Розділ 3. Апаратні засоби побудови та структуризації комп'ютерних мереж

Для під'єднання комп'ютерів і локальних мереж до всесвітньої глобальної мережі Інтернет можна застосувати стаціонарний чи мобільний телефонний зв'язок, кабельні телевізійні мережі або супутниковий зв'язок. Параметри сигналів, які передають цими каналами зв'язку, та сигналів, що застосовують у локальних мережах і в самому комп'ютері, відрізняються. Тому для під'єднання до глобальної мережі потрібен спеціальний пристрій - модем.

Модем (скорочення від модулятор-демодулятор) - пристрій зв'язку для модуляції, тобто перетворення аналогового сигналу ліній зв'язку в дискретний, який використовують у комп'ютерах, та демодуляції, тобто зворотнього перетворення.

Стосовно розташування модеми поділяють на:

• внутрішні - встановлені всередині системного блока;

• зовнішні - розташовані ззовні системного блока.

Типи модемів

(залежно від того, для якого каналу зв'язку призначено модеми):

Мал. 3.1 Модем для телефонних ліній

Мал. 3.2 Модем для телевізійних кабельних ліній

Мал. 3.3 Супутниковий модем

Мал. 3.4 Модеми для мобільного зв'язку

Модеми виготовляють у вигляді окремих пристроїв та у вигляді плат, які вставляються у слоти материнської плати.

Мал. 3.5 Плата модему та модем

Мал. 3.6 Види модемів

Перш ніж файли будуть передано мережею, їх розбивають на маленькі блоки даних, які називають пакетами. Це дає можливість перевірити наявність помилок і полегшує повторне передавання у випадку, якщо пакет утрачено або пошкоджено. Перед передаванням пакету в його початок і кінець додають інформацію про адресу отримувача. Пакет разом з інформацією про адресу називають фреймом.

Локальні мережі часто ділять на частини - сегменти. Межі сегментів можна визначити за допомогою мосту.

Міст - це пристрій для фільтрації зв'язку між сегментами локальної мережі.

Коли фрейм надходить на міст, останній виконує оцінку цільової адреси і визначає, чи відправити фрейм на інший сегмент, чи пропустити його в сегмент. Таким чином міст допомагає впорядкувати потік даних. Типовий міст має лише два порти і пов'язує лише два сегменти однієї мережі.

Комутатор - це пристрій, який іноді називають багатопортовим мостом.

Мал. 3.7 Комутатор

Комутатор має кілька портів залежно від кількості сегментів мережі. Він складніший у порівнянні з типовим мостом. Комутатор підтримує таблицю МАС-адрес комп'ютерів, підключених до кожного порту. Коли фрейм прибуває у порт, комутатор порівнює інформацію про адресу, зазначену у фреймі, з тими даними, які є в таблиці МАС-адрес. Потім комутатор визначає, який порт слід використовувати для пересилання фрейму.

У поясненні роботи комутатора використано поняття MAC-адреси.

MAC-адреса (від англійського Medіa Access Control - управління доступом до носія) - це унікальний ідентифікатор, який зіставляють з різними типами устаткування для комп’ютерних мереж.

Після доставки фрейму в цільову локальну мережу МАС-адресу використовують для доставки фрейму до кінцевого вузла цієї локальної мережі. Більшість мережевих протоколів канального рівня використовують один з трьох просторів MAC-адрес, керованих ІEEE: MAC-48, EUІ-48 і EUІ-64. Адреси в кожному з просторів теоретично мають бути глобально унікальними. Не всі протоколи використовують MAC-адреси, і не всі протоколи, що використовують MAC-адреси, потребують подібної унікальності цих адрес.

Маршрутизатор (на відміну від комутатора, що сполучає сегменти мережі) - це пристрій, що сполучає мережі одну з одною. Комутатори використовують МАС-адреси для передачі кадру у межах однієї мережі. Маршрутизатори використовують ІP-адреси для передачі фреймів у інші мережі. У ролі маршрутизатора може виступати комп'ютер, на якому встановлено спеціальне програмне забезпечення. Крім цього, маршрутизатором може бути пристрій, спеціально створений для цієї мети виробниками мережевого устаткування. У маршрутизаторах є таблиці ІP-адрес, в яких вказано оптимальні маршрути до інших мереж.

Концентратор - це пристрій, який приймає дані на одному (будь-якому) порту, їх регенерує і відправляє на всі інші свої порти.

Таким чином, весь потік повідомлень (трафік) з пристрою, підключеного до концентратора, буде передано на інші пристрої, підключені до концентратора. За рахунок цього виникає велика кількість мережевого трафіку.

Мал. 3.8 Концентратор

Концентратори отримали таку назву через те, що вони служать центральною точкою з'єднання в локальній мережі.

Точка бездротового доступу - це пристрій для забезпечення бездротового доступ до мережі за допомогою радіохвиль.

Точка доступу має обмежений діапазон дії. Для забезпечення необхідної області дії бездротового доступу у великих мережах має бути кілька точок доступу.

Мал. 3.9 Wі-Fі роутер

Мережа без відповідних програмних засобів недієздатна так само, як комп'ютер без програмного забезпечення. [5,7]