Сетевые компоненты региональных и глобальных сетей

Сетевые компоненты локальных сетей

Базовые компоненты и технологии, связанные с архитектурой локальных сетей, могут включать в себя аппаратное обеспечение, а именно:

§ Серверы

§ сетевые платы (NIC, Network Interface Card)

§ Каналы связи

§ Специальные устройства(маршрутизаторы, коммутаторы, концентраторы)

Серверы

Сервер – компьютер, предоставляющий свои ресурсы другим компьютерам.

Сервер в сети клиент/сервер представляет собой ПК с жестким диском большой емкости, на котором можно хранить приложения и файлы, доступные для других ПК в сети. Сервер может также управлять доступом к периферийным устройствам (таким как принтеры) и используется для выполнения сетевой операционной системы (NOS – Network Operating System).

Компьютеры, подключаемые к локальной сети должны быть укомплектованы специальным устройством – сетевой платой (сетевым адаптером) – для подключения компьютера к сетевому кабелю. Платы вставляются в слоты расширения материнской платы или интегрируются на материнскую плату. Плата выполняет подготовку данных, поступающих от ПК, к передаче по сетевому кабелю, и прием данных из кабеля.

Плата также должна указать свой сетевой адрес, чтобы ее могли отличить от других сетевых плат сети.

Используемые сетевые адаптеры имеют три основные характеристики:тип шины компьютера, к которому они подключаются (PCI, ISA, EISA, Micro Channel и пр.),разрядность(32, 64) итопология образуемой сети (Ethernet, Arcnet, Token-Ring).

Каналы связи

В большинстве сетей применяются три основные группы кабелей:

§ Тонкий и толстый коаксиальный кабель;

§ Витая пара (twisted pair), неэкранированная (unshielded) и экранированная (shielded);

§ Оптоволоконный кабель.

Тонкий коаксиальный кабель: диаметр 0,64 см. Передает сигнал на 185м. Толстый коаксиальный кабель: диаметр 1,27см. Передает сигнал на 500 м., его еще называют стандартный Ethernet. Для подключения к толстому коаксиальному кабелю применяется специальное устройство – трансивер.

Витая пара – представляет собой набор из восьми проводов, скрученных попарно таким образом, чтобы обеспечить защиту от электромагнитных помех (200м., до 500). Каждая витая пара соединяет с сетью только один компьютер.

Оптоволоконный кабель поддерживает скорость передачи данных (в виде пакетов) 10, 100 или 1000 Мбит/с. и более. Данные передаются с помощью световых импульсов, проходящих по оптическому волокну. Этот кабель часто применяется в центральных магистральных сетях, поскольку обеспечивает полную защиту от электрических помех и позволяет передавать информацию на очень большие расстояния. Кроме того, благодаря совершенствованию оптоволоконной технологии данный кабель становится все более приемлемым по цене.

Беспроводные ЛВС

ЛВС выглядит и функционирует практически так же, как и кабельная, за исключением среды передачи. Беспроводный сетевой адаптер с трансивером установлены в каждом компьютере, и пользователи работают так, будто их компьютеры соединены кабелем. Трансивер или точка доступа обеспечивает обмен сигналами между компьютерами с беспроводным подключением и кабельной сетью. Используются небольшие настенные трансиверы, которые устанавливают радиоконтакт с переносными устройствами.

Работа беспроводных ЛВС основана на четырёх способах передачи данных:

§ инфракрасное излучение;

§ лазер;

§ радиопередача в узком диапазоне (одночастотная);

§ радиопередача в рассеянном спектре.

Повторители.

Основная функция повторителя (repeater), как это следует из его названия ‑ повторение сигналов, поступающих на один из его портов. Повторитель улучшает электрические характеристики сигналов и их синхронность, и за счет этого появляется возможность увеличивать общую длину кабеля между самыми удаленными в сети станциями.

Концентраторы

Многопортовый повторитель часто называют концентратором (hub, concentrator), что отражает тот факт, что данное устройство реализует не только функцию повторения сигналов, но и концентрирует в одном центральном устройстве функции объединения компьютеров в сеть. Практически во всех современных сетевых стандартах концентратор является необходимым элементом сети, соединяющим отдельные компьютеры в сеть.

В структурированной кабельной конфигурации все входящие в сеть ПК взаимодействуют с концентратором (или коммутатором), hab (хаб; концентратор) – разветвитель – устройство множественного доступа, выполняющее роль центральной точки соединения в топологии "физическая звезда".

Сетевые компоненты региональных и глобальных сетей

Мосты (bridge)

Используются для связи между собой нескольких локальных сетей с однотипным аппаратным оборудованием и ПО.

Коммутаторы (Switch – коммутатор)

Многопортовое устройство, обеспечивающее высокоскоростную коммутацию пакетов между портами.

В сети с коммутацией пакетов ‑ устройство, направляющее пакеты, обычно на один из узлов магистральной сети. Такое устройство называется также коммутатором данных

Коммутатор предоставляет каждому устройству (серверу, ПК или концентратору), подключенному к одному из его портов, всю полосу пропускания сети. Как и двухскоростные концентраторы, новейшие коммутаторы часто конструируются для поддержки 10 или 100 Мбит/с, в зависимости от максимальной скорости подключаемого устройства. Если они оснащаются средствами автоматического опознавания скорости передачи, то могут сами настраиваться на оптимальную скорость - изменять конфигурацию вручную не требуется.

Как работает коммутатор?

В отличие от концентраторов, осуществляющих широковещательную рассылку всех пакетов, принимаемых по любому из портов, коммутаторы передают пакеты только целевому устройству (адресату), так как знают MAC-адрес (Media Access Control) каждого подключенного устройства (аналогично тому, как почтальон по почтовому адресу определяет, куда нужно доставить письмо). (Концентратор передает информационные пакеты во все ветви сети одинаково. Коммутатор (свич) делает то же самое, но, в отличие от концентратора, обеспечивает передачу пакетов в заданные ветви).

Шлюзы (gateway)

Используются для связи между собой нескольких локальных сетей, работающих по разным протоколам. Могут быть как аппаратными (шлюзовый сервер), так и программными (шлюзовое приложение).