3.2. Оборудование и поддержка сетей

3.2.1. Сетевое оборудование

Сетевое оборудование — устройства, необходимые для работы компьютерной сети, например, сетевая карта, коммутатор, концентратор, патч-панель, кабели, разъемы.

Обычно сетевое оборудование разделяют на активное и пассивное.

Активное сетевое оборудование (АСО)

Это оборудование, которое имеет некоторые «интеллектуальная» функции, т.е. может как то изменять, обрабатывать сигнал. Например сетевая карта, маршрутизатор, коммутатор (свитч) являются активным сетевым оборудованием.

Пассивное сетевое оборудование

Под пассивным сетевым оборудованием подразумевается оборудование, не обрабатывающее сигнал. Например, кабель (например, коаксиальный или витая пара (UTP/STP)), вилка/розетка (RJ45), повторитель (репитер), концентратор (хаб, Hub) не являются активным оборудованием, так как просто повторяют электрический сигнал для увеличения расстояния передачи соединения или для топологического разветвления.

Повторитель (Repeater) – это устройство имеет один входной сигнальный порт и один выходной. Он принимает слабый сигнал, усиливает его, улучшает его форму и передает дальше в сеть. Применяется для увеличения длины линии между соседними компьютерами. Очевидно, что с обеих его сторон (вход/ выход) должны быть использованы одинаковые протоколы, методы доступа и пакеты. Но повторитель может быть использован для перемещения сигнала из одной среды в другую, например, из кабеля – в радиоканал или наоборот.

Концентратор (Hub) – практически это – многопортовый повторитель, имеющий с одной из сторон несколько портов, с другой – один порт. Выполняют задачу коммутации портов, например, с одного входного порта коммутирует сигнал на один из выходных портов, или наоборот – с одного из входных портов передают сигнал на единственный выходной порт. Разделяются на два класса – пассивные, которые выполняют только задачу коммутации, и активные концентраторы, которые еще и усиливают, регенерируют сигнал, иногда применяются для сопряжения уровней сигнала в различных участках сети. Обычно имеют 8 – 12 портов.

Мост (Bridge) имеет еще дополнительные функции, поскольку в его состав обычно входит несложный процессор и буферная память. Он имеет возможность разделить сеть на части, чтобы изолировать области повышенного трафика, или данные с ошибками. Мост передает данные из одной части сети в другую, только если это необходимо. Для этого мост контролирует пакеты, анализируя, в частности, адреса отправителей и назначения и накапливая эту информацию в специальной таблице маршрутов. Когда таблица готова – мост принимает решение о дальнейшей пересылке пакета:

• если адрес назначения находится в том же сегменте сети что и адрес отправителя, то пакет не выходит за пределы сегмента;

• если адреса в разных сегментах, пакет отправляется в соответствующий сегмент сети;

• если адрес новый – то он добавляется в таблицу маршрутов, а пакет рассылается по всем портам.

Таким образом, мост уменьшает бесполезный трафик. Мосты применяются в больших компьютерных сетях на предприятиях. Они разделяют сеть на группы (например, по числу отделов предприятия), таким образом, сеть структурируется и экономится трафик. Аналогично можно соединить несколько небольших сетей, которые разделены физически, т.е. удалены друг от друга. Мосты на обоих концах связываются друг с другом с помощью синхронных модемов по выделенной телефонной линии.

Маршрутизатор (другое название коммутатор, Router) используется в более сложных сетях, он имеет дополнительные функции. Маршрутизатор может:

• направлять пакеты по различным путям, в зависимости от их загруженности в данный момент;

• обмениваться информацией с другими маршрутизаторами для выработки оптимального маршрута;

• контролировать ошибки при передаче, не пропускать пакеты с ошибками;

• кроме таблиц маршрутов, накапливает информацию по всем сегментам сети, затратах по каждому маршруту;

• используя свой микропроцессор, решает задачу оптимизации маршрута и безопасности;

• поддерживает множество маршрутов, в том числе, резервных, которые используются в случае необходимости.

Функции мостов и маршрутизаторов сращиваются. В последнее время даже появился новый термин – мост-маршрутизатор (bridge-router, brouter). Такое устройство объединяет преимущества обоих устройств.

Шлюз (Gateway) выполняет все перечисленные функции и кроме этого – выполняет преобразование протоколов и полос пропускания. Это мощный преобразователь для создания связей между совершенно разными сетями, с разными архитектурами и типами протоколов, способами сжатия и передачи данных.

Сетевая плата (адаптер, карта) NIC – это устройство сопряжения между отдельным компьютером и кабельной системой сети. Задачи сетевой карты:

• идентификация компьютера в сети;

• буферизация данных;

• преобразование данных из параллельного кода - в последовательный и обратное;

• управление доступом;

• генерация электрических сигналов для сети;

• физический контакт с кабелем.