Состав и характеристика сетевого оборудования реферат

Обновлено: 17.05.2024

Взаимодействие удаленных компьютеров позволяет решать множество задач, вне зависимости от физического расположения устройств. Характеристики сетевого оборудования можно разделить на физические и функциональные виды.

Физические характеристики сетевого оборудования

Спонтанная покупка устройств для построения сети, без учета основных физических параметров, приведет к ее неработоспособности. К физическим характеристикам относятся:

Тип используемых интерфейсов (кабелей) и их достаточное количество для подключения всех сегментов сети и сопутствующего оборудования;
Достаточная и сбалансированная пропускная способность в каждом сегменте;
Способ установки соответствующий месту эксплуатации;
Параметры электропитания;
Типы обрабатываемых сигналов (VoIP, Ethernet и т. д.);
Возможности для дальнейшего расширения и т. д.

Правильный проект разворачиваемой сети учитывает все нюансы установки и будущей эксплуатации.

Функциональные характеристики сетевого оборудования

Можно использовать и домашние устройства на предприятии, но функции управления и безопасности в такой сети будут сильно ограниченны. Корректная интеллектуальная система активного оборудования и серверов позволяет выполнять следующие задачи:

Ограничение доступа к данным;
Приоритизация трафика;
Корректное распределение возможностей канала связи на все сегменты от коммутаторов и серверов;
Контроль над действиями пользователей;
Удаленное администрирование.

У каждого известного производителя сетевого оборудования свои разработки для улучшения функциональности своих устройств, но есть и общие стандарты безопасности, протоколы передачи данных, которые обеспечивают совместимость и корректную работу всех элементов.

Состав и характеристики сетевого оборудования подбираются индивидуально для каждого предприятия и соответствуют его задачам. В выборе играет роль местоположение, допустимые уровни распространения информации и многие другие нюансы. Правильно спроектированная сеть позволяет компаниям стабильно развиваться и пользоваться информацией со всего мира.

состав и характеристика сетевого оборудования

Топология сети. Состав и характеристика сетевого оборудования ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

Топология, т. е. конфигурация соединения элементов в ЛВС, привлекает к себе внимание в большей степени, чем другие характеристики сети. Это связано с тем, что именно топология во многом определяет многие важные свойства сети, например, такие, как надежность (живучесть), производительность и др.

Существуют разные подходы к классификации топологий ЛВС. Согласно одному из них конфигурации локальных сетей делят на два основных класса: широковещательные и последовательные. В широковещательных конфигурациях каждый ПК (приемопередатчик физических сигналов) передает сигналы, которые могут быть восприняты остальными ПК. К таким конфигурациям относятся общая шина, дерево, звезда с пассивным центром. В последовательных конфигурациях каждый физический подуровень передает информацию только одному ПК. Отсюда ясно, что широковещательные конфигурации — это, как правило, ЛВС с селекцией информации, а последовательные — ЛВС с маршрутизацией информации.

В широковещательных конфигурациях должны применяться сравнительно мощные приемники и передатчики, которые могут работать с сигалами в большом диапазоне уровней. Эта проблема частично решается введением ограничений на длину кабельного сегмента и на число подключений или использованием цифровых повторителей (аналоговых усилителей).

Сетевая топология — это геометрическая форма сети. В зависимости от топологии соединений узлов различают сети шинной (магистральной), кольцевой, звездной, иерархической, произвольной структуры (рисунок 3).

г) Рис. 2. Сетевые топологии: а) шина, б) кольцо, в) звезда, г) смешаная

Широкополосные ЛВС с конфигурацией типа дерево часто имеют так называемый корень — управляющую позицию, в которой размещаются самые важные компоненты сети. К надежности этого оборудования предъявляются высокие требования, поскольку от него зависит работа всей сети. По этой причине оборудование часто дублируется.

Устройства, необходимые для работы компьютерной сети, например: маршрутизатор, коммутатор, концентратор, патч-панель и др. Можно выделить активное и пассивное сетевое оборудование.

Таблица маршрутизации содержит информацию, на основе которой маршрутизатор принимает решение о дальнейшей пересылке пакетов. Таблица состоит из некоторого числа записей — маршрутов, в каждой из которых содержится адрес сети получателя, адрес следующего узла, которому следует передавать пакеты и некоторый вес записи — метрика. Метрики записей в таблице играют роль в вычислении кратчайших маршрутов к различным получателям.

статическая маршрутизация

динамическая маршрутизация

Маршрутизаторы помогают уменьшить загрузку сети, благодаря её разделению на домены коллизий или широковещательные домены, а также благодаря фильтрации пакетов.

Сетевой коммутатор —устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного или нескольких сегментов сети. В отличие от концентратора, который распространяет трафик от одного подключенного устройства ко всем остальным, коммутатор передаёт данные только непосредственно получателю, исключение составляет широковещательный трафик всем узлам сети.

Коммутатор работает на канальном (2) уровне модели OSI и потому в общем случае может только объединять узлы одной сети по их MAC-адресам. Коммутаторы были разработаны с использованием мостовых технологий и часто рассматриваются как многопортовые мосты. Для соединения нескольких сетей на основе сетевого уровня служат маршрутизаторы.

Коммутатор хранит в памяти таблицу коммутации (хранящуюся в ассоциативной памяти), в которой указывается соответствие MAC-адреса узла порту коммутатора. При включении коммутатора эта таблица пуста, и он работает в режиме обучения. В этом режиме поступающие на какой-либо порт данные передаются на все остальные порты коммутатора. При этом коммутатор анализирует кадры (фреймы) и, определив MAC-адрес хоста-отправителя, заносит его в таблицу. Впоследствии, если на один из портов коммутатора поступит кадр, предназначенный для хоста, MAC-адрес которого уже есть в таблице, то этот кадр будет передан только через порт, указанный в таблице. Если MAC-адрес хоста-получателя не ассоциирован с каким-либо портом коммутатора, то кадр будет отправлен на все порты. Со временем коммутатор строит полную таблицу для всех своих портов, и в результате трафик локализуется. Стоит отметить малую латентность (задержку) и высокую скорость пересылки на каждом порту интерфейса.

В общем случае коммутатор ( свитч) и мост аналогичны по функциональности; разница заключается во внутреннем устройстве: мосты обрабатывают трафик, используя центральный процессор, коммутатор же использует коммутационную матрицу (аппаратную схему для коммутации пакетов). В настоящее время мосты практически не используются (так как для работы требуют производительный процессор), за исключением ситуаций, когда связываются сегменты сети с разной организацией первого уровня, например, между xDSL соединениями, оптикой, Ethernet’ом.

Сетевой концентратор или хаб — сетевое устройство, предназначенное для объединения нескольких устройств Ethernet в общий сегмент сети. Устройства подключаются при помощи витой пары, коаксиального кабеля или оптоволокна. Термин концентратор (хаб) применим также к другим технологиям передачи данных: USB, FireWire и пр.

Концентратор работает на физическом уровне сетевой модели OSI, повторяет приходящий на один порт сигнал на все активные порты. В случае поступления сигнала на два и более порта одновременно возникает коллизия, и передаваемые кадры данных теряются. Таким образом, все подключённые к концентратору устройства находятся в одном домене коллизий. Концентраторы всегда работают в режиме полудуплекса, все подключённые устройства Ethernet разделяют между собой предоставляемую полосу доступа.

Проще говоря, хаб работает по следующему принципу: копирует все полученные пакеты во все порты. При этом может возникнуть проблема, при которой по двум и более портам приходят пакеты в одно и то же время. Другая проблема — безопасность — все пакеты доходят до всех компьютеров сети, поэтому существует возможность несанкционированного доступа к информации. И, наконец, ещё одной проблемой является то, что копирование пакетов повышает нагрузку на сеть, причем, весьма существенно — весь трафик сегмента сети поступает к каждому из компьютеров и тем самым загружает сеть.

С появлением протокола 10baseT (витой пары) во избежание терминологической путаницы многопортовые повторители для витой пары стали называться сетевыми концентраторами (хабами), а коаксиальные — повторителями (репитерами), по крайней мере, в русскоязычной литературе. Эти названия хорошо прижились и используются в настоящее время очень широко.

Сетевой шлюз —аппаратный маршрутизатор или программное обеспечение для сопряжения компьютерных сетей, использующих разные протоколы (например, локальной и глобальной).

Сетевой шлюз конвертирует протоколы одного типа физической среды в протоколы другой физической среды (сети). Например, при соединении локального компьютера с сетью Интернет вы используете сетевой шлюз.

Роутеры (маршрутизаторы) являются одним из примеров аппаратных сетевых шлюзов.

Сетевые шлюзы работают на всех известных операционных системах. Основная задача сетевого шлюза — конвертировать протоколмежду сетями. Роутер сам по себе принимает, проводит и отправляет пакеты только среди сетей, использующих одинаковые протоколы. Сетевой шлюз может с одной стороны принять пакет, сформатированный под один протокол (например Apple Talk) и конвертировать в пакет другого протокола (например TCP/IP) перед отправкой в другой сегмент сети. Сетевые шлюзы могут быть аппаратным решением, программным обеспечением или тем и другим вместе, но обычно это программное обеспечение, установленное на роутер или компьютер. Сетевой шлюз должен понимать все протоколы, используемые роутером. Обычно сетевые шлюзы работают медленнее, чем сетевые мосты и коммутаторы. Сетевой шлюз — это точка сети, которая служит выходом в другую сеть.

Роутеры (маршрутизаторы) являются одним из примеров аппаратных сетевых шлюзов.

Современное общество вошло в эпоху постиндустриализации. Она характеризуется тем, что информация становится самым важным ресурсом, который развивает экономику и общество. Общее развитие технологий способствует вкладу в информатизацию всех сфер жизни. Компьютеры активно внедряются в производство, незаменимы на работе, проникают в нашу повседневную жизнь. Число компьютеров и обрабатываемой ими информации непрерывно растёт. Поэтому довольно быстро возникла проблема передачи данных с одного компьютера на другой. И эта проблема нашла успешное решение в организации компьютерных сетей. Но сеть - это далеко не простое образование, она требует определённого технического обеспечения для своей организации. Поэтому, данная курсовая работа будет посвящена проблеме технического обеспечения компьютерных сетей, описанию и характеристике необходимого оборудования.

В практической части работы будут произведены вычисления с помощью арифметических действий и с использованием встроенных функций для определения суммы денежных выплат сотрудникам предприятия. По полученным данным будет построена гистограмма.

Для выполнения и оформления курсовой работы использовался пакет прикладных программMSOffice 2010.

Теоретическая часть

Компьютерная сеть представляет собой систему связи компьютеров и сетевого оборудования, обеспечивающую информационный обмен компьютеров в сети. Основное назначение компьютерных сетей – обеспечение доступа к распределенным ресурсам.

Под ресурсами сети понимаются данные, сетевое оборудование, различные устройства внешней памяти, компьютеры, программы, принтеры, сканеры и другие устройства.

Объединение разных компьютеров в одну сеть имеет ряд причин, которые связаны с возможностью разделения общих ресурсов сети для организации совместной работы разных пользователей. Преимущества объединения компьютеров в сеть перед их локальным использованием заключается в следующем:

Для обеспечения работы компьютерной сети необходимо сетевое оборудование.

Сетевое оборудование – это устройства, необходимые для работы компьютерной сети, например: маршрутизатор, коммутатор, концентратор, репитер (повторитель) и др. Обычно выделяют активное и пассивное сетевое оборудование.

Активное сетевое оборудование

Сетевой адаптер– периферийное устройство, позволяющее компьютеру взаимодействовать с другими устройствами сети. В настоящее время, адаптер может быть интегрирован с другими устройствами системной платы компьютера или выполнен в виде отдельной платы, вставляемой в разъемы внутренней шины компьютера.

Сетевые адаптеры можно подразделить на две группы: адаптеры для клиентских компьютеров и адаптеры для серверов.

В адаптерах для клиентских компьютеров значительная часть работы перекладывается на драйвер, тем самым адаптер оказывается проще и дешевле. Недостатком такого подхода является высокая степень загрузки центрального процессора компьютера рутинными работами по передаче данных из оперативной памяти компьютера в сеть. Центральный процессор вынужден заниматься этой работой вместо выполнения прикладных задач пользователя.

Адаптеры для серверов, обычно снабжаются собственными процессорами, которые самостоятельно выполняют большую часть работы по передаче данных из оперативной памяти в сеть и в обратном направлении. Этот тип адаптеров значительно дороже адаптеров для клиентских компьютеров.

Принцип работы маршрутизатора заключается в том, что строится таблица маршрутизации, которая содержит сетевые адреса. Для каждого протокола, используемого в сети, строится своя таблица. Таблица помогает маршрутизатору определить адреса назначения для поступающих данных. Она включает следующую информацию:

все известные сетевые адреса;
способы связи с другими сетями;
возможные пути между маршрутизаторами;
стоимость передачи данных по этим путям.

Маршрутизаторы подразделяются на два основных типа:

Статические – требуют, чтобы администратор вручную создал и сконфигурировал таблицу маршрутизации, а также указал каждый маршрут.
Динамические – автоматически определяют маршруты и поэтому требуют минимальной настройки и конфигурирования, являются сложнее статических, т.к. анализируют информацию от других маршрутизаторов и для каждого пакета принимают отдельное решение о маршруте передачи через сеть.

Сетевой мост (с англ. bridge) — представляет собой программное или аппаратное обеспечение, объединяющее две или более сетей для связи. Мост может соединять части сети, использующие разные среды передачи данных, методы доступа.

Пользователи домашних сетей или сетей малого офиса обычно используют мост при объединении сетей разного типа для обмена информацией или совместного использования файлов всеми компьютерами этих сетей.

Сетевой коммутатор (свитч от англ. switch — переключатель) — устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного или нескольких сегментов сети. В отличие от концентратора, который распространяет трафик от одного подключенного устройства ко всем остальным, коммутатор определяет место назначения полученных данных, поэтому передает их только тем компьютерам, которым эти данные предназначаются. Это повышает производительность и безопасность сети, избавляя остальные сегменты сети от необходимости (и возможности) обрабатывать данные, которые им не предназначались. Коммутаторы могут получать и передавать данные одновременно, поэтому они работают быстрее концентраторов.

Пассивное сетевое оборудование

Повторитель (репитер от англ. repeater) — специальное устройство, позволяющее увеличить путь прохождения сигнала посредством его усиления и передачи на следующий сегмент кабельной линии. Повторитель принимает слабый сигнал с одного кабеля, регенерирует его и передает на следующий кабель. Как самостоятельные устройства повторители могут понадобиться для обслуживания очень длинных кабелей.

Важно понимать, что повторители являются всего лишь усилителями (или регенераторами сигнала) и не производят трансляцию или фильтрацию сетевых сигналов. Для нормальной работы повторителя необходимо, чтобы оба соединенных посредством него кабеля использовали одинаковые кадры, логические протоколы и методы доступа.

Сетевой концентратор (хабот англ. hub — центр деятельности) — сетевое устройство, предназначенное для объединения нескольких устройств в общий сегмент сети. В хабе имеется определенное количество разъемов (портов), к которым подключаются все компьютеры сети. Обычно для этого используется кабель витая пара, обжатая определенным образом.

В настоящее время хабы почти не выпускаются — им на смену пришли сетевые коммутаторы (свитчи), выделяющие каждое подключённое устройство в отдельный сегмент.

Кабельная система – это система, элементами которой являются кабели и компоненты, которые связаны с кабелем. К кабельным компонентам относится все пассивное коммутационное оборудование, служащее для соединения или физического окончания кабеля (телекоммуникационные розетки на рабочих местах).

В локальных компьютерных сетях применяются 3 типа кабеля.

Витая пара (англ. twistedpair) —представляет собой одну и более пар изолированных медных проводов, свитых между собой с определенным количеством витков на единицу длины и покрытых сверху пластиковой оболочкой. Все кабели данного типа имеют 4 пары скрученных проводов и делятся на 5 категорий, каждая из которых характеризуется определенными характеристиками.

В зависимости от наличия защиты – электрически заземлённой медной оплетки или алюминиевой фольги вокруг скрученных пар, определяют разновидности данной технологии:

неэкранированная витая пара — без защитного экрана;
фольгированная витая пара — присутствует один общий внешний экран в виде фольги;
экранированная витая пара — присутствует защита в виде экрана для каждой пары и общий внешний экран в виде сетки;
фольгированная экранированная витая пара — внешний экран из медной оплетки и каждая пара в фольгированной оплетке.

Свивание проводов и наличие изоляционного экрана снижают внешние электромагнитные помехи на полезные сигналы, передаваемые по кабелю.

Коаксиальный кабель состоит из внутренней медной проволоки и оплетки, отделенной от проволоки слоем изоляции. Выделяют 2 типа данного кабеля – толстый коаксиальный кабель и тонкий.

Толстый коаксиальный кабель достигает в диаметре 12мм (передача данных на расстоянии до 500 м со скоростью 10 Мбит/с). Тонкий коаксиальный кабель, диаметр которого примерно 6 мм, используется при прокладке практически в любых местах за счет значительной гибкости (передача данных до 10 Мбит/с на расстоянии до 185 м).

Волоконно-оптический кабель состоит из свободно уложенных или определенным образом скрученных волоконных световодов и защитного покрытия. Передача данных производится с более высокой скоростью при помощи лазерного или светодиодного передатчика, который генерирует световые импульсы, проходящие через световоды. Перед тем как попасть в световод, сигнал от передатчика (излучателя) проходит через оптическое согласующее устройство и через разъемный соединитель (коннектор). На принимающем конце сигнал воспринимается фотодиодом, который преобразует его в электрический ток. Оптоволоконный кабель обладает рядом преимуществ:

Малое затухание и независимость затухания от частоты передаваемого сигнала;
Высокая степень защиты от внешних электромагнитных полей:
Исключение несанкционированного доступа к данным;
Малая стоимость и постоянная тенденция к ее снижению.

Основной недостаток проявляется при установке сети на таком кабеле – требуется дорогое оборудование и высокая квалификация персонала.

Практическая часть

1. Общая характеристика задачи

Вариант 4

1. Построить таблицы по приведенным ниже данным.

2. Выполнить расчет размера налогового вычета, предоставляемого сотрудникам в текущем месяце с использованием функций ВПР или ПРОСМОТР, результаты вычислений представить в виде таблицы (рис. 2).

4. Построить и проанализировать графический отчет по полученным результатам.

Сетевое оборудование – устройства, необходимые для работы компьютерной сети, например: маршрутизатор, коммутатор и др. Обычно выделяют активное и пассивное сетевое оборудование.

Маршрутизатор или рутер (от англ. Router) – сетевое устройство, на основании информации о топологии сети и определённых правил, принимающее решения о пересылке пакетов сетевого уровня (уровень 3 модели OSI) между различными сегментами сети.

Работает на более высоком уровне, нежели коммутатор и сетевой мост.

Обычно маршрутизатор использует адрес получателя, указанный в пакетах данных, и определяет по таблице маршрутизации путь, по которому следует передать данные. Если в таблице маршрутизации для адреса нет описанного маршрута, пакет отбрасывается.

Существуют и другие способы определения маршрута пересылки пакетов, когда, например, используется адрес отправителя, используемые протоколы верхних уровней и другая информация, содержащаяся в заголовках пакетов сетевого уровня. Нередко маршрутизаторы могут осуществлять трансляцию адресов отправителя и получателя, фильтрацию транзитного потока данных на основе определённых правил с целью ограничения доступа, шифрование / дешифрование передаваемых данных и т.д.

Таблица маршрутизации содержит информацию, на основе которой маршрутизатор принимает решение о дальнейшей пересылке пакетов. Таблица состоит из некоторого числа записей – маршрутов, в каждой из которых содержится адрес сети получателя, адрес следующего узла, которому следует передавать пакеты и некоторый вес записи – метрика. Метрики записей в таблице играют роль в вычислении кратчайших маршрутов к различным получателям. В зависимости от модели маршрутизатора и используемых протоколов маршрутизации, в таблице может содержаться некоторая дополнительная служебная информация.

Таблица маршрутизации может составляться двумя способами.

Статическая маршрутизация – когда записи в таблице вводятся и изменяются вручную. Такой способ требует вмешательства администратора каждый раз, когда происходят изменения в топологии сети. С другой стороны, он является наиболее стабильным и требующим минимума аппаратных ресурсов маршрутизатора для обслуживания таблицы.

Динамическая маршрутизация – когда записи в таблице обновляются автоматически при помощи одного или нескольких протоколов маршрутизации – RIP, OSPF, EIGRP, IS-IS, BGP, и др. Кроме того, маршрутизатор строит таблицу оптимальных путей к сетям назначения на основе различных критериев – количества промежуточных узлов, пропускной способности каналов, задержки передачи данных и т.п. Критерии вычисления оптимальных маршрутов чаще всего зависят от протокола маршрутизации, а также задаются конфигурацией маршрутизатора. Такой способ построения таблицы позволяет автоматически держать таблицу маршрутизации в актуальном состоянии и вычислять оптимальные маршруты на основе текущей топологии сети. Однако динамическая маршрутизация оказывает дополнительную нагрузку на устройства, а высокая нестабильность сети может приводить к ситуациям, когда маршрутизаторы не успевают синхронизировать свои таблицы, что приводит к противоречивым сведениям о топологии сети в различных её частях и потере передаваемых данных. Зачастую для построения таблиц маршрутизации используют теорию графов.

Маршрутизаторы помогают уменьшить загрузку сети, благодаря её разделению на домены коллизий и широковещательные домены, а также благодаря фильтрации пакетов. В основном их применяют для объединения сетей разных типов, зачастую несовместимых по архитектуре и протоколам, например для объединения локальных сетей Ethernet и WAN‑соединений, использующих протоколы xDSL, PPP, ATM, Frame relay и т.д. Нередко маршрутизатор используется для обеспечения доступа из локальной сети в глобальную сеть Интернет, осуществляя функции трансляции адресов и межсетевого экрана.

В качестве маршрутизатора может выступать как специализированное (аппаратное) устройство (характерный представитель Juniper), так и обычный компьютер, выполняющий функции маршрутизатора. Существует несколько пакетов программного обеспечения (в основном на основе ядра Linux) с помощью которого можно превратить ПК в высокопроизводительный и многофункциональный маршрутизатор, например GNU Zebra[12].

Сетевой коммутатор или свитч (жарг. от англ. switch – переключатель) – устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного сегмента. В отличие от концентратора, который распространяет трафик от одного подключенного устройства ко всем остальным, коммутатор передает данные только непосредственно получателю. Это повышает производительность и безопасность сети, избавляя остальные сегменты сети от необходимости (и возможности) обрабатывать данные, которые им не предназначались.

Коммутатор работает на канальном уровне модели OSI, и потому в общем случае может только объединять узлы одной сети по их MAC‑адресам. Для соединения нескольких сетей на основе сетевого уровня служат маршрутизаторы.

Принцип работы коммутатора.

Коммутатор хранит в памяти таблицу, в которой указывается соответствие MAC‑адреса узла порту коммутатора. При включении коммутатора эта таблица пуста, и он работает в режиме обучения. В этом режиме поступающие на какой-либо порт данные передаются на все остальные порты коммутатора. При этом коммутатор анализирует кадры и, определив MAC‑адрес хоста-отправителя, заносит его в таблицу. Впоследствии, если на один из портов коммутатора поступит кадр, предназначенный для хоста, MAC‑адрес которого уже есть в таблице, то этот кадр будет передан только через порт, указанный в таблице. Если MAC‑адрес хоста-получателя еще не известен, то кадр будет продублирован на все интерфейсы. Со временем коммутатор строит полную таблицу для всех своих портов, и в результате трафик локализуется.

Существует три способа коммутации. Каждый из них – это комбинация таких параметров, как время ожидания и надежность передачи.

С промежуточным хранением (Store and Forward). Коммутатор читает всю информацию во фрейме, проверяет его на отсутствие ошибок, выбирает порт коммутации и после этого посылает в него фрейм.

Сквозной (cut-through). Коммутатор считывает во фрейме только адрес назначения и после выполняет коммутацию. Этот режим уменьшает задержки при передаче, но в нем нет метода обнаружения ошибок.

Бесфрагментный (fragment – free) или гибридный. Этот режим является модификацией сквозного режима. Передача осуществляется после фильтрации фрагментов коллизий (фреймы размером 64 байта обрабатываются по технологии store-and-forward, остальные по технологии cut-through).

Возможности и разновидности коммутаторов.

Коммутаторы подразделяются на управляемые и неуправляемые (наиболее простые). Более сложные коммутаторы позволяют управлять коммутацией на канальном (втором) и сетевом (третьем) уровне модели OSI. Обычно их именуют соответственно, например Layer 2 Switch или просто, сокращенно L2. Управление коммутатором может осуществляться посредством протокола Web‑интерфейса, SNMP, RMON (протокол, разработанный Cisco) и т.п. Многие управляемые коммутаторы позволяют выполнять дополнительные функции: VLAN, QoS, агрегирование, зеркалирование. Сложные коммутаторы можно объединять в одно логическое устройство – стек, с целью увеличения числа портов (например, можно объединить 4 коммутатора с 24 портами и получить логический коммутатор с 96 портами).

Повторитель (жарг. – репитер; англ. repeater) – сетевое оборудование.

Физическая среда накладывает на этот процесс своё ограничение – рано или поздно мощность сигнала падает, и приём становится невозможным. При этом не имеет значения абсолютное значение амплитуды – для распознавания важно соотношение сигнал/шум.

Привычное для аналоговых систем усиление не годится для высокочастотных цифровых сигналов. Разумеется, при его использовании какой-то небольшой эффект может быть достигнут, но с увеличением расстояния искажения быстро нарушат целостность данных.

Проблема не нова, и в таких ситуациях применяют не усиление, а повторение сигнала. При этом устройство на входе должно принимать сигнал, далее распознавать его первоначальный вид, и генерировать на выходе его точную копию. Такая схема в теории может передавать данные на сколь угодно большие расстояния (если не учитывать особенности разделения физической среды в Ethernet).

С появлением протокола 10baseT (витой пары) для избегания терминологической путаницы многопортовые повторители для витой пары стали называться сетевыми концентраторами (хабами), а коаксиальные – повторителями (репитерами), по крайней мере, в русскоязычной литературе. Эти названия хорошо прижились, и используются в настоящее время очень широко.

Сетевой концентратор или Хаб (жарг. от англ. hub – центр деятельности) – сетевое устройство, предназначенное для объединения нескольких устройств Ethernet в общий сегмент сети. Устройства подключаются при помощи витой пары, коаксиального кабеля или оптоволокна.

Концентратор работает на физическом уровне сетевой модели OSI, повторяет приходящий на один порт сигнал на все активные порты. В случае поступления сигнала на два и более порта одновременно возникает коллизия, и передаваемые кадры данных теряются. Таким образом, все подключенные к концентратору устройства находятся в одном домене коллизий. Концентраторы всегда работают в режиме полудуплекса, все подключенные устройства Ethernet разделяют между собой предоставляемую полосу доступа.

Многие модели концентраторов имеют простейшую защиту от излишнего количества коллизий, возникающих по причине одного из подключенных устройств. В этом случае они могут изолировать порт от общей среды передачи. По этой причине, сетевые сегменты, основанные на витой паре гораздо стабильнее в работе сегментов на коаксиальном кабеле, поскольку в первом случае каждое устройство может быть изолировано концентратором от общей среды, а во втором случае несколько устройств подключаются при помощи одного сегмента кабеля, и, в случае большого количества коллизий, концентратор может изолировать лишь весь сегмент [14].

В последнее время концентраторы используются достаточно редко, вместо них получили распространение коммутаторы – устройства, работающие на канальном уровне модели OSI и повышающие производительность сети путём логического выделения каждого подключенного устройства в отдельный сегмент, домен коллизии.

Характеристики сетевых концентраторов.

Количество портов – разъёмов для подключения сетевых линий, обычно выпускаются концентраторы с 4, 5, 6, 8, 16, 24 и 48 портами (наиболее популярны с 4, 8 и 16). Концентраторы с большим количеством портов значительно дороже. Однако концентраторы можно соединять каскадно друг к другу, наращивая количество портов сегмента сети. В некоторых для этого предусмотрены специальные порты.

Скорость передачи данных – измеряется в Мбит/с, выпускаются концентраторы со скоростью 10, 100 и 1000. Кроме того, в основном распространены концентраторы с возможностью изменения скорости, обозначаются как 10/100/1000 Мбит/с. Скорость может переключаться как автоматически, так и с помощью перемычек или переключателей. Обычно, если хотя бы одно устройство присоединено к концентратору на скорости нижнего диапазона, он будет передавать данные на все порты с этой скоростью.

Тип сетевого носителя – обычно это витая пара или оптоволокно, но существуют концентраторы и для других носителей, а также смешанные, например для витой пары и коаксиального кабеля [15].

Оптоволокно – это стеклянная или пластиковая нить, используемая для переноса света внутри себя посредством полного внутреннего отражения. Из-за физических свойств оптоволокна необходимы специальные методы для их соединения с оборудованием. Оптоволокна являются базой для различных типов кабелей, в зависимости от того, где они будут использоваться.

Принцип передачи света внутри оптоволокна был впервые продемонстрирован во времена королевы Виктории (1837–1901 гг.), но развитие современных оптоволокон началось в 1950‑х годах. Они стали использоваться в связи несколько позже, в 1970‑х; с этого момента технический прогресс значительно увеличил диапазон применения и скорость распространения оптоволокон, а также уменьшил стоимость систем оптоволоконной связи.

Витая пара (англ. twisted pair) – вид кабеля связи, представляет собой одну или несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой (с небольшим числом витков на единицу длины), покрытых пластиковой оболочкой. Свивание проводников производится с целью повышения связи проводников одной пары (электромагнитная помеха одинаково влияет на оба провода пары) и последующего уменьшения электромагнитных помех от внешних источников, а также взаимных наводок при передаче дифференциальных сигналов. Для снижения связи отдельных пар кабеля (периодического сближения проводников различных пар) в кабелях UTP категории 5 и выше провода пары свиваются с различным шагом. Витая пара – один из компонентов современных структурированных кабельных систем. Используется в телекоммуникациях и в компьютерных сетях в качестве сетевого носителя во многих технологиях, таких как Ethernet, Arcnet и Token ring. В настоящее время, благодаря своей дешевизне и лёгкости в монтаже, является самым распространённым решением для построения локальных сетей [16].

Трансляция – достоинство сохраняет в неизменном виде программное обеспечение на клиентских компьютерах. Недостаток, как у любого централизованного средства, большие временные задержки в случае интенсивного поступления запросов.

Мультиплексирование – достоинство состоит в быстродействии. Недостаток избыточность и усложнение администрирования.

Инкапсуляция – достоинство приводит к более простым решениям. Недостаток не обеспечивает взаимодействия с узлами транзитной сети.

Читайте также: