8.5. Аппаратные средства локальных сетей
Сети базируются на аппаратных средствах и программном обеспечении. Сетевые аппаратные средства обеспечивают физические связи между различными узлами сети и типично включают:
сетевые интерфейсные платы, одна на каждый ПК;
сетевые устройства (концентраторы, мосты, маршрутизаторы, переключатели и т. д.). Предназначены для того, чтобы подключать различные сегменты сети и гарантировать, что пакеты информации посылают предназначенному адресату;
сетевые кабели, которые соединяют каждую сетевую карту с концентратором или переключателем.
Рис. 6. Некоторые из сетевых аппаратных средств:
а— сетевая интерфейсная карта; б — концентратор; в — трансивер
Сетевые карты (адаптеры). Сетевые интерфейсные платы Network interface cards –NIC), обычно называемые сетевыми картами, используются, чтобы подключить ПК к локальной сети, и обеспечивают физическую связь между разделяемой средой и внутренней шиной компьютера
Большинство сетевых адаптеров разработано для специфического типа сети, протокола и носителей, хотя некоторые могут обслуживать различные сети (рис. 6, а)
Концентраторы/повторители. Концентратор/повторитель (размножитель, иногда — «хаб», от Hub) используется, чтобы соединить два или больше сетевых сегмента с любым типом среды передачи (носителя). В больших сетях качество передачи начинает ухудшаться, как только сегменты превышают некоторую максимальную длину. Концентраторы усиливают сигнал, что позволяет увеличить размер сегмента. Пассивные концентраторы просто отправляют любые пакеты данных, которые они получают от одной из рабочих станций, ко всем остальным. Активные концентраторы, также иногда называемые «многопортовые повторители», восстанавливают форму сигнала, разрушающегося в процессе прохождения по сети (рис. 6, б).
В то время как повторители позволяют размерам локальных сетей превышать нормальные пределы расстояния, они все же ограничивают количество поддерживаемых узлов. Такое оборудование, как мосты, маршрутизаторы и коммутаторы, однако, позволяют локальным сетям становиться значительно крупнее благодаря их способности поддерживать полные сегменты Ethernet на каждом порту.
Мосты. Мосты - устройства передачи данных, которые также называют устройствами «с промежуточным накоплением», потому что они анализируют пакет Ethernet полностью перед решением о фильтрации или отправлении. Большинство мостов – самообучающиеся, они формируют таблицу пользовательских адресов Ethernet (на сегменте), анализируя пакеты, проходящие сеть.
Маршрутизаторы. Маршрутизация – управление перемещением информации через множество сетей от источника до адресата. Она противопоставляется коммутации (соединению), которая исполняет подобную же функцию. Различие заключается в том, что соединение происходит на уровне канала связи, тогда как маршрутизация — на сетевом уровне
Маршрутизаторы используют информацию, входящую в состав каждого пакета, чтобы направить его от одной локальной сети до другой, а также связываются друг с другом и обмениваются информацией, которая позволяет им определять оптимальный маршрут через сложную сеть из многих локальных сетей. Чтобы сделать это, маршрутизаторы формируют и поддерживают «таблицы маршрутизации», которые содержат различные виды информации о маршрутах в зависимости от используемых алгоритмов. Получив пакет, маршрутизатор выбирает оптимальный маршрут, посылая пакет на тот или иной следующий маршрутизатор.
Коммутаторы. Коммутаторы – расширение концепции мостов локальных сетей. Они работают на уровне каналов связи, осуществляя управление потоком данных, обеспечивая физическую (в противоположность логической) адресацию и управляя доступом к физической среде.
Сетевые коммутаторы могут связать четыре, шесть, десять или больше сетей вместе и имеют два основных типа – «сокращенный» и «с промежуточным накоплением». Коммутаторы первого типа работают быстрее, потому что они исследуют только адрес назначения перед отправлением пакета на сегмент адресата. Коммутатор с промежуточным накоплением, наоборот, принимает и анализирует полный пакет перед отправлением адресату.
Приемопередатчики. Приемопередатчики (трансиверы) используются, чтобы соединять узлы с различными средами передачи Ethernet. Большинство компьютеров и сетевых интерфейсных плат содержат встроенный приемопередатчик, позволяя им связываться непосредственно с Ethernet, не требуя внешнего приемопередатчика.