Оборудование локальных сетей

Линия связи представляет собой физическую среду передачи данных, по которой предаются информационные сигналы. Линия связи иногда называется также каналом связи.

Физическая среда в общем случае представляет собой кабель.

Коаксиальный кабель используется для построения локальных сетей на базе домашних телевизионных сетей.

В настоящее время широкое распространение при создании локальных сетей получила так называемая витая пара, представляющая собой скрученную пару проводов в экранированном и неэкранированном исполнении.

Волоконно-оптический кабель является наиболее качественным и дорогим типом кабеля, обеспечивает передачу данных с очень высокой скоростью (сотни и тысячи Мбит/с) и к тому же лучше других типов передающей среды защищает данные от внешних помех.

В последнее время для передачи данных через компьютерную сеть все чаще стали использоваться радиоканалы и каналы наземной и спутниковой связи.

В компьютерных сетях применяются практически все описанные типы физических сред передачи данных. Выбор той или иной линии связи определяется ее техническими возможностями, в первую очередь, скоростью передачи и помехозащищенностью, а также ее стоимостью.

Соединительная аппаратура обеспечивает возможность подключения различных сетевых устройств к линиям связи:

- модем и факс-модем – устройства, обеспечивающие подключение ПК к телефонной линии;

- сетевой концентратор или Хаб (от англ. hub – центр деятельности) – сетевое устройство, для объединения нескольких устройств Ethernet в общий сегмент, подключаются при помощи витой пары, коаксиального кабеля или оптоволокна;

- повторитель (Repeater) – устройство, усиливающее сигналы с одного отрезка кабеля и передающее их в другой отрезок без изменения содержанияповторители увеличивают максимальную длину трассы LAN;

- мост (Bridge) – устройство, которое служит для связи между локальными сетями. Глобальные мосты устанавливаются в сетях передачи информации на большие расстояния . По алгоритму мосты делятся на мосты с «маршрутизацией от источника» (Source Routing) и на прозрачные (transparent) мосты.

- коммутатор (Switch) – устройство, конструктивно выполненное в виде сетевого концентратора и действующее как высокоскоростной многопортовый мост; встроенный механизм коммутации позволяет осуществить сегментирование локальной сети, выделить полосу пропускания конечным станциям в сети;

- маршрутизатор или роутер, рутер (от англ. router) – сетевое устройство, используемое в компьютерных сетях передачи данных, которое, на основании информации о топологии сети (таблицы маршрутизации) и определенных правил, принимает решения о пересылке пакетов сетевого уровня модели OSI их получателю. Обычно применяется для связи нескольких сегментов сети;

- сетевой фильтр и блок бесперебойного питания.

Наиболее распространенной соединительной аппаратурой являются коннекторы, представляющие собойразъемные и / или неразъемные соединители, прикрепляемые к кабелям.

К соединительной аппаратуре также относятся различные кабельные адаптеры и разветвители, позволяющие стыковать разные типы кабелей и согласовать их сопротивления.

Кроссовые шкафы и панели представляют собой совокупность разъемов, посредством соединения которых линии связи коммутируются между собой. Для усиления сигнала в линиях связи используются различные усилители, в задачу которых входит компенсировать затухание сигнала путем его усиления.

Сетевые адаптеры представляют собой отдельные платы и служат для соединения компьютера с кабельной системой. В общем случае они представляют собой сложную систему со встроенным процессором и собственной памятью. Для их функционирования необходимы особые программы, называемые драйверами. Наиболее популярными сетевыми адаптерами технологии Ethernet, например, являются сетевые адаптеры фирмы 3Сом.

В настоящее время сегменты локальной сети соединяются с помощью коммутаторов), которые полностью заменили применяемые ранее концентраторы и мосты. Компьютеры подключаются к соответствующим портам коммутатора, каждым из которых управляет отдельный процессор. Работу всех процессоров координирует системный модуль. Для передачи кадров между портами внутри коммутатора находится специальная коммутационная матрица, работающая по принципу коммутации каналов. При поступлении кадра информации от компьютера на какой-либо порт коммутатора соответствующий процессор анализирует адрес назначения кадра, просматривая свою адресную таблицу и, если не находит там указанный адрес, то управление переходит к системному модулю. Системный модуль производит просмотр адресов всех процессоров и в случае нахождения нужного адреса указывает его процессору, который записывает адрес в свою таблицу и по этому адресу передает кадр на соответствующий порт. Если адрес не находится, то кадр уничтожается.

Если адресуемый порт занят, то кадр сохраняется во входном порту до момента освобождения адресуемого порта. Задержка от момента появления кадра на входном порту до момента его появления на выходе составляет несколько микросекунд. Поскольку несколько портов могут работать параллельно, то сеть, построенная на коммутаторах, имеет хорошую пропускную способность.

Производительность самого коммутатора в этом случае равна сумме производительностей его портов. Использование коммутаторов позволяет избежать проблем коллизий в сети Ethernet, так как наличие портов и буферизация данных не позволяет распространяться коллизии по всей сети. В этом случае общая длина сети равна сумме расстояний отдельных сегментов до коммутатора.

Удобство использования коммутаторов заключается также в том, что он является самообучающимся устройством, и следует только правильно подключить его к сети. На современном рынке широко представлены коммутаторы фирм 3Com, Cisco, Intel, HP.