Комутаційне обладнання для локальних мереж

Для того щоб з’єднати 3 і більше комп'ютерів в локальну мережу необхідне додаткове комутаційне обладнання. Самі поширені пристрої для об’єднання комп’ютерів в локальну мережу це – концентратори і комутатори.

Концентратор (hub) – це багатопортовий репітер або повторювач. Репітер Ethernet – це пристрій, фізично розташований в мережі, з двома або більш Ethernet портами.

У хабах під виту пару використовуються порти MDI-X типу (перевернута розетка), що дозволяє підключати комп'ютери безпосередньо без використання кросс-овер кабелю. Для з'єднання хабів між собою один з його портів має розводку MDI, що дозволяє сполучати хаби безпосередньо без використання крос-овер кабелю.

Рисунок 1.10 – Зовнішній вигляд концентратора

Цей порт яким-небудь чином виділений на корпусі пристрою. Застосовуються різні назви: "Cascading" або "In", або "Cross-over". Нерідко є перемикач, що дозволяє перемикати режим порту з MDI в MDI-X і навпаки, що дозволяє використовувати цей порт не для каскадного включення, а для підключення звичайних комп'ютерів. Якщо на вашому хабі відсутній перемикач режиму порту (MDI - MDI-X), а всі інші порти зайняті і вам необхідно підключити ще один комп'ютер, то ви легко можете це зробити просто використавши для цього "cross-over" кабель. Для з'єднання хабів по кабелю вита парі між собою дріт включається в звичайний роз'єм на одному хабі і в каскадний роз'єм на іншому.

Комутатор (switch, свич) – є багатопортовим різновидом моста.

Рисунок 1.11 – Зовнішній вигляд комутатора

Основною відмінністю комутатора від концентратора є те, що комутатор передає між сегментами (своїми портами) лише потрібні пакети. Якщо ж одержувач пакету знаходиться в тому ж сегменті, що і відправник, то пакет знищується (відправник його і так отримав), тим самим решта сегментів не засмічується паразитним трафіком.

Комутатор є пристроєм, який тримає в своїй пам'яті таблицю відповідностей MAC адрес пристроїв і портів, за якими знаходяться ці пристрої. MAC адреса є фізичною адресою мережевої карти і не має ніякого відношення до IP-адреси. Комутатор нічого не знає про IP адреси, він працює на нижчому рівні.

Пристрої, підключені до комутатора можуть працювати в режимі повного дуплексу (одночасна прийом і передача даних), тим самим загальна швидкість роботи між комутатором і підключеним пристроєм зростає в два рази;

Пристрої, підключені до різних портів, можуть працювати на різних швидкостях (наприклад 100 Мбіт і 1 Гбіт) і режимах дуплексу;

На різних портах комутатора можуть бути різні середовища передачі, наприклад вита пара і оптика, хоча останнє, звичайно, реалізується через окремі мости.

Логіка роботи комутаторів дозволяє їм передавати пакети відразу, не акумулюючи їх у внутрішньому буфері (у відмінності від хабів), тим самим затримка при передачі пакетів крізь комутатор значно менша. Передача в порт одержувача здійснюється як тільки комутатор повністю отримує заголовок пакету (де і міститься MAC адреса одержувача) і звіряє його по таблиці MAC відповідностей (після чого в порт одержувача починає пересилатися заголовок пакету, хоча він ще не був отриманий на порту відправника). Проте, пакети можуть акумулюватися у внутрішньому буфері комутатора, це може відбутися унаслідок відсутності в таблиці MAC-відповідностей адреси одержувача, зайнятості порту, за яким знаходиться одержувач (в цей час туди передається інший пакет) або із-за узгодження швидкостей між відправником і одержувачем.

Зовні комутатори виглядають так само, як і хаби, але на деяких моделях напроти портів знаходяться індикатори, що вказують на наявність напів- або повного дуплексу, а так само швидкості передачі. Так само відсутній загальний індикатор колізій.

До комутатора можна підключити таку кількість комп'ютерів, скільки портів є у нього. Це є єдиним обмеженням мережі. Є дуже широка лінійка комутаторів від 4-х портових до 48-ми портових різних виробників.

Відстань від комутатора до комп'ютера обмежена. Вона повинна складати не більше 100 метрів. Таким чином, обмежена довжина горизонталі, вона рівна 90 метрів. Горизонталь або горизонтальна проводка – відстань від патч–панелі до розетки кінцевого користувача.

До комутатора, а вірніше до інформаційної розетки, комп'ютери під’єднуються прямим кабелем. Після під'єднування всіх наявних комп'ютерів до комутатора, слід перевірити наявність фізичного з'єднання. На комутаторі поряд з портами повинні бути присутні індикатори, що сигналізують про наявність фізичного з'єднання. Цілком може статись, що індикатори знаходяться не поряд з портом, а винесені на окрему панель. У такому разі вони будуть пронумеровані відповідно до номерів портів.

Комутатор, як правило закріплюється на стіні і до нього підводяться кабелі, що йдуть від інформаційних розеток.

Деякі правила виготовлення проводки для локальної мережі, в якій встановлений комутатор:

Якщо два комп'ютери, що стоять на одному столі можна з'єднати крос-овер кабелем, довжина якого 5 метрів, що максимально допускається, то для 3-х і більш за комп'ютери це не допустимо. У таких мережах (навіть найменших) необхідно комп'ютери користувачів підключати до мережі тільки через мережеві розетки з використанням патч – корду. Розетка повинна бути жорстко закріплена на стіні і максимальна довжина патч–корду повинна бути не більш 3-х метрів.

1.4 Мережеві адаптери (мережеві карти)

Мережева карта – це пристрій, що дозволяє комп'ютеру взаємодіяти з іншими комп'ютерами в мережі. Існує велика кількість мережевих карт різних виробників, проте, за типом використовуваного протоколу канального рівня, можна виділити наступні типи: мережеві карти Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet.

Мережеві карти відповідають за передачу інформації між одиницями мережі. Будь-яка мережева карта складається з роз’єму для мережевого провідника і мікропроцесора, що кодує/декодує мережеві пакети, а також допоміжних програмно-апаратних комплексів і служб. Кожна карта має свою MAC-адресу – унікальний ідентифікатор пристрою.

Рисунок 1.12 – Структура мережевої карти Ethernet

Використання стандарту Ethernet дозволяє карті працювати на швидкості 10 Мбіт/с, стандарту Fast Ethernet – 100 Мбіт/с, Gigabit Ethernet – 1000 Мбіт/с. Фізично мережева карта може бути реалізована у вигляді окремої плати що підключається в слот PCI чи PCIЕх на материнській платі комп'ютера, або ж у вигляді окремого модуля, що підключається через інтерфейси PCMCIA (для ноутбуків) або USB. Вказані варіанти представлені нижчим на рис. 1.13.

а) б)

в) г)

а,б – мережеві карти у вигляді окремих плат;

в – PCMCIA/Cardbus модуль, г - USB-модуль

Рисунок 1.13 – Фізична реалізація мережевих карт Ethernet

У більшість сучасних материнських плат вже є вбудований мережевий адаптер Fast Ethernet/Gigabit Ethernet.