Вопрос 11.Принципы работы, ограничения и возможности коммутаторов, концентраторов, маршрутизаторов, мостов и шлюзов. Технология мультиплексирования.

Сетевая карта (Network Interface Card, или NIC) – это плата в компьютере, которую вы используете для его подключения к другим сетевым устройствам. Для решения проблем с множественными подключениями были придуманы сетевые устройства. Такие устройства можно разделить на две категории: 1. Устройства, используемые для объединения нескольких компьютеров в локальную сеть (LAN). Пример: концентраторы и коммутаторы. 2. Устройства, используемые для соединения нескольких компьютерных сетей. Пример: маршрутизаторы и брандмауэры.

коммутаторы

(жарг. от англ. switch — переключатель) — устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного сегмента. В отличие от концентратора, который распространяет трафик от одного подключенного устройства ко всем остальным, коммутатор передает данные только непосредственно получателю. Это повышает производительность и безопасность сети, избавляя остальные сегменты сети от необходимости (и возможности) обрабатывать данные, которые им не предназначались. Коммутатор работает на канальном уровне модели OSI, и потому в общем случае может только объединять узлы одной сети по их MAC-адресам. Для соединения нескольких сетей на основе сетевого уровня служат маршрутизаторы.

Режимы коммутации Для преодоления ограничений технологий локальных сетей уже достаточно давно начали применять локальные мосты, функциональные предшественники коммутаторов.

Мост - это устройство, которое обеспечивает взаимосвязь двух (реже нескольких) локальных сетей посредством передачи кадров из одной сети в другую с помощью их промежуточной буферизации. Мост, в отличие от повторителя, не старается поддержать побитовый синхронизм в обеих объединяемых сетях. Вместо этого он выступает по отношению к каждой из сетей как конечный узел. Он принимает кадр, буферизует его, анализирует адрес назначения кадра и только в том случае, когда адресуемый узел действительно принадлежит другой сети, он передает его туда.

Существует три способа коммутации. Каждый из них — это комбинация таких параметров, как время ожидания и надёжность 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 (кадры размером 64 байта обрабатываются по технологии store-and-forward, остальные — по технологии cut-through).

Задержка, связанная с «принятием коммутатором решения», добавляется к времени, которое требуется кадру для входа на порт коммутатора и выхода с него, и вместе с ним определяет общую задержку коммутатора.

Сетевой концентратор или хаб (от англ. hub — центр) — устройство для объединения компьютеров в сеть Ethernet c применением кабельной инфраструктуры типа витая пара. В настоящее время вытеснены сетевыми коммутаторами

Поскольку на сетевой карте вашего компьютера есть только один порт Ethernet, вам нужна такая штука, которая бы позволила соединить много компьютеров и заставить их «общаться» друг с другом. Для этого лучше всего подходит концентратор – устройство для объединения нескольких компьютеров в сеть. На концентраторе может быть от четырех до двадцати четырех портов Ethernet, к которым можно подключать компьютеры. После подключения компьютеров к концентратору он будет отвечать за доставку всего сетевого трафика для всех машин.