Вопросы "Сети"
Физическая структуризация сети. Повторитель, концентратор
Топология физических связей (физическая структура сети). В этом случае конфигурация физических связей определяется электрическими соединениями компьютеров, то есть ребрам графа соответствуют отрезки кабеля, связывающие пары узлов. (Топология определяет способ взаимосвязи узлов сети (компьютеров, концентраторов и т.п.) Базовые топологии – общая шина, звезда, кольцо. Узел сети — это устройство, соединённое с другими устройствами как часть компьютерной сети. Узлами могут быть любые сетевые устройства.)
Простейшее из коммуникационных устройств - повторитель. Используется для увеличения общей длины сети. Преодолеваются ограничения на длину связи за счет улучшения качества передаваемого сигнала (восстановление мощности и амплитуды, улучшение фронтов).
Повторитель, который имеет несколько портов и соединяет несколько физических сегментов, называется концентратором или хабом (hub - основа, центр деятельности). Концентраторы повторяют сигнал, пришедший по одному из портов, на других портах. Концентраторы характерны почти для всех базовых технологий локальных сетей.
Концентратор всегда изменяет физическую топологию сети, но при этом не изменяет логическую топологию.
Логическая структуризация сети. Мост, свитч, маршрутизатор
Топология логических связей (логическая структура сети). Здесь в качестве логических связей выступают маршруты передачи данных между узлами сети, которые образуются путем соответствующей настройки коммуникационного оборудования.
Сеть, в которой физические сегменты рассматриваются в качестве одной разделяемой среды, оказывается неадекватна структуре информационных потоков. Например, в сети с общей шиной взаимодействие любой пары компьютеров занимает ее на все время обмена, поэтому при увеличении числа узлов сети шина становится узким местом. Логическая структуризация сети - это процесс разбиения сети на сегменты с локализованным трафиком. Для логической структуризации сети используют мосты, коммутаторы, маршрутизаторы и шлюзы. Мост делит разделяемую среду передачи на части (логические сегменты). Фильтрация происходит по аппаратным адресам адаптеров. Точной топологии связей мост не знает и поэтому мост достаточно примитивно представляет связи между узлами - он запоминает на какой порт поступил кадр данных от каждого компьютера и в дальнейшем передает кадры, предназначенные для этого компьютера, только ему в этот порт. Из-за этого применение мостов приводит к ограничению: сегменты должны быть соединены так, чтобы не образовывались замкнутые контуры. Коммутатор или свитч ничем не отличается от моста по принципу обработки кадров. Различие в том, что каждый его порт оснащен процессором, работающим независимо от других, за счет чего повышается производительность. Можно сказать, что коммутатор - это мост, работающий в параллельном режиме. Ограничения по топологии связей в сетях с мостами и коммутаторами привели к тому, что появились более эффективные коммуникационные устройства - маршрутизаторы (по англ. - router). Маршрутизаторы образуют логические сегменты посредством явной адресации, используя не плоские аппаратные адреса, а составные адреса - IP, где имеются поля номера сети. Все компьютеры, у которых значение этого поля одинаково, принадлежат к одному сегменту, который в этом случае называется подсетью. Маршрутизаторы могут работать в сетях со сколь угодно сложной топологией и в т. ч. с замкнутыми контурами, при этом они осуществляют выбор наиболее рационального маршрута из нескольких возможных. Еще одна важная особенность маршрутизаторов - они могут связывать в единую сеть подсети, построенные с использованием разных технологий.
Кроме перечисленных устройств, отдельные части сети может соединять шлюз (gateway). Они нужны не для локализации трафика, для объединения сетей с разными типами системного и прикладного программного обеспечения.