1.4.3. Технические средства вычислительной сети.

Для соединения компьютеров между собой используют средства коммутации: витую пару, коаксиальные кабели, оптоволоконные линии, радиоканалы. Наиболее дешевым видом соединения компьютеров в сеть является витое проводное соединение или соединение витой парой. По витой паре можно передавать информацию со скоростями до 10 Мбит/сек. Скорость передачи информации падает в зависимости от длины проводов. Длина провода (расстояние между компьютерами сети) не может превышать 1 км (при скорости передачи 1 Мбит/сек). Преимуществом «витой пары» является низкая цена и простота установки. Основным недостатком – плохая защита линии связи от помех. Для повышения помехозащищенности используют экранированную витую пару, то есть витую пару помещенную в экранирующую оболочку. Но это увеличивает цену линии связи и при наличии достаточного финансирования лучше использовать вместо витой пары коаксиальный кабель.

Коаксиальный кабель хорошо защищен от помех и может применяться для связи на большие расстояния (до нескольких километров). Средняя скорость передачи информации в коаксиальном кабеле от 1 до 10 Мбит/сек, но может достигать и больших величин, порядка 50 Мбит/сек.

Широкополосный коаксиальный кабель позволяет достигнуть скоростей передачи информации до 500 Мбит/сек. При передаче информации на расстояние более 1,5 км требуется включать в линию связи дополнительный усилитель (повторитель). При этом длина линии связи может увеличиваться до 10 км.

Ethernet-кабель также является коаксиальным кабелем. Максимальное расстояние без повторителя не превышает 500 м, а общее расстояние сети Ethernet – 3000 м. Используется для создания сетей с магистральной топологией. Этот кабель имеет большую стоимость чем обычный коаксиальный кабель.

Более дешевым вариантом построения сети является вариант с использованием Cheapernet-кабеля (тонкий Ethernet). Скорость передачи информации до 10 Мбит/сек. Длина линии связи без повторителей до 300 м. Общее расстояние между компьютерами сети с использованием Chapernet-кабеля около 1000 м.

Наиболее дорогими являются линии связи на основе оптопроводников (стекловолоконные или оптоволоконные кабели). Скорость передачи информации в них может достигать нескольких гигабит в секунду. Допустимое расстояние между компьютерами более 50 км. Оптоволоконные линии связи практически не подвержены влиянию помех. Несанкционированный доступ к информации, передаваемой по оптоволоконным линиям связи крайне затруднен, так как техника ответвлений в оптоволоконных кабелях очень сложна. Именно эти обстоятельства делают оптоволокно наиболее перспективным носителем информации, несмотря на значительные затраты, требуемые на его прокладку.

Для подключения компьютера к сети требуется специальное устройство, которое называется сетевым адаптером или сетевым интерфейсом, сетевым модулем, сетевой картой. Данное устройство размещается в корпусе компьютера на материнской плате. К сетевому адаптеру подключается витая пара или коаксиальный кабель, а к ним другие компьютеры сети.

Для удаленного доступа к сети по телефонным каналам связи требуется модем – устройство преобразующее информацию к виду, необходимому для передачи по телефонным линиям связи и обратно к виду, требуемому компьютеру. Также модем позволяет организовать режим автодозвона и установления соединения между компьютерами по телефонным каналам.

Для объединения компьютеров в сеть и соединения нескольких фрагментов сети с топологией типа звезда используют концентраторы (Hub или «хаб»). В зависимости от числа рабочих станций и длины кабеля между рабочими станциями применяют активные или пассивные концентраторы. Активные концентраторы дополнительно содержат усилитель для подключения от 4 до 16 рабочих станций. Пассивный концентратор является исключительно разветвительным устройством (максимум на три рабочие станции).

Любая крупная компьютерная сеть, как правило, делится на сегменты, поскольку такое деление способствует повышению производительности работы в сети. Поскольку каждый информационный пакет должен содержать адресную часть, а при большом количестве адресов количество бит информации, необходимое для кодирования адреса увеличивается, то снижается общая скорость передачи полезной информации. Однако после сегментации рабочие станции лишаются непосредственной возможности доступа к сетевым ресурсам других сегментов и для организации такого доступа необходимо использовать специальные устройства - мосты и маршрутизаторы.

Маршрутизатор применяется для физического объединения нескольких сегментов сети в один логический сегмент. Через маршрутизаторы происходит передача информации из одного сегмента сети в другой. Маршрутизаторы реализуют алгоритм построения списков адресов, принадлежащих их локальным сегментам, чтобы «выбирать» из информационного потока только «свои» пакеты информации. Стоимость маршрутизаторов относительно высока, поскольку для их работы требуется наличие мощного процессора, способного быстро обработать большие информационные потоки.

Не все сетевые протоколы передачи данных поддерживают возможность маршрутизации. В таких случаях используют мосты. Мост передает либо все пакеты данных вне зависимости от их сетевых адресов (прозрачная маршрутизация), либо основываясь на списке заранее установленных сетевых адресов (целевая маршрутизация).