сегмента, но и другие технологии также весьма страдают от этого эффекта, поэтому ограничения, связанные с возникающими коллизиями и большим временем ожидания доступа при значительной загрузке разделяемого сегмента, чаще всего оказываются более серьезными, чем ограничение на максимальное количество узлов, определенное в стандарте из соображений устойчивой передачи электрических сигналов в кабелях.
В результате даже сеть средних размеров трудно построить на одном разделяемом сегменте так, чтобы она работала эффективно при изменении интенсивности генерируемого станциями трафика. Кроме того, при использовании разделяемой среды проектировщик сети сталкивается с жесткими ограничениями максимальной длины сети, которые для всех технологий лежат в пределах нескольких километров, и только технология FDDI позволяет строить локальные сети, длина которых измеряется десятками километров.
Перед тем, как заказывать создание сайта, рекомендуем прочесть статью А зачем мне (нам) сайт? или Что нужно знать заказчику сайта
Да и вообще, обратите внимание на раздел Статьи о продвижении сайта и бизнеса там вы найдёте ответы на многие вопросы.
31. Ограничения сетей
Ограничения традиционных технологий (Ethernet, Token Ring), основанных на разделяемых средах передачи данных
Повторители и концентраторы локальных сетей реализуют базовые технологии, разработанные для разделяемых сред передачи данных. Классическим представителем такой технологии является технология Ethernet на коаксиальном кабеле. В такой сети все компьютеры разделяют во времени единственный канал связи, образованный сегментом коаксиального кабеля.
Работа всех узлов сети Ethernet в режиме большой распределенной электронной схемы с общим тактовым генератором приводит к нескольким ограничениям, накладываемым на сеть. Основными ограничениями являются:
Случайный характер алгоритма доступа к среде передачи данных, принятый в технологии Ethernet, усугубляет ситуацию. Если запросы на доступ к среде генерируются узлами в случайные моменты времени, то при большой их интенсивности вероятность возникновения коллизий также возрастает и приводит к неэффективному использованию канала: время обнаружения коллизии и время ее обработки составляют непроизводительные затраты. Доля времени, в течение которого канал предоставляется в распоряжение конкретному узлу, становится еще меньше.
Более универсальным критерием загруженности сегмента Ethernet по сравнению с общим количеством узлов является суммарная нагрузка на сегмент, создаваемая его узлами. Если каждый узел генерирует в среднем mi кадров в секунду для передачи по сети, то средняя суммарная нагрузка на сеть будет составлятьSi mi кадров в секунду. Известно, что при отсутствии коллизий, то есть при самом благоприятном разбросе запросов на передачу кадров во времени, сегмент Ethernet может передать не больше 14880 кадров в секунду (для самых коротких по стандарту кадров в 64 байта). Поэтому, если принять эту величину за единицу, то отношение Si mi/14880 будет характеризовать степень использования канала, называемый также коэффициентом загрузки.
Ограничения, связанные с возникающими коллизиями и большим временем ожидания доступа при значительной загрузке разделяемого сегмента, чаще всего оказываются более серьезными, чем ограничение на максимальное количество узлов, определенное в стандарте из соображений устойчивой передачи электрических сигналов в кабелях.
Технология Ethernet была выбрана в качестве примера при демонстрации ограничений, присущих технологиям локальных сетей, так как в этой технологии ограничения проявляются наиболее ярко, а их причины достаточно очевидны. Однако подобные ограничения присущи и всем остальным технологиям локальных сетей, так как они опираются на использование среды передачи данных как одного разделяемого ресурса. Кольца Token Ring и FDDI также могут использоваться узлами сети только в режиме разделяемого ресурса. Отличие от канала Ethernet здесь состоит только в том, что маркерный метод доступа определяет детерминированную очередность предоставления доступа к кольцу, но по-прежнему при предоставлении доступа одного узла к кольцу все остальные узлы не могут передавать свои кадры и должны ждать, пока владеющий правом доступа узел не завершит свою передачу.
Как и в технологии Ethernet, в технологиях Token Ring, FDDI, Fast Ethernet и 100VG-AnyLAN также определены максимальные длины отдельных физических сегментов кабеля и ограничения на максимальный диаметр сети и максимальное количество в ней узлов. Эти ограничения несколько менее стеснительны, чем у технологии Ethernet, но также могут быть серьезным препятствием при создании крупной сети.
Общее ограничение локальных сетей, построенных только с использованием повторителей и концентраторов, состоит в том, что общая производительность такой сети всегда фиксирована и равна максимальной производительности используемого протокола. И эту производительность можно повысить только перейдя к другой технологии, что связано с дорогостоящей заменой всего оборудования.
Рассмотренные ограничения являются платой за преимущества, которые дает использование разделяемых каналов в локальных сетях. Эти преимущества существенны, недаром технологии такого типа существуют уже около 20 лет.
К преимуществам нужно отнести в первую очередь:
Однако начавшийся процесс вытеснения повторителей и концентраторов коммутаторами говорит о том, что приоритеты изменились, и за повышение общей пропускной способности сети пользователи готовы пойти на издержки, связанные с приобретением коммутаторов вместо концентраторов
ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ СЕТИ
Геодезической сетью называют совокупность пунктов на земной поверхности, закрепленных специальными центрами, положение которых определено в общей для них системе координат и высот.
6.1. Методы построения плановых сетей
При построении плановых сетей отдельные пункты сети служат исходными – их координаты должны быть известны. Координаты остальных пунктов определяют с помощью измерений, связывающих их с исходными. Плановые геодезические сети создают следующими методами.
Триангуляция – метод определения планового положения геодезических пунктов путем построения на местности сети треугольников, в которых измеряют углы, а также длины некоторых сторон, называемых базисными сторонами (рис. 6.1).
Положим, что в треугольнике АВP известны координаты пунктов А ( 
, 
) и B ( 
, 
). Это позволяет путем решения обратной геодезической задачи определить длину стороны 
и дирекционный угол 
направления с пункта A на пункт B. Длины двух других сторон треугольника АВP могут быть вычислены по теореме синусов
; 
.
Рис. 6.1. Схема сети триангуляции
Продолжая подобным образом, вычисляют длины всех сторон сети. Если, кроме базиса b известны другие базисы (на рис. 6.1 базисы показаны двойной линией), то длины сторон сети можно вычислить с контролем.
Дирекционные углы сторон АP и ВP треугольника АВP равны
; 
.
Координаты пункта P определятся по формулам прямой геодезической задачи
; 
.
Аналогично вычисляют координаты всех остальных пунктов.
Трилатерация – метод определения планового положения геодезических пунктов путем построения на местности сети треугольников, в которых измеряют длины их сторон.
Если в треугольнике АВP (рис. 6.1) известен базис b и измерены стороны 
и 
, то на основе теоремы косинусов, можно вычислить углы треугольника;
;
;
. (6.1)
Линейно-угловая сеть строится, как правило, как сеть треугольников, в которых измеряют углы и длины сторон. Такие сети имеют большое число избыточных измерений и поэтому отличаются высокой надежностью.
Полигонометрия – метод определения планового положения геодезических пунктов путем проложения ломаной линии (полигонометрического хода) или системы связанных между собой ломаных линий (сети полигонометрии), в которых измеряют углы поворота и длины сторон.
 |  |
На рис. 6.2 б показана схема системы полигонометрических ходов. Точки 2, 4, 8, где соединяются разные ходы, называются узловыми.
Спутниковый метод определения координат геодезических пунктов основан на измерениях по сигналам спутников навигационных систем ГЛОНАСС (Россия) и GPS (США), выполняемых двумя (и более) наземными приемниками. По результатам измерений с высокой точностью определяют разности 
, 
, 
геоцентрических координат между пунктами. Если координаты одного из пунктов известны, то, прибавив к ним измеренные разности, находят координаты остальных пунктов. Затем координаты преобразуют в геодезические или плоские прямоугольные.
6.2. Основные виды плановых геодезических сетей
Геодезические сети по назначению классифицируют на государственные геодезические сети, геодезические сети сгущения, геодезические сети специального назначения и съемочные сети.
Государственная геодезическая сеть. Государственная геодезическая сеть покрывает всю территорию Российской Федерации и служит ее главной геодезической основой.
Государственная геодезическая сеть (ГГС) предназначена для решения следующих основных задач, имеющих хозяйственное, научное и оборонное значение: установление и распространение единой системы координат на всю территорию страны и поддержание ее на уровне современных и перспективных требований; геодезическое обеспечение картографирования территории страны и акваторий окружающих ее морей; геодезическое обеспечение изучения земельных ресурсов и землепользования, кадастра, строительства, разведки и освоения природных ресурсов; обеспечение геодезическими данными средств наземной, морской и аэрокосмической навигации, аэрокосмического мониторинга природной и техногенной среды; изучение поверхности и гравитационного поля Земли и их изменений во времени; изучение геодинамических явлений; метрологическое обеспечение высокоточных технических средств определения местоположения и ориентирования.
Положение пунктов ГГС определено сочетанием методов триангуляции, полигонометрии, астрономических и спутниковых измерений. Каталоги координат пунктов в системе СК-95 (координатная система 1995 года) хранятся в территориальных аэрогеодезических предприятиях Федерального Агентства «Роскартография».
По мере совершенствования средств измерений и накопления новых данных ГГС модернизируется. Создаваемая в настоящее время сеть согласно “Основным положениям о государственной геодезической сети Российской Федерации” включает: фундаментальную астрономо-геодезическую сеть, высокоточную геодезическую сеть, спутниковую геодезическую сеть 1 класса, а также астрономо-геодезическую сеть и геодезические сети сгущения.
Характеристики точности рассмотренных выше сетей представлены в табл. 6.1, где D – расстояние между пунктами в км.
| Сеть | Расстояние между смежными пунктами, км | Погрешность взаимного положения пунктов | |
| По плановым координатам | По высоте | ||
| ФАГС | 650-1000 | 2 см | 3 см |
| ВГС | 150-300 | 3 мм +0,05 мм · D | 5 мм +0,07 мм · D |
| СГС-1 | 25-35 | 3 мм +0,1 мм · D | 5 мм +0,2 мм · D |
Сети сгущения. Там, где требуется дальнейшее сгущение сети (например, в населенных пунктах), опираясь на государственную геодезическую сеть, развивают сети сгущения 1 и 2 разряда, чем достигается плотность на 1 
не менее 4 пунктов на застроенной территории и 1 пункт на незастроенной территории.
Геодезические сети специального назначениясоздают в тех случаях, когда требуется особо высокая точность геодезической сети. Геодезическую сеть специального назначениястроят в государственной или в местной системе координат. Примерами таких сетей являются создаваемые на железных дорогах реперные системы, которые должны служить основой для всех съемочных и разбивочных геодезических работ, возникающих при проектировании, строительстве и текущем содержании железных дорог, а также для мониторинга пути и сооружений, межевания земель и кадастровой съемки в пределах полосы отвода.
Съемочную сеть создают при выполнении съемки местности. Она развивается от пунктов государственной геодезической сети и сетей сгущения 1 и 2 разрядов. Но при съемке отдельных участков съемочная сеть может быть и самостоятельной, построенной в местной системе координат. В съемочных сетях, как правило, одновременно определяют положение пунктов в плане и по высоте.
Предельные погрешности планового положения пунктов съемочной сети относительно исходных пунктов не должны превышать на открытой местности и на застроенной территории 0,2 мм в масштабе плана и 0,3 мм на местности, закрытой древесной и кустарниковой растительностью.
Координаты пунктов съемочных сетей определяют проложением теодолитных ходов, построением триангуляции, засечками, спутниковым методом и др. Наиболее распространены теодолитные ходы.
6.3. Закрепление пунктов плановых геодезических сетей
Вид центра зависит от назначения сети и характера грунта. Официальными нормативными документами [16, 17, 21] установлены типовые конструкции центров, зависящие от класса пункта и местных условий. Они различны для районов сезонного промерзания грунтов, для районов многолетней мерзлоты, для районов распространения подвижных песков.
В 1,5 м устанавливают способствующий отысканию центра опознавательный знак – железобетонный столб с укрепленной на нем металлической охранной плитой, обращенной в сторону центра.
Государственная геодезическая сеть
Государственная геодезическая сеть представляет собой совокупность пунктов на земной поверхности, для которых известны их координаты в избранной системе координат и высоты в принятой системе высот. Государственную геодезическую сеть в классическом представлении подразделяют на плановую и высотную. Пункты ГГС располагаются на поверхности Земли в соответствии с заранее разработанной программой, закрепляются и обозначаются специальными знаками.
Из чего состоит государственная геодезическая сеть
ГГС (плановая и высотная) состоит из:
Плановая Государственная геодезическая сеть включает в себя:
ГГС служит для задания на территории всей страны единой координатной системы для решения народно-хозяйственных, научных, оборонных задач, также ГГС является главной геодезической основой для топографических съемок всех масштабов.
Общепринятым принципом построения ГГС является принцип перехода от общего к частному, от большего к меньшему. Такой принцип позволяет быстро распространить единую государственную систему на большие расстояния. Плотность пунктов Государственной геодезической сети, точность определения их взамного положения регламентируется в соответствии с инструкциями.
В зависимости от решаемых задач координаты пунктов ГГС могут быть определены в различных системах координат:
Между этими системами координат имеется однозначная связь, т.е. всегда можно перейти из одной системы координат в другую.
В настоящее время в Российской Федерации введена новая система координат СК-95, которая заменила систему координат 1942 года.
Основой СК-95 является ГГС, созданная к настоящему времени, она включает в себя:
Пункты КГС, ДГС, АГС, ГСС совмещены или имеют надежные геодезические связи. Координаты пунктов ГГС заданы в двух системах геодезических координат: общеземной и референцной. Между этими системами координат однозначная связь определенная переходными элементами ориентирования. Координаты пунктов ГГС в этих двух системах заданы следующим образом:
Геодезическая система координат СК-95 получена в результате совместного уравнивания КГС, ДГС, АГС (независимых геодезических построений). Координаты ГСС получены путем уравнивания внутри сетей высших классов.
Точность взаимного положения пунктов ГГС после уравнивания характеризуется следующими средними квадратическими ошибками:
Геодезическая сеть
Геодезические сети представляют собой определённые точки, обозначенные на карте местности путём проведения геодезических измерений. Они служат в качестве опорных точек при определении границ отдельных земельных владений. Кроме того, они служат научно-изыскательским целям, целям проектировки отдельных хозяйственных объектов. В зависимости от назначения выделяют плановые или высотные виды геодезических сетей.
Общая информация о геодезических сетях
Основной задачей геодезических сетей является определение с установленной точностью места расположения опорных точек на местности. Такие точки называются геодезическими пунктами.
В отличие от обычных точек на карте геодезические пункты представляют собой целую площадь со строго определённым центром. Данный центр служит взаимосвязанности нескольких смежных сетей между собой. Основной деталью является маркер центра, который и служит отправной точкой при проведении тех или иных геодезических работ.
Систему, состоящую из нескольких таких пунктов, называют плановой сетью. Основным требованием к образованию сети является их взаимосвязь между собой, определённая не менее чем двумя измеренными элементами. В целях измерений используются расстояние между пунктами, а также углы.
Для удобства анализа систем опорных точек их составляют в виде простейших геометрических фигур. Поэтому каждый измеренный показатель представляет собой сторону данной фигуры, без которой сеть считается неполной. Вершинами каждой фигуры признаются именно геодезические пункты.
Методы построения геодезических сетей
В основном выделяются следующие методы построения:
Сущность метода триангуляции состоит в построении системы в виде взаимосвязанных треугольных фигур, имеющих между собой хотя бы одну смежную сторону. При этом для определения расстояния между геодезическими пунктами используют угловые значения во взаимном расположении двух и более геодезических пунктов.
Полигонометрия представляет собой систему измерений расстояния между двумя точками и угла между ними. При этом конечная фигура может быть представлена в виде многоугольника, как разомкнутого, так и завершённого. Это происходит в зависимости от выбора геодезических пунктов и угла между ними. Такой метод позволяет измерить ограниченные площади земли.
Трилатерация является производной от метода триангуляции и представляет собой определение геодезической планировки по всем сторонам образуемых треугольников. При этом специалисты могут комбинировать различные методы.
Высотные геодезические сети
Такие опорные пункты создаются с высокой точностью для производства измерительных работ высоты отдельных пунктов земной поверхности. За основу создания такой системы в России геодезия берёт Балтийскую систему.
Данная система определяет абсолютное нулевое значение поверхности моря. Делается это благодаря специальной установке, которая находится на мосту через один из заливов в Балтийском море.
Балтийское море выбрано неслучайно. Именно здесь поверхность моря отличается относительной стабильностью.
Такие измерения, как в Балтийском море, проводятся во всех странах, имеющих выход к мировому океану. Обычно уточнение уровня моря производится в соотношении показателей нескольких постоянных и временных установок.
Для переложения данных с уровня моря на континентальную сушу по всей местности устанавливаются так называемые реперы, которые призваны сохранять точность относительно показателей пунктов замера уровня моря. Положение реперов со временем меняется в зависимости от изменения уровня моря, так что по всей стране обеспечивается единая система вычисления высоты отдельных объектов.
Геодезическая сеть государства
Государственной системой геодезических пунктов признаётся вся совокупность таких точек, которая определена по всей стране. Такая планировка образуется для устранения расхождения в измерениях в различных частях страны, особенно смежных между собой.
Создание такого плана является сложной, дорогостоящей работой, ответственность за которую несёт специально уполномоченная государственная служба. По этой причине уже созданные геодезические сети пытаются сохранить, несмотря на изменение и установление частных систем и опорных точек. По этой причине часто можно обнаружить расхождения между геодезическими данными отдельной местности и всей России.
Сгущённая геодезическая сеть
Сети, создаваемые на основе большей по размеру системы, называются сгущёнными. В основном они создаются для ограниченных и небольших территорий, отдельных населённых пунктов, административных единиц.
При создании таких систем используются опорные точки, которые уже были определены планировкой высшего порядка. Такие опорные точки дополняются другими, и создаются более сокращённые по площади фигуры геодезической системы.
Назначением таких сетей является создание опорных точек для более точного определения границ мелких земельных участков, отдельных владений в рамках населённого пункта при проведении межевых работ, планирования строительных работ и т. д.
Как и общая государственная система, сгущённая сеть, или как её ещё называют – местная, подразделяется на высотную и плановую.
К примеру, высотные систем опорных точек местного значения создаются при недостаточности показаний государственных реперов для проведения измерительных работ для отдельных объектов местного значения.
Съёмочные сети
Съёмочные сети – это те же самые сгущённые сети, создаваемые для производства топографической съёмки местности.Такие сети могут создаваться в несколько уровней, которые служат обоснованием одна для другой.Но в отличие от сетей сгущения геодезических пунктов в съёмочной системе гораздо больше.
Так, на одну фигуру триангуляции в такой планировке приходится опорных точек в десять раз больше, чем в сети сгущения. И точность таких систем гораздо выше.
В ходе создания подобной сети уже меньше используются вычислительные формулы, а больше делается упор на непосредственное механическое измерение местности. Таким образом, углы измеряются теодолитом, а расстояния между опорными точками обычным шагомером или простой рулеткой.
Однако конечный результат, отражаемый на геодезической карте, имеет форму выбранного метода измерения. Ведь полученные практическим методом данные проверяются по математическим и геометрическим формулам, а полученные результаты должны соответствовать друг другу с точностью 100%.
Метод теодолитного хода, как уже говорилось, проводится путём выяснения углового соотношения двух определённых между собой опорных точек.
Инструменты создания геодезических сетей
Ранее для создания систем опорных точек и проведения измерительных работ использовались инварные проволоки. С появлением возможности оптического измерения и измерения при помощи радиоволн работа специалистов значительно облегчилась, а их производительность и точность многократно выросла.
Каждый из этих приборов имеет множество моделей с тем или иным классом точности. Выбор оборудования зависит от требований точности и возможностей рабочей группы.
Таким образом, геодезические сети имеют большое значение для землемерных работ. Вместе с тем такие работы являются сложными и требуют специальных знаний и оборудования.
