7. Аппаратное обеспечение сетей

Протяженность сети, расстояние между станциями, в первую очередь определяются физическими характеристиками передающей среды (коакси­ального кабеля, витой пары и т.д.). При передаче данных в любой среде про­исходит затухание сигнала, что и приводит к ограничению расстояния. Уста­новив специальный усилитель или повторитель сигналов, можно значительно расширить сеть. Такими устройствами являются повторители, мосты и ком­мутаторы. Часть сети, в которую не входит устройство расширения, принято называть сегментом сети.

Для физического соединения компьютеров используется набор технических устройств, который может включать: а) соединительные разъемы для механического подключения различных устройств через соответствующие порты, б) модемы (МОДулятор / Демодулятор - устройство для обмена информацией с другими компьютерами через телефонную сеть, по конструктивному исполнению модемы бывают встроенными - вставляе­мыми в системный блок компьютера - или внешними - подключаемыми че­рез коммуникационный порт. Модемы отличаются друг от друга максималь­ной скоростью передачи данных, а также тем, поддерживают ли они средства

24

исправления ошибок) и другие преобразующие устройства, обеспечивающие аналогово-цифровые преобразования, в) оборудование, предназначенное для передачи электрических сигналов (коммутаторы, хабы и др.)

Для соединения устройств сети используется следующее аппаратное обеспечение:

1) соединительные компоненты:

- Сетевые кабели (коаксиальные - состоящие из двух изолированных меж­ду собой концентрических проводников, внешний из которых имеет вид трубки; оптоволоконные; витая пара - кабели, образованные двумя пере­плетёнными друг с другом проводами, и др.).

-Коннекторы (соединители) для подключения кабелей к компьютеру и разъёмы для соединения отрезков кабеля.

-Сетевые интерфейсные адаптеры (сетевой интерфейс, модуль, карта) -устройство сопряжения для подключения одного компьютера к другому, обеспечивающее приём и передачу данных. В соответствии с определён­ным протоколом управляют доступом к среде передачи данных. Разме­щаются в системных блоках компьютеров, подключенных к сети, и вставляются в свободное гнездо материнской платы. К разъёмам адапте­ров подключается сетевой кабель.

2) коммуникационное оборудование, обеспечивающее объединение компью­теров и организацию локальных сетей:

- Трансиверы повышают уровень качества передачи данных по кабелю, от­вечают за приём сигналов из сети и обнаружение конфликтов.

- Повторитель (repeater) - устройство, позволяющее расширить сеть за счет подключения дополнительных сегментов кабеля, а также ретранслирует (усиливает) сигналы, передаваемые по кабелю при его большой длине. Выполняет свои функции на физическом уровне.

- Хаб (hub, концентратор проводов) расширяет топологические, функцио­нальные и скоростные возможности компьютерных сетей. Хаб с набором разнотипных портов позволяет объединять сегменты сетей с различными кабельными системами. К порту хаба можно подключать как отдельный узел сети, так и другой хаб или сегмент кабеля.

-Коммутатор (switch) - устройство для соединения сетей или сегментов, поддерживающее множественную адресацию для своих портов. Коммутатор контролирует и управляет сетевым трафиком, анализируя

25

адреса назначения каждого пакета. Коммутатор знает, какие устройства соединены с его портами, и направляет пакеты только на необходимые порты. Это дает возможность одновременно работать с несколькими портами, расширяя тем самым полосу пропускания. Таким образом, коммутация уменьшает количество лишнего трафика, который возникает, когда одна и та же информация передается всем портам. Если концентраторы расширяют сеть, увеличивая число портов, то коммутаторы разбивают сеть на небольшие менее перегруженные сегменты.

-Мост (bridge) - аппаратно-программный блок, который обеспечивает со­единение нескольких однородных локальных сетей, либо нескольких сег­ментов ЛС, имеющих различные протоколы передачи данных. Передаёт данные между сетями в пакетном виде, не производя в них никаких изменений. Выполняет свои функции на канальном уровне.

-Маршрутизатор (router) объединяет более эффективно, чем мост сети одного или разного типа, использующие общий протокол или одну сетевую ОС. Он позволяет, например, расщеплять большие сообщения на более мелкие фрагменты, обеспечивая тем самым взаимодействие локальных сетей с разным размером пакета. Маршрутизатор может пересылать пакеты на конкретный адрес (мосты только отфильтровывают ненужные пакеты), выбирать лучший путь для прохождения пакета и многое другое. Чем сложней и больше сеть, тем больше выгода от использования маршрутизаторов. Выполняет свои функции на сетевом

уровне.

-Мостовой маршрутизатор (brouter) - гибрид моста и маршрутизатора, который сначала пытается выполнить маршрутизацию, где это только возможно, а затем, в случае неудачи, переходит в режим моста.

- Шлюз (gateway) - совокупность аппаратно-программных средств, которая обеспечивает передачу данных между несовместимыми сетями или при­ложениями в рамках одной сети. Межсетевые шлюзы согласуют различ­ные протоколы передачи данных, несогласованные скорости передачи. Поступившее в шлюз сообщение от одной сети преобразуется в другое сообщение, соответствующее требованиям следующей сети. Таким образом, шлюзы не просто соединяют сети, а позволяют им работать как единая сеть. С помощью шлюзов также локальные сети подсоединяются к

26

мэйнфреймам - универсальным мощным компьютерам. Выполняет свои функции на уровнях выше сетевого.

Для ЛВС используются различные типы кабелей, а также радиоволно­вые, инфракрасные и оптические каналы.

Особенности ЛВС:

1. Т.к. линии передачи данных в ЛВС невелики, информацию можно пере­давать в цифровом виде.

2. В ЛВС практически нет помех, а потому передаваемая информация не имеет ошибок.

3. В ЛВС могут входить разнообразные и независимые устройства: боль­шие и малые компьютеры, терминалы и терминальные станции, различ­ное периферийное оборудование, накопители на магнитных лентах и дисках, а также специализированные средства (регистрирующие и копи­рующие устройства, графопостроители, устройства связи с объектами и т.п.).

4. Простота изменения конфигурации сети и среды передачи,

5. Низкая стоимость сети передачи данных по сравнению со стоимостью подключаемых устройств.

Главная отличительная особенность ЛВС - наличие единого для всех абонентов высокоскоростного канала связи, способного передавать как циф­ровые данные, так и речевую, текстовую и даже видеоинформацию, что по­зволяет, например, объединить многие формы учрежденческой связи в рам­ках одной сети.