Intermediary Devices – Промежуточные устройства

Соединив два компьютера между собой посредством провода, у нас не остается места для третьего. Конечно, для третьего и даже четвертого компьютеров можно добавить дополнительные сетевые карты (сетевые адаптеры) в каждый компьютер, но это не решит вопрос о надежном подключении ста компьютеров сеть, или даже тысячи компьютеров.

Компонент сети Intermediary Devices или Промежуточные устройства, это такие устройства, которые объединяют конечные устройства в локальные (или глобальные) сети передачи данных.

К промежуточным устройствам относятся:

- повторители(repeaters), хабы (hubs);

- свитчи (switches, коммутаторы);

- роутеры (routers, маршрутизаторы);

- модемы (modems), беспроводные точки доступа (Wireless Access Point);

- файерволы (firewalls, брендмауеры).

Главное отличие у промежуточных устройств от конечных устройств заключается в том, что оно (промежуточное устройство) не инициализирует передачу данных, то есть не начинает первым отправку сообщений другим устройствам.

Еще одна оговорка: хоть маршрутизаторы обмениваются информацией (таблицами маршрутизации) между собой, цель этого процесса – поддержание актуальных сведений для обработки пакетов от конечных устройств, то есть они служат конечным устройствам.

Services and Processes – Сервисы (сетевые услуги) и процессы

Наряду с физическими устройствами важными компонентами компьютерной сети являются программные средства, сервисы и программные процессы.

Services and Processes или Сервисы и Процессы, это специальные сетевые программы, работающие на сетевых устройствах.

Сервисы

Ниже перечислю примеры популярных сервисов.

Когда мы заходим на веб-сайт, мы (точнее, наш браузер) сначала отправляем запрос на веб-сервер, где хранятся файлы запрашиваемого сайта, и уже специальный сервис (программный HTTP-сервер) обрабатывает запрос и отправляет к нам назад файл веб-страницы, которую (веб-страницу) мы и видим в браузере.

Еще популярный пример, это e-mail или электронная почта. Даже для того, чтобы проверить почту, наш почтовый клиент отправляет запрос к сервису MAIL-серверу, а он уже отвечает на запрос сообщением об имеющихся новых письмах.

Процессы

Процессы, в отличие от сервисов для нас невидимы, но они (процессы) гораздо более значимы для нас и нашей сети. Именно процессы функционирует и днем и ночью на маршрутизаторах, коммутаторах, беспроводных точках доступа и прочем сетевом оборудовании.

Постоянно функционирующие программы (или процессы) обрабатывают все наши посланные запросы к серверам, следят за сохранностью переданной информации, обеспечивают сетевую безопасность и многое другое, без чего функционирование сети невозможно.

Рассмотрим более подробно работу промежуточных устройств с иллюстрацией на стеке протоколов OSI.

Повторитель. Концентратор.

Длина физической среды варьируется в зависимости от используемой технологии. Например, для коаксиального кабеля соответствующего технологии «Толстый Ethernet» максимальная длина сегмента 500 метров, для коаксиального кабеля «Тонкий Ethernet» - 185 метров, для кабеля витой пары – 100 метров, многомодовое оптоволокно – до 500 – 2000 метров (в зависимости от технологии), одномодовое оптоволокно – до 50 километров, Bluetooth или блютуc – до 200 метров, Wi-Fi – до 300 метров, с 29 июля 2011 года IEEE выпустил стандарт IEEE 802.22 (Super Wi-Fi) – в радиусе до 100 км, WiMAX – до 80 км, GSM – от 400 м до 50 км.

Само собой напрашивается вопрос – а что если требуется соединить устройства, которые находятся на расстоянии, превышающее возможности физической среды (например, максимальная длина сегмента реализованного на витой паре 100 метров, а нам требуется 200)?

В такой ситуации нам на помощь приходит устройство – репитер (повторитель, repeater). Из его название становится ясно, что он повторяет полученный сигнал. Другими словами, там, где сигнал уже почти становится не распознаваемым (лучше до такого состоянии не доводить, будет куча ошибок, уменьшится скорость, стабильность и т.д.), туда устанавливается повторитель. В него поступает затухающий сигнал, репитер его распознаёт и отправляет в первоначальном виде дальше. Таким образом, длина увеличивается на необходимое нам расстояние.

Под повторителем подразумевается устройство с одним входом и одним выходом, позволяя соединить два сетевых устройства (например, две сетевые карты, установленные на компьютерах). Но прогресс не стоит на месте и нам уже требуется соединить несколько компьютеров в локальную сеть. Для этих целей воспользуемся концентратором, или как его еще называют хабом (hub). По принципу работы концентратор можно безошибочно назвать многопортовым повторителем. Работает он следующим образом: как только на один порт приходит сигнал, концентратор распознаёт сигнал и передаёт его на все активные порты. Каждый подключенный компьютер получает этот сигнал, распознаёт его до канального уровня модели OSI, и проверяет, предназначались ли эти данные ему (если не ему, то отбрасывает эти данные), и т.д.

На данный момент концентраторы совсем не популярны (хотя и до сих пор используются), т.к. существуют проблемы связанные именно с ними.

Во первых, если на два (и больше) порта хаба придет одновременно какой-либо сигнал, то произойдет столкновение этих сигналов, они смешаются друг с другом и восстановить информацию станет не возможным. В маленьких сетях это будет происходить редко, а вот с постепенным увеличением числа компьютеров будут увеличиться и столкновения.

Процесс столкновения сигналов называется коллизией.

Во вторых, из-за того, что полученный сигнал распространяется на все порты, злоумышленник может подключиться к локальной сети и начать собирать всю получаемую информацию с концентратора.

Репитер и концентратор работают на одном и том же уровне, поэтому касательно сетевой модели OSI они изображаются одинаково. Для удобства представлений сетевых устройств будем их отображать между нашими компьютерами.

Репитер и концентратор устройства первого (физического) уровня. Они принимают сигнал, распознают его, и пересылают сигнал далее во все активные порты.