Аппаратные сетевые средства: состав, назначение устройств.

1. Биккинеев Ф.Г. Топографоанатомическое обоснование и техника окончательной остановки артериального кровотечения (методические рекомендации), Казань, 1995;

2. Фраучи И.В. Грыжи живота (учебное пособие), Казань, 1996.

3. Буланов Г.А., Овсяников В.Я. Основы топографической анатомии живота и абдоминальной хирургии.- Нижний Новгород. Изд-во НГМА. 2003.- 212 с.

Аппаратные сетевые средства: состав, назначение устройств.

Аппаратные средства можно иначе назвать сетевым оборудованием – это устройства, которые необходимы для работы компьютерных сетей. Выделяют активное и пассивное сетевое оборудование.

Активное оборудование. Активное оборудование содержит электронные схемы, получает питание от электрической сети или других источников и выполняет функции усиления, преобразования сигналов и другие. Это оборудование обладает способностью обрабатывать сигнал по специальным алгоритмам. В сетях происходит пакетная передача данных, каждый пакет данных содержит также техническую информацию: сведения о его источнике, цели, целостности информации и другие, позволяющие доставить пакет по назначению. Активное сетевое оборудование улавливает и передает сигнал, обрабатывает эту техническую информацию, перенаправляя и распределяя поступающие потоки в соответствии со встроенными в память устройства алгоритмами. Эта особенность, наряду с питанием от сети, является признаком активного оборудования. К активному сетевому оборудованию относятся такие типы приборов как: сетевой адаптер, концентратор, коммутатор, маршрутизатор.

Сетевой адаптер (сетевая плата, карта).

В персональных компьютерах и ноутбуках устанавливаются сетевые интерфейсные платы (NIC – Network Interface Card), которые служат для взаимодействия с другими устройствами в локальной сети, но на данный момент их чаще заменяют контроллеры и их компоненты, которые для удобства интегрированы сразу в материнскую плату. Разновидность сетевых карт для различных ПК велика, учитывая, что каждый из них имеет определенные требования к производительности. Если рассматривать лишь способ приема/передачи данных на подключенных к сети компьютерах, то сетевые платы играют активную роль в повышении производительности, кроме того, они поддерживают такие функции, как удаленная активизация связи с центральной рабочей станции или удаленное изменение конфигурации, что значительно экономит время для пользователей ПК, подключенных к сети.

Существует множество разновидностей сетевых адаптеров, которые устанавливаются различными способами, есть такие, которые приходится подсоединять во внутренние слоты компьютера ISA (от англ. Industry Standard Architecture) - 8- или 16-разрядная шина ввода-вывода, которая служит для подключения плат расширения стандарта ISA) и PCI (англ. Peripheral component interconnect - шина ввода-вывода для подключения периферийных устройств к материнской плате компьютера), но большей популярностью пользуются USB-адаптеры, которые подключаются во внешние USB-слоты. По выполняемым функциям сетевые адаптеры (СА) делятся на две группы:

1. Реализующие функции физического и канального уровней. Применяются в сетях с простой топологией, где почти отсутствует необходимость выполнения таких функций, как маршрутизация пакетов, формирование из поступающих пакетов сообщений, согласование протоколов различных сетей и др.

2. Реализующие функции первых четырех уровней модели OSI - физического, канального, сетевого и транспортного. Эти адаптеры, кроме функций СА первой группы, могут выполнять функции маршрутизации, ретрансляции данных, формирования пакетов из передаваемого сообщения (при передаче), сборки пакетов в сообщение (при приеме), согласования ППД различных сетей, сокращая таким образом затраты вычислительных ресурсов ЭВМ на организацию сетевого обмена.

Концентратор (хаб от англ. - центр).

Устройство для объединения компьютеров в сеть Ethernet (семейство технологий пакетной передачи данных для компьютерных сетей, первоначальный принцип работы этой технологии: всё, передаваемое одним узлом, одновременно принимается всеми остальными)с применением кабельной инфраструктуры типа витая пара (вид кабеля связи, представляет собой одну или несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой, имеющее небольшое количество витков на единицу длины, покрытых пластиковой оболочкой). В настоящее время вытеснены сетевыми коммутаторами.

Работа концентратора осуществляется на первом, физическом уровне сетевой модели OSI, он ретранслирует входящий сигнал с одного из портов в сигнал на все остальные порты, которые подключены к сети, реализуя, таким образом свойственную Ethernet топологию общая шина, c разделением пропускной способности сети между всеми устройствами. Коллизии (то есть попытка двух и более устройств начать передачу одновременно) обрабатываются аналогично сети Ethernet на других носителях — устройства самостоятельно прекращают передачу и возобновляют попытку через случайный промежуток времени. Сетевой концентратор также обеспечивает бесперебойную работу сети при отключении устройства от одного из портов или повреждении кабеля, в отличие, например, от сети на коаксиальном кабеле, которая в таком случае прекращает работу целиком.

Коммутатор.

Устройство, которое объединяет несколько узлов компьютерной сети в пределах одного или нескольких сегментов сети. Коммутатор работает на втором (канальном) уровне сетевой модели OSI и работа его основывается на мостовых технологиях и часто рассматривается как многопортовый мост. Коммутаторы, способны обеспечивать независимую и выборочную передачу кадров Ethernet между портами за счёт вскрытия заголовков кадров и пересылки их по нужным портам в соответствии с MAC-адресомполучателя (в отличие от концентраторов, пересылающих данные во все порты), работу в разных режимах и с различными скоростями. Стоит отметить малую латентность (задержку) и высокую скорость пересылки на каждом порту интерфейса.

Существует три способа коммутации, любой из этих способов — комбинирование таких параметров, как время ожидания и надежность передачи.

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

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

3. Бесфрагментный (fragment-free) или гибридный. Этот режим является модификацией сквозного режима. Передача осуществляется после фильтрации фрагментов коллизий (первые 64 байта кадра анализируются на наличие ошибки и при её отсутствии кадр обрабатывается в сквозном режиме).

Коммутаторы могут быть симметричными и асимметричными. Первые используются для передачи данных учитывая ширину полосы пропускания портов, они обеспечивают коммутируемые соединения между портами с одинаковой шириной портов (например, 10Мб/с), другие передают данные для портов с различной шириной полосы пропускания (10Мб/с, 100Мбит/с, 1000Мб/с), они служат для того, чтобы предотвратить переполнение на порте, так как с помощью подобных коммутаторов осуществляется соединение клиент-сервер, когда многочисленные пользователи обмениваются информацией с сервером. Асимметричный коммутатор должен иметь буфер памяти, чтобы безопасно направлять потоки данных на разные порты.

Маршрутизатор (Router).

Устройство передачи данных, которое передает пакеты между сегментами сети, связывает между собой разнородные сети на основе определенных правил, заданных администратором сети. Главной задачей маршрутизаторов является выбор оптимального маршрута для передачи пакетов между компьютерами, подключенными к сети, причем осуществиться это должно с минимальной временной задержкой. Обычно маршрутизатор использует адрес получателя, указанный в пакетных данных, и определяет по таблице маршрутизации путь, по которому следует передать данные. Если в таблице маршрутизации для адреса нет описанного маршрута, пакет отбрасывается. Каждый маршрутизатор имеет свой сетевой адрес (МАС-адрес), на этот адрес узлы посылают пакеты.

Практически все маршрутизаторы используют в своей работе, так называемые, таблицы маршрутизации. Это своеобразные базы данных, которые содержат информацию обо всех возможных маршрутах передачи пакетов с некоторой дополнительной информацией, которая берется в расчет при выборе оптимального варианта доставки. Важным аспектом работы маршрутизаторов является способ обновления информации в таблицах маршрутизации. Это может выполняться двумя способами вручную и автоматически. В первом случае администратор сети самостоятельно настраивает таблицы маршрутизации. Такой вариант подходит только для небольших сетей, конфигурация которых изменяется редко. Маршрутизаторы первого типа называются статическими. Автоматическое обновление таблиц маршрутизации выполняется с помощью обмена информационными сообщениями между соседними маршрутизаторами о текущей обстановке, а также проверке соединительных каналов между ними. Такие маршрутизаторы называются динамическими. Главный их недостаток заключается в необходимости дополнительных сетевых и вычислительных ресурсов для обмена данными и расчета маршрута. Однако динамические маршрутизаторы могут быть использованы при построении сетей любого масштаба.