Translate the following texts into English (create a table with its left column for the initial text and its right column for your translation):
3.1. Пряме кабельне з'єднання.
3.2. Зв'язок за допомогою кабелів.
3.3. Новітні технології зв'язку.
Мережі відрізняються способами передачі інформації між комп'ютерами, засобами для організації мережної взаємодії, методами керування мережею і її захисту від хакерів, а також іншими характеристиками.
Саме головне, чим відрізняються мережі різних типів, - це методами передачі мережних даних, тобто технологіями, що застосовуються для переносу інформації від одного комп'ютера до іншого. Це - основа основ, фундамент, на якому будуються всі інші технічні і програмні рішення, що застосовуються для створення мережі. Тому далі приведемо короткий огляд основних типів мереж, класифікуючи їх за технологіями передачі даних. У число розглянутих мережних технологій входять новомодні технічні рішення, що використовують як провідне середовище телефонні проводи і мережі електроживлення. Ці технології нині дуже активно впроваджуються в повсякденне життя.
3.1. Пряме кабельне з'єднання.
Самою найпершою мережею стало підключення комп'ютерів один до одного через порти СОМ і LPT, рознімання яких знаходяться на задній панелі будь-якого комп'ютера. До цих рознімань (комп'ютерних інтерфейсів) підключався так званий нуль-модемний кабель, у якому провідники були розпаяні особливим чином, що дозволяє комп'ютерам взаємодіяти один з одним, тобто передавати в обидва напрямки інформацію.
Однак швидкість роботи мережі через інтерфейси СОМ і LPT невелика, що не дозволяє використовувати такі з'єднання для роботи з високошвидкісним устаткуванням. Цього недоліку не мають кабельні з'єднання, реалізовані за допомогою нових комп'ютерних інтерфейсів, що йдуть на зміну LPT і СОМ, а саме, інтерфейсів USB і IEEE 1394 (називаний також кабелями FireWire - "вогняна мотузка") якими нині забезпечують всі сучасні типи материнських плат. USB дозволяють досягати швидкості до 5 Мбіт/сек, a IEEE 1394 - до 400 Мбіт/сек, що, робить їх досить перспективними засобами для організації мереж і підключення швидкісних периферійних пристроїв.
Більш того, інтерфейси USB і IEEE 1394 дозволяють створювати цілу мережу за допомогою спеціальних пристроїв, що концентрують кабелі USB і IEEE 1394 і які називають хабами (від англійського слова "hub") USB і IEEE 1394. Підключаючи до хабів периферійні пристрої і комп'ютери і зв'язуючи хаби один з одним кабелями USB і FireWire, можна створити цілу мережу, що дозволяє підключеним пристроям обмінюватися один з одним даними з високою швидкістю. І хоча в даний час не всі материнські плати оснащені убудованими інтерфейсами FireWire, майбутнє мереж USB і FireWire представляється блискучим. Поки ж ці мережі усе ще екзотика в силу їхньої дорожнечі. У кращому випадку, цей засіб для зв'язку двох комп'ютерів з метою обміну даними між ноутбуком і настільним PC.
3.2. Зв'язок за допомогою кабелів.
Нині більш популярні мережі, у яких комп'ютери зв'язані традиційним засобом, за допомогою кабелів, підключеним до мережних карт, або мережним адаптерам, що представляють собою звичайні плати розширень, оснащені коннекторами для приєднання мережних кабелів. Ці мережні карти і виконують обмін даними між комп'ютерами, користуючись мережними кабелями як середовище передачі даних.
Мережі Token Ring, запропоновані IBM у 1986 році, мають безліч переваг, урівноважених їх недоліками. До переваг можна віднести швидкість, надійність і гарну технічну підтримку фірмою IBM цих мереж, придатних для зв'язку як персональних, так і стаціонарних комп'ютерів. Серед недоліків - Token Ring набагато дорожче розроблених трохи пізніше мереж Ethernet, а також політика обмежувального ліцензування фірми IBM через яку технологія Token Ring не знайшла широкого визнання.
Кабельна система мереж Token Ring являє собою кільце, до якого підключені всі мережні комп'ютери (рис. 1). Для передачі інформації в мережі використовується механізм передачі маркера, тобто деякої порції даних, що неперервно переміщається по кільцю між мережними комп'ютерами. Щоб передати дані, робоча станція спочатку очікує надходження вільного маркера. Одержавши маркер, станція змінює статус маркера з вільного на завантажений (зайнятий) маркер. До маркера додається адреса призначення і власне передані дані після чого зайнятий маркер передається наступному комп'ютерові кільця. Кожна робоча станція мережі Token Ring працює як повторювач, одержуючи зайнятий маркер від попередньої робочої станції, регенеруючи його і передаючи наступній станції в кільці. Ця станція знову регенерує зайнятий маркер і передає його наступному комп'ютерові, і процес продовжується, поки зайнятий маркер не досягне адресата. Комп'ютер-одержувач витягає дані з маркера і посилає комп'ютерові-відправникові підтвердження про одержання даних. Одержавши підтвердження, комп'ютер-відправник генерує вільний маркер і передає його наступній робочої станції.
Рис. 1 - Мережа Token Ring з маркером, що переміщається по кільцю
Одночасно в кільці може існувати тільки один маркер, тому один з комп'ютерів кільця призначається активним монітором. У його функції входить відстеження таких виняткових ситуацій, як відсутність або ушкодження маркера, а також одночасна присутність декількох маркерів. Коли виникає така ситуація, активний монітор виправляє помилку, повертаючи мережу в нормальний робочий стан.
Мережі Token Ring описуються стандартом IEEE 802.5, і раніше по популярності вони поступалися тільки мережам Ethernet. Нині мережі Token Ring застосовуються досить рідко, головним чином, на підприємствах IBM, а також для з'єднання мереж з міні-комп'ютерами або мэйнфреймами фірми IBM.
Метод доступу до середовища передачі даних Ethernet був розроблений Бобом Меткалфом (Bob Metcalfe) у 1973 році і згодом дороблений фірмами DEC, Intel і Xerox (союз, відомий як DIX). Технологія Ethernet використовується при установці більшості нових мереж, оскільки мережі Ethernet - недорогі, продуктивні, легко розширювані і підтримуються практично усіма виробниками мережного устаткування. Вони стали стандартом, по якому оцінюють інші стандарти локальних мереж. По числу установок і продажів мережі Ethernet не мають рівних.
Технологія передачі даних у мережах Ethernet заснована на методі дозволу конфліктів при доступі до середовища передачі даних, звичайно називаному методом CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection - множинний доступ з виявленням несучої і визначенням конфліктів).
Виявлення несучої (Carrier Sense) означає, що кожен пристрій у мережі Ethernet постійно перевіряє наявність у кабельній системі сигналу передачі даних від одного комп'ютера іншому. Цей сигнал називається несучою, і в мережі Ethernet кожен мережний комп'ютер може визначити, коли ця несуча вільна, а коли зайнята.
Множинний доступ (Multiple Access) означає, що всі комп'ютери в мережі Ethernet абсолютно рівноправні, тобто не вимагають спеціального дозволу на передачу сигналу через кабельну систему. Крім того, множинність доступу означає, що в мережі Ethernet по лінії зв'язку одночасно може виконуватися тільки одне пересилання даних.
Визначення конфліктів (Collision Detection) дозволяє усунути наслідки одночасної передачі даних декількома пристроями мережі Ethernet.
Мережа Ethernet функціонує наступним чином: мережні комп'ютери прослухують мережний кабель на наявність у кабелі несучої і, якщо кабельна система вільна, комп'ютери виконують передачу даних. Але що ж робити, якщо? Найбільша проблема мереж Ethernet – це одночасна передача даних двома комп'ютерами, оскільки неможливо одночасно посилати через мережу величезну кількість інформації без усяких конфліктів. Метод CSMA/CD надає засоби, що дозволяють зменшити конфлікти пакетів за допомогою широкомовної передачі сигналу контролю несучої. Перед передачею даних кожен комп'ютер передає цей сигнал з метою визначення, чи не виконує широкомовну передачу яка-небудь інша робоча станція. Якщо такої передачі немає, сигнал оповіщає робочу станцію, що "усі вільно" і станція починає передачу пакета; у противному випадку даний комп'ютер чекає перед початком широкомовної передачі.
Метод CSMA/CD не відповідає за гарантовану передачу даних тільки одною робочою станцією; він відповідає тільки за те, що всі робочі станції будуть мовчати перед тим, як одна з них почне передачу. Якщо дві станції випадково почнуть передачу одночасно, метод CSMA/CD спробує уникнути повторення конфлікту за допомогою засобів визначення конфліктів.
Кабельні системи Ethernet досить різноманітні. В оригінальній специфікації Ethernet, що називається 10Base5, передбачалося використання 50-омного товстого коаксіального кабелю (подібного телевізійному), послідовно з'єднуючі комп'ютери один з одним і утворюючого як би єдину шину, без усяких кілець і самоперетинань. Пропускна здатність такого кабелю, тобто максимальний обсяг даних, що може бути переданий по кабелю за одиницю часу, у мережі 10Base5 складає 10 Мбіт/сек, а максимальна довжина кабелю - 500 метрів.
Проблеми, зв'язані з використанням товстого коаксіального кабелю (дорожнеча, складність прокладки), привели до створення специфікації 10Base2, у якій використовується більш тонкий і дешевий коаксіальний кабель марки RG-58. При цьому досягаються ті ж характеристики мережі, що й у 10Base5, але максимальна довжина кабелю складає 180 м. Специфікація 10Base2, називана також тонким Ethernet, все ще широко застосовується для комутації невеликих локальних мереж. На рис. 2 показано розведення кабелів 10Base2 для двох мережних карт Ethernet.
Заземлення
До
інших робочих
станцій
Т
Коннектор Кабель
RG-5S
Рис. 2 - Підключення мережних карт Ethernet до кабельного розведення 10Base2
Мережний кабель складається з окремих провідників, приєднаних до мережних карт комп'ютерів за допомогою BNC-коннекторів. Самі мережні карти Ethernet мають рознімання, до яких приєднуються Т- коннектори з трьома розніманнями для підключення мережної карти і двох BNC- коннекторів на кінцях кабелів. Крайні кінці кабелю терміновані за допомогою спеціальних заглушок (термінаторів), що представляють собою резистори в 50 Ом (торці термінаторів, як правило, маркірують написом "50 Ом").
В міру підвищення навантаження на кабель Ethernet збільшується число конфліктів, унаслідок чого знижується загальна пропускна здатність мережі. Для підвищення пропускної здатності мереж Ethernet створені три конкуруючі технології. Перша -FDE (Full Duplex Ethernet - повнодуплексний Ethernet), що подвоює пропускну здатність до 20 Мбіт/сек. Дві інші, 100Base і 10OVG-AnyLAN, застосовують у мережах із пропускною здатністю 100 Мбіт/сек. Усі ці технології дозволяють розширити пропускну здатність мережі при використанні вже існуючої кабельної системи.
Повнодуплексний Ethernet являє собою сучасну технологію збільшення пропускної здатності кабельної системи за межі 10 Мбіт/сек, доступну стандартної мережі Ethernet. Термін повнодуплексний означає, що комп'ютери мережі FDE на відміну від стандартної Ethernet можуть одночасно передавати і приймати дані, тобто не чекати один одного. Таким чином, теоретично пропускна здатність збільшується вдвічі (до 20 Мбіт/с). Підвищення швидкості передачі даних досягається просто одночасною передачею і прийомом даних. Таким чином, мережі FDE і 10Base Ethernet можуть співіснувати в рамках єдиної кабельної системи, однак для підтримки FDE необхідно модернізувати або замінити мережні карти, концентратори й інші активні компоненти мережі.
З двох конкуруючих технологій 100Base і 100VG-AnyLAN, що допускають швидкість передачі даних до 100 Мбіт/сек, технологія 100Base (її часто називають Fast Ethernet - швидка Ethernet) завоювала популярність на ринку раніш. Мережа 100Base зберегла зв'язок з технологією Ethernet і використовує метод доступу до середовища передачі даних CSMA/CD у сполученні з одним із двох методів передачі сигналів.
Існує кілька альтернативних високошвидкісних технологій Ethernet. Кожна у свій час пропонувалася як стандарт для локальних мереж персональних комп'ютерів. Спроби, однак, провалилися через високу вартість мережних карт і портів концентраторів. У результаті ці технології в основному використовуються в широкосмугових магістральних лініях передачі інформації. Технологія Gigabit Ethernet забезпечує смугу пропущення до 1 Гбіт/сек на коротких прогонах кабелю вита пара категорії 5. Спочатку технологія Gigabit Ethernet призначалася для широкосмугових магістральних ліній передачі інформації з використанням оптоволоконних кабелів. У принципі, ця технологія перебуває в стадії розвитку і для побудови офісної локальної мережі навряд чи підходить.
Технологія 100VG-AnyLAN забезпечує пропускну здатність 100 Мбіт/сек і описана в стандарті IEEE 802.12. Технологію 100VG-AnyLAN часто вважають розширеною версією Ethernet, однак насправді вона не має до Ethernet ніякого відношення. У неї замість методу доступу до середовища передачі даних CSMA/CD використовується метод пріоритетних запитів, концептуально близький методові, використовуваному в мережах Token Ring, хоча доступ до кабелю контролюється центральним контролером, а не маркером.
Свою назву технологія 100VG-AnyLAN одержала через швидкість передачі 100 Мбіт/сек, можливості роботи на кабелі вита пара з чотирма крученими парами категорії 3 (VG означає "Voice Grade" - мовний кабель) і підтримки як мереж Ethernet, так і Token Ring (звідси "AnyLan" - будь-яка мережа). Крім того, у мережах може використовуватися кабель вита пара із двома крученими парами категорії 5, кабель екранована вита пара або оптоволоконний кабель. Перевагою технології 100VG-AnyLAN є підтримка механізму пріоритетних запитів, що забезпечує присвоєння пріоритетів для критичних до часу передачі даних.
Технологія FDDI (Fiber Distributed Data Interface - розподілений інтерфейс передачі даних по оптоволоконним каналам) розроблена комітетом ANSI X3T9.5 і дозволяє створювати високошвидкісну мережу з маркерним доступом, що працює на оптоволоконном кабелі. В оригінальному варіанті технології FDDI передбачалося підтримка до 1000 клієнтів, зі швидкістю передачі даних 100 Мбіт/сек. Технологія FDDI підтримує фізично великі мережі. Робочі станції можуть розташовуватися на відстані 2 км друг від друга, а вся мережа може простиратися на відстань до 200 км.
Мережі FDDI забезпечують роботу додатків, для яких важлива тимчасова рівномірність виконання програми (наприклад, це важливо для мультимедійних програм, що відтворюють аудіо - і відео -інформацію в реальному масштабі часу). Захищеність оптоволоконного кабелю від перехоплення даних врівноважує чималі додаткові витрати на установку мережі FDDI.
Технологія CDDI (Copper Distributed Data Interface - розподілений інтерфейс передачі даних по мідних кабелях), ідентична FDDI, однак для передачі даних у CDDI використовується кабель вита пара. Використання CDDI у нових мережах малоймовірно.
Технологія ATM (Asynchronous Transfer Mode - асинхронний режим передачі) конкурує з FDDI у магістральних мережах передачі інформації з високою пропускною здатністю. Прийнято вважати, що ATM забезпечує швидкість передачі даних по оптоволоконному кабелю 155 Мбіт/сек. Однак устаткування ATM допускає широкий діапазон швидкостей передачі даних. Так, ATM підтримує канали зв'язку з пропускною здатністю 1 544 Мбіт/сек.
Мережі ATM можуть працювати з різними засобами передачі даних, включаючи оптоволоконні кабелі і виту пару. Дуже висока вартість адаптерів і концентраторів ATM обмежує її застосування мережними магістралями.