Тема 2. Сетевые компоненты

2.1. Передача сигналов

Для передачи по кабелю кодированных сигналов используют две технологии - немодулированную передачу и модулированную передачу.

2.1.1.Немодулированная передача

Немодулированные (baseband) системы передают данные в виде цифровых сигналов. Сигналы представляют собой дискретные электрические или световые импульсы. При таком способе вся емкость коммуникационного канала используется для передачи одного импульса, или, другими словами, цифровой сигнал использует всю полосу пропускания кабеля. Полоса пропускания - это разница между максимальной и минимальной частотой, которая может быть передана по кабелю.

Продвигаясь по кабелю, сигнал постепенно затухает и искажается. Чтобы избежать этого, в немодулированных системах используют повторители, которые усиливают сигнал и ретранслируют его в дополнительные сегменты, позволяя тем самым увеличить общую длину кабеля.

2.1.2. Модулированная передача

Модулированные, или широкополосные (broadband) , системы передают данные в виде аналогового сигнала, использующего некоторую полосу частот. Сигналы кодируются аналоговой (непрерывной) электромагнитной или световой волной.

Если полоса пропускания достаточна, то по одному кабелю одновременно могут вещать несколько систем (например, ведется трансляция кабельного телевидения и передача данных).

Каждой передающей системе выделяется часть полосы пропускания. Все устройства, связанные с данной системой (например, компьютеры), должны быть настроены на работу именно с выделенной частью полосы пропускания.

Если в немодулированных системах для восстановления сигнала используют повторители, то в модулированных - усилители (amplifiers) .

При модулированной передаче устройства имеют раздельные тракты для приема и отправки сигнала, поэтому и в среде передачи необходимо предусмотреть два пути для прохождения сигнала. Основные решения таковы :

разбить полосу пропускания на два канала, использующих разные полосы частот ; один канал предназначен для передачи сигналов, другой - для приема ;

использовать два кабеля ; один кабель предназначен для передачи сигналов, другой - для приема.

2.2. Сетевой кабель - физическая среда передачи

На практике в большинстве сетей применяются три основные группы кабелей :

коаксиальный кабель (coaxial cable)

витая пара (twisted pair)

неэкранированная (unshielded)

экранированная (shielded)

оптоволоконный кабель (fiber optic)

Рассмотрим каждый из этих типов.

2.2.1. Коаксиальный кабель

Коаксиальный кабель имеет два проводника с общей центральной осью. В центре такого кабеля проходит сплошной медный проводник или многожильный провод. Он заключен в пластиковый вспененный изолированный слой. Такой же изолирующий слой покрывает второй проводник - цилиндрическую оплетку, металлическую фольгу или то и другое. Оплетка предохраняет провод от электромагнитных помех. Ее часто называют экраном. Внешний слой такого кабеля образует жесткая пластмассовая оболочка, обеспечивающая защиту и изоляцию.

Характеристики коаксиальных кабелей

Стоимость - умеренная.

Исталляция - достаточно простая.

Полоса пропускания - типичная - 10 Мбит / с.

Количество узлов (компьютеров) в сегменте - 30 - 100.

Затухание электромагнитных сигналов - низкое (допустимое расстояние несколько километров).

Электромагнитные помехи (EMI) - подвержен электромагнитным помехам и перехвату сигнала.

Типы коаксиальных кабелей

Тонкий (thinnet) коаксиальный кабель - гибкий кабель диаметром около 0,5 см (0,25 дюйма). Он прост в применении и подходит практически для любого типа сети. Подключается непосредственно к плате сетевого адаптера компьютера. Способен передавать сигнал на расстояние до 185 м без его заметного искажения, вызванного затуханием.

Толстый (thicknet) коаксиальный кабель - относительно жесткий кабель с диаметром около 1 см (0,5 дюйма). Передает сигналы дальше, чем тонкий, - до 500 м.

Оборудование для подключения коаксиального кабеля

BNC- коннектор либо припаивается, либо обжимается на конце кабеля.

BNC T- коннектор соединяет сетевой кабель с сетевой платой компьютера.

BNC баррел - коннектор применяется для сращивания двух отрезков тонкого коаксиального кабеля.

BNC -терминатор устанавливается для поглощения блуждающих сигналов в сети с топологией « шина » .

Классы коаксиальных кабелей

Выбор того или иного класса коаксиальных кабелей зависит от места, где этот кабель будет прокладываться. Существуют два класса коаксиальных кабелей :

Поливинилхлоридные
Поливинилхлорид (PVC ) - это пластик, который применяется в качестве изолятора или внешней оболочки у большинства коаксиальных кабелей.

Пленумные - для прокладки в области пленума.
Пленум (plenum ) - это небольшое пространство между подвесным потолком и перекрытием, обычно его используют для вентиляции.

Резюме

Использование коаксиального кабеля рекомендуется, если требуется :

среда для передачи речи, видео и двоичных данных ;

передача данных на большие расстояния ;

знакомая технология с достаточно надежным уровнем защиты данных.

2.2.2. Кабель типа « витая пара »

Самая простая витая пара - это два перевитых вокруг друг друга изолированных медных провода. Существует два типа витой пары : неэкранированная витая пара (UTP) и экранированная витая пара (STP) .

Несколько витых пар проводов часто помещают в одну защитную оболочку. Их количество в таком кабеле может быть неодинаковым. Завивка проводов позволяет избавиться от электрических помех, наводимых соседними парами и другими внешними источниками, например двигателями, реле и трансформаторами.

Неэкранированная витая пара

Неэкранированная витая пара (спецификация 10BaseT) широко используется в ЛВС ; максимальная длина сегмента составляет 100 м.

Неэкранированная витая пара состоит из двух изолированных медных проводов.

Неэкранированная витая пара определена особым стандартом - Electronic Industries Association and the Telecommunications Industries Association (EIA/TIA) 568 Commercial Building Wiring Standard. EIA/TIA 568 , предлагая нормативные характеристики кабелей для различных случаев, гарантирует единообразие продукции. Эти стандарты включают пять категорий UTP .

Большинство телефонных систем использует неэкранированную витую пару.

Экранированная витая пара

Кабель экранированной витой пары (STP) имеет медную оплетку, которая обеспечивает более надежную защиту от помех, чем неэкранированная витая пара. Кроме того, пары проводов STP обмотаны фольгой. В результате экранированная витая пара хорошо защищает передаваемые данные от внешних помех.

STP , по сравнению с UTP , меньше подвержена воздействию электрических помех и может передавать данные с более высокой скоростью и на большие расстояния.

Для подключения витой пары к компьютеру используются телефонные коннекторы RJ-45 .

Витую пару целесообразно использовать, если требуется :

организовать ЛВС при незначительных материальных вложениях ;

организовать простую систему, в которой можно легко и быстро подключать компьютеры.

Витую пару лучше не использовать, если требуется обеспечить целостность данных, передаваемых на большие расстояния с высокой скоростью.

2.2.3. Оптоволоконный кабель

В оптоволоконном кабеле цифровые данные распространяются по оптическим волокнам в виде модулированных световых импульсов. Это относительно защищенный способ передачи, поскольку при нем не используются электрические сигналы. Следовательно, к оптоволоконному кабелю невозможно подключиться, чтобы перехватывать данные.

Оптическое волокно - чрезвычайно тонкий стеклянный цилиндр, называемый жилой (core) , покрытый слоем стекла, называемого оболочкой, с иным, чем у жилы, коэффициентом преломления. Иногда оптоволокно производят из пластика. Пластик проще в монтаже, но он передает световые импульсы на меньшие расстояния по сравнению со стеклянным оптоволокном.

Каждое оптоволокно передает сигналы только в одном направлении, поэтому кабель состоит из двух волокон с самостоятельными коннекторами. Одно из них служит для передачи, а другое - для приема. Жесткость кабеля увеличена покрытием из пластика, а прочность - волокнами из кевлара.

Оптоволоконные линии предназначены для передачи на большие расстояния больших объемов данных на высоких скоростях (100 Мбит / с), так как сигнал в них практически не затухает и не искажается.

Оптоволоконный кабель целесообразно использовать, если требуется передавать данные с очень высокой скоростью на большие расстояния по защищенной среде.

Оптоволоконный кабель лучше не использовать, если требуется :

построить сеть при ограниченных денежных средствах ;

дополнительная подготовка для правильной установки и корректного подключения оптоволоконных сетевых устройств.

2.3. Беспроводные сети

Словосочетание « беспроводная среда » может ввести в заблуждение, поскольку означает полное отсутствие проводов в сети. В большинстве случаев это не совсем так. Обычно беспроводные компоненты взаимодействуют с сетью, в которой - как среда передачи - используется кабель. Такая сеть со смешанными компонентами называется гибридной.

Идея беспроводной среды весьма привлекательна, так как ее компоненты :

обеспечивают временное подключение к кабельной сети ;

помогают организовать резервное копирование в кабельную сеть ;

гарантируют определенный уровень мобильности ;

позволяют снять ограничения на максимальную протяженность сети, накладываемые медными или даже оптоволоконными кабелями.

Трудность монтажа кабеля - фактор, который дает беспроводной среде неоспоримое преимущество. Она может оказаться особенно полезной в следующих ситуациях :

в помещениях с большим скоплением народа (например, в приемной) ;

для людей, у которых нет постоянного рабочего места (например, для врачей или медсестер) ;

в изолированных помещениях и зданиях ;

в помещениях, где планировка часто меняется ;

в строениях, где прокладывать кабель запрещено.

В зависимости от используемой технологии беспроводные сети можно разделить на три типа :

локальные вычислительные сети ;

расширенные локальные вычислительные сети ;

мобильные сети (переносные компьютеры).

Основные различия между этими типами сетей - параметры передачи. Локальные и расширенные ЛВС используют передатчики и приемники, принадлежащие той организации, в которой функционируют сеть. Для переносных компьютеров средой передачи служат общедоступные сети, например телефонная сеть или Интернет.

2.3.1. Локальные вычислительные сети

Типичная беспроводная сеть выглядит и функционирует практически так же, как кабельная, за исключением среды передачи. Беспроводной сетевой адаптер с трансивером установлен в каждом компьютере, и пользователи работают так, будто их компьютеры соединены кабелем.

Трансивер, называемый иногда точкой доступа (access point) , обеспечивает обмен сигналами между компьютерами с беспроводным подключением и кабельной сетью.

В беспроводных ЛВС используются небольшие настенные трансиверы. Они устанавливают радиоконтакт с переносными устройствами. Наличие этих трансиверов и не позволяет назвать такую сеть строго беспроводной.

Беспроводные локальные сети используют следующие способы передачи данных :

инфракрасное излучение ;

лазер ;

радиопередачу в узком диапазоне (одночастотная передача) ;

радиопередачу в рассеянном спектре ;

передача « точка-точка » .

Рассмотрим каждый из этих способов.

2.3.1.1. Инфракрасное излучение

Инфракрасные беспроводные сети используют для передачи данных инфракрасные лучи. Этот способ позволяет передавать сигналы с большой скоростью, поскольку инфракрасный свет имеет широкий диапазон частот. Инфракрасные сети способны нормально функционировать на скорости 10 Мбит / с.

Существует четыре типа инфракрасных сетей .

Сети прямой видимости.
В таких сетях передача возможна лишь в случае прямой видимости между передатчиком и приемником.

Сети на рассеянном инфракрасном излучении.
При этой технологии сигналы, отражаясь от стен и потолка, в конце концов достигают приемника. Эффективная область действия ограничена примерно 30 м, и скорость передачи невелика (из-за неравномерности сигнала).

Сети на отраженном инфракрасном излучении.
В этих сетях оптические трансиверы, расположенные рядом с компьютером, передают сигналы в определенное место, откуда они пересылаются соответствующему компьютеру.

Модулированные оптические сети.
Эти инфракрасные беспроводные сети соответствуют жестким требованиям мультимедийной среды и практически не уступают в скорости кабельным сетям.

Хотя скорость инфракрасных сетей и удобство их использования очень привлекательны, возникают трудности при передаче сигналов на расстояние более 30 м. К тому же такие сети подвержены помехам со стороны сильных источников света.

2.3.1.2. Лазер

Лазерная технология похожа на инфракрасную тем, что требует прямой видимости между передатчиком и приемником. Если по каким-либо причинам луч будет прерван, это прервет и передачу.

2.3.1.3. Радиопередача в узком диапазоне (одночастотная передача)

Этот способ напоминает вещание обыкновенной радиостанции. Пользователи настраивают передатчики и приемники на определенную частоту. При этом прямая видимость необязательна, площадь вещания составляет около 46500 м 2 . Однако, поскольку используется сигнал высокой частоты, он не проникает через металлические или железобетонные преграды.

Доступ к такому способу связи осуществляется через поставщика услуг, например Motorola. Связь относительно медленная (около 4,8 Мбит / с).

Радиопередача в рассеянном спектре

При этом способе сигналы передаются на нескольких частотах. Доступные частоты разделены на каналы. Адаптеры в течение заданного промежутка времени настроены на определенный канал, после чего переключаются на другой. Переключение всех компьютеров в сети происходит синхронно. Данный способ передачи обладает некоторой « встроенной » защитой »: чтобы подслушать передачу, необходимо знать алгоритм переключения каналов.

Если необходимо усилить защиту данных от несанкционированного доступа, применяют кодирование.

Скорость передачи в 250 Кбит / с относит данный способ к разряду самых медленных. Но есть сети, которые передают данные со скоростью до 2 Мбит / с на расстояние до 3,2 км - на открытом пространстве и до 120 м - внутри здания.

Это тот случай, когда технология позволяет получить по-настоящему беспроводную сеть. Например, два (или более) компьютера, оснащенные адаптерами Xircom CreditCard Netwave , с операционными системами типа Microsoft Windows 95 или Microsoft Windows NT могут без кабеля функционировать как одноранговая сеть. Можно также подключить такую беспроводную сеть к кабельной сети на основе Windows NT Server , добавив к одному из компьютеров Windows NT -сети устройство Netwave Access Point .

2.3.1.5. Передача « точка-точка »

Эта технология, основанная на последовательной беспроводной передаче данных, обеспечивает :

высокоскоростную и безошибочную передачу по радиоканалу « точка-точка »;

проникание сигнала через стены и перекрытия ;

скорость передачи от 1,2 до 38,4 Кбит / с на расстояние до 60 м - внутри здания и 530 м - в условиях прямой видимости.

Подобные системы позволяют передавать сигналы между компьютерами, между компьютерами и другими устройствами, например принтерами или сканерами штрих-кода.

Расширенные локальные сети

Некоторые типы беспроводных компонентов способны функционировать в расширенных ЛВС так же, как их аналоги - в кабельных сетях. Беспроводной мост, например, соединяет сети, находящиеся друг от друга на расстоянии до 5 км.

Компонент, называемый беспроводным мостом (wireless bridge) , помогает установить связь между зданиями без помощи кабеля. Мост AIRLAN/Bridge Plus , например, использует технологию радиопередачи в рассеянном спектре для создания магистрали, соединяющей две ЛВС. Расстояние между ними, в зависимости от условий, может достигать 5 км.

Если расстояние, которое преодолевает обычный беспроводной мост, недостаточно, можно установить мост дальнего действия. Для работы с сетями Ethernet и Token Ring на расстояние до 40 км он также использует технологию радиопередачи в рассеянном спектре.

2.3.3. Мобильные сети

В беспроводных мобильных сетях для переносных компьютеров в качестве среды передачи выступают телефонные сети и общедоступные службы. При этом используются :

пакетное радиосоединение ;

сотовые сети ;

микроволновые системы.

Такая форма связи удобна, но довольно медленна. Скорость передачи - от 8 Кбит / с до 33,6 Кбит / с. А если включена коррекция ошибок, скорость становится еще меньше.

Для подключения переносных компьютеров к основной сети применяют беспроводные адаптеры, которые используют технологию сотовой связи. Небольшие антенны, установленные на переносных компьютерах, связывают их с ретрансляторами. Спутники на низкой орбите также могут принимать их маломощный сигнал.

2.3.3.1. Пакетное радиосоединение

При пакетном радиосоединении данные разбиваются на пакеты, в которых содержится следующая информация : адрес источника, адрес приемника, информация для коррекции ошибок.

Пакеты передаются на спутник, который транслирует их в широковещательном режиме. Затем устройства с соответствующим адресом принимают эти пакеты.

2.3.3.2. Сотовые сети

Сотовые цифровые пакеты данных (Cellular Digital Packet Data, CDPD) используют ту же технологию, что и сотовые телефоны. Они передают данные по существующим для передачи речи сетям в те моменты, когда эти сети не заняты. Это очень быстрая технология связи с задержкой в доли секунды, что делает ее вполне приемлемой для передачи в реальном режиме времени.

Сотовые сети, как и другие беспроводные сети, должны быть подключены к кабельной сети

2.3.3.3. Микроволновые системы

Микроволновая технология помогает организовать связь между зданиями, расположенными на ограниченной территории, например в университетских городках.

Микроволновая технология - наиболее распространенный (на западе) способ передачи данных на большие расстояния. Он хорошо подходит при взаимодействии - в прямой видимости - двух точек, таких, как :

спутник и наземная станция ;

два здания ;

любые объекты, которые разделяет большое открытое пространство (например, водная поверхность или пустыня).

В микроволновую систему входят следующие компоненты.

Два радиотрансивера. Один для генерации сигналов (передающая станция), другой - для приема (приемная станция).

Две направленные антенны. Они нацелены друг на друга и часто устанавливаются на вышки, что позволяет устранить возможные физические препятствия на пути радиосигнала.

2.4. Платы сетевого адаптера

Платы сетевого адаптера выступают в качестве физического интерфейса между компьютером и средой передачи. Платы вставляются в слоты расширения всех сетевых компьютеров и серверов.

Чтобы обеспечить физическое соединение между компьютером и сетью, к соответствующему разъему или порту платы подключается сетевой кабель.

Назначение платы сетевого адаптера:

подготовка данных, поступающих от компьютера, к передаче по сетевому кабелю ;

передача данных другому компьютеру;

управление потоком данных между компьютером и кабелем.

Плата сетевого адаптера, кроме того, принимает данные из кабеля и переводит их в форму, понятную центральному процессору компьютера.

Плата сетевого адаптера состоит из аппаратной части и встроенных программ, записанных в ПЗУ.

2.4.1. Принцип работы сетевого адаптера

Плата сетевого адаптера принимает поток параллельных данных от компьютера и преобразовывает его в поток последовательных данных. Этот процесс завершается переводом цифровых данных компьютера в электрические и оптические сигналы, которые и передаются по сетевым кабелям. Отвечает за это преобразование трансивер (приемопередатчик).

Плата сетевого адаптера, помимо преобразования данных, должна указать свое местонахождение, или адрес, - чтобы ее могли отличить от остальных плат.

Сетевые адреса (network address) находятся в ведении комитета IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc) . Этот комитет закрепляет за каждым производителем плат сетевого адаптера некоторый интервал адресов. Затем каждый производитель записывает в ПЗУ платы ее уникальный сетевой адрес.

Перед тем как послать данные в сеть, плата сетевого адаптера проводит электронный диалог с принимающей платой, во время которого они « обговаривают »:

максимальный размер блока передаваемых данных ;

объем данных, передаваемых без подтверждения о получении ;

интервалы между передачами блоков данных ;

интервал, в течение которого необходимо послать подтверждение ;

объем данных, который может принять каждая плата без переполнения буфера ;

скорость передачи.

Если новой (более сложной и быстрой) плате приходится взаимодействовать со старой (медленной) платой, они должны найти общую для обеих скорость передачи.

Каждая плата оповещает другую о своих параметрах, принимая « чужие » параметры или подстраиваясь к ним. После того как все детали определены, платы начинают обмен данными.

2.4.2. Параметры настройки сетевого адаптера

Параметры платы сетевого адаптера должны быть корректно установлены, чтобы она правильно работала. В их число входят :

Номер прерывания (IRQ)
Линии запроса прерывания - это физические линии, по которым различные устройства могут отправить микропроцессору компьютера запрос на обслуживание. Линии запроса прерывания встроены в оборудование компьютера, они имеют различные уровни приоритетов, что позволяет процессору определить наиболее важный из запросов.
Посылая компьютеру запрос, плата сетевого адаптера организует прерывание - электрический сигнал, который направляется центральному процессору компьютера. В большинстве случаев платы сетевого адаптера используют прерывание IRQ3, IRQ5, IRQ10 или IRQ 11.

Базовый адрес порта ввода / вывода (base i/o port)
Определяет канал, по которому курсируют данные между платой сетевого адаптера и центральным процессором компьютера. Для центрального процессора порт выглядит как адрес.

Базовый адрес памяти (base address)
Указывает на ту область памяти компьютера (ОЗУ), которая используется платой сетевого адаптера в качестве буфера для входящих и исходящих кадров данных. Этот адрес называют также начальным адресом ОЗУ. Часто базовым адресом памяти у платы сетевого адаптера является D8000 .

Тип трансивера
Некоторые платы поставляются с внешним и встроенным трансивером. При настройке параметров платы необходимо указать тот трансивер, который будет использоваться.

Параметры платы сетевого адаптера устанавливаются в программном обеспечении, но они должны совпадать с установками, заданными на плате перемычками или DIP -переключателями.

Существует множество сетевых устройств, которые возможно использовать для создания, сегментирования и усовершенствования сети. Основными из них являются сетевые адаптеры, повторители, усилители, мосты, маршрутизаторы и шлюзы.

Сетевые адаптеры (карты), или NIC (Network Interface Card), являются теми устройствами, которые физически соединяет компьютер с сетью. Прежде чем выполнить такое соединение, надо правильно установить и настроить сетевой адаптер. Простота или сложность этой установки и настройки зависит от типа сетевого адаптера, который предполагается использовать. Для некоторых конфигураций достаточно просто вставить адаптер в подходящий слот материнской платы компьютера. Автоматически конфигурирующиеся адаптеры, а также адаптеры, отвечающие стандарту Plug and Play (Вставь и работай), автоматически производят свою настройку. Если сетевой адаптер не отвечает стандарту Plug and Play, требуется настроить его запрос на прерывание IRQ (Interrupt Request) и адрес ввода/вывода (Input/Output address). IRQ представляет собой логическую коммуникационную линию, которую устройство использует для связи с процессором. Адрес ввода/вывода - это трехзначное шестнадцатеричное число, которое идентифицирует коммуникационный канал между аппаратными устройствами и центральным процессором. Чтобы сетевой адаптер функционировал правильно, должны быть правильно настроены как IRQ, так и адрес ввода/вывода.

Повторители и усилители.

Сигнал при перемещении по сети ослабевает. Чтобы противодействовать этому ослаблению, можно использовать повторители и/или усилители, которые усиливают сигналы, проходящие через них по сети.

Повторители (repeater) используются в сетях с цифровым сигналом для борьбы с ослаблением сигнала. Повторители обеспечивают надежную передачу данных на большие расстояния, нежели обычно позволяет тип носителя. Когда повторитель получает ослабленный входящий сигнал, он очищает сигнал, увеличивает его мощность и посылает этот сигнал следующему сегменту,

Усилители (amplifier), хоть и имеют сходное назначение, используются для увеличения дальности передачи в сетях, использующих аналоговый сигнал. Аналоговые сигналы могут переносить как голос, так и данные одновременно - носитель делится на несколько каналов, так что разные частоты могут передаваться параллельно.

Концентратор (hub) представляет собой сетевое устройство, служащее в качестве центральной точки соединения в сетевой конфигурации “звезда” (star). Концентратор также может быть использован для соединения сетевых сегментов. Существуют три основных типа концентраторов: пассивные (passive), активные (active) и интеллектуальные (intelligent). Пассивные концентраторы, не требующие электроэнергии, действуют просто как физическая точка соединения, ничего не добавляя к проходящему сигналу. Активные концентраторы требуют энергии, которую они используют для восстановления и усиления сигнала, проходящего через них. Интеллектуальные концентраторы могут предоставлять такие сервисы, как переключение пакетов (packet switching) и перенаправление трафика (traffic routing).

Мост (bridge) представляет собой другое устройство, используемое для соединения сетевых сегментов. Мост функционирует в первую очередь как повторитель, он может получать данные из любого сегмента, однако он более разборчив в передаче этих сигналов, чем повторитель. Если получатель пакета находится в том же физическом сегменте, что и мост, то мост знает, что этот пакет достиг цели и, таким образом, больше не нужен. Однако, если получатель пакета находится в другом физическом сегменте, мост знает, что его надо переслать. Эта обработка помогает уменьшить загрузку сети. Например, сегмент не получает сообщений, не относящихся к нему.

Мосты могут соединять сегменты, которые используют разные типы носителей (кабелей). Они могут соединять сети с разными схемами доступа к носителю - например, сеть Ethernet и сеть Token Ring. Примером таких устройств являются мосты-трансляторы (translating bridge), которые осуществляют преобразование между различными методами доступа к носителю, позволяя связывать сети разных типов. Другой специальный тип моста, прозрачный, (transparent bridge) или интеллектуальный мост (learning bridge), периодически “изучает”, куда направлять получаемые им пакеты. Он делает это посредством непрерывного построения специальных таблиц, добавляя в них по мере необходимости новые элементы.

Возможным недостатком мостов является то, что они передают данные дольше, чем повторители, так как проверяют адрес сетевой карты получателя для каждого пакета. Они также сложнее в управлении и дороже, нежели повторители.

Добрый день, Друзья! Очень рад приветствовать вас на нашем обучающем Интернет-портале С Компьютером на “ТЫ”. В предыдущей статье мы с Вами начали разговор о том, самому в домашних условиях.

Чтобы связать вместе несколько компьютеров или гаджетов, необходимо понять, какие интерфейсы для связи у них уже есть (например, встроенные беспроводные модули или платы расширения), и какие устройства необходимо докупить (точки доступа или маршрутизатор).

Сегодня я предлагаю рассмотреть основные сетевые компоненты и устройства, которые могут нам пригодиться, при прокладке домашней локальной сети.

Оптимальный набор компонентов, необходимый для создания небольшой локальной сети:

• Сетевая карта (проводная или беспроводная);
• Сетевой кабель (в случае выбора проводной сети);
• Модем или роутер.

Выбор сетевого кабеля

1. . Внешне очень похож на телевизионный кабель, только имеет другие технические характеристики. Максимальная теоретическая скорость передачи данных – 10 Мбит/с. На сегодняшний день практически не используется.

2. . Наиболее распространённый тип кабеля на сегодняшний день. Обеспечивает высокую скорость передачи данных (до 1 Гбит/с) и более высокую витая паранадежность соединения. Получил широкое распространение за счёт низкой стоимости. Идеальное решение для домашней сети.

Обычно поставляется в комплекте с сетевым оборудованием. При покупке патч-корда, обращайте внимание на наличие заводской обжимки кабеля.Если заводских кабелей требуемой длины не удается найти, можно купить отдельно кабель и разъемы, отдать оптоволоконный кабельспециалистам в магазине, они сделают обжимку (работа стоит, примерно, 50 рублей). Максимальная длина кабеля витой пары – 115 метров.

3. . Наиболее надежное соединение, позволяющее достичь высоких скоростных характеристик (сотни и тысячи Гбит/с) с существенным увеличением дистанции между компонентами сети (сотни километров). Дорогое оборудование и кабель.

Выбор сетевой карты

• 1. Проводные варианты. Как правило являются встроенными элементами в современных компьютерах. Имеют низкую стоймость (порядка 150 рублей). Различаются скоростью обмена (100-мегабитные или гигабитные сетевые адаптеры).

Если Ваше устройство не оснащено встроенной сетевой картой, то можете выбрать один из следующих вариантов:

Сетевая карта расширения для шины PCI;

USB Ethernet-адаптер.

• 2. Беспроводные варианты. На сегодняшний день, практически, все мобильные устройства, ноутбуки, планшетные компьютеры оснащаются встроенными Wi-Fi адаптерами. Если в Вашем устройстве таковой отсутствует, то можете приобрести внешние беспроводные адаптеры.

USB вариант. Не больше флеш-накопителя. Недорогой.

PCI вариант карты расширения для ПЭВМ.

Выбор сетевых компонентов для коммутации устройств

• 1. Концентратор (хаб) – сетевое устройство, объединяющее несколько сетевых устройств в единую сеть. Принцип действия такого устройства прост: он копирует все полученные данные на все порты. Отсюда два больших минуса:

Если приходят данные сразу по нескольким портам, то возникает коллизия (сбой). Данные теряются.
Хаб передает данные всем устройствам, в независимости от назначения. Т.о. устройство загружает всю сеть.

При высокой нагрузке при обмене данными, сеть может перестать функционировать. В настоящее время практически не используются.

• 2. Коммутатор (свитч) – внешне похож на концентратор, но обладает интеллектуальной начинкой. Анализируя данные при передачи, отправляет их только тому устройству, которому предназначены данные. Более надежное и безопасное устройство, недорогое, и (в простом исполнении) не требует настроек.

• 3. Точка доступа – сетевое устройство для организации беспроводной сети. Простое устройство, без дополнительных функций (см. далее про беспроводные роутеры): состоящее из беспроводного модуля и сетевых разъемов для подключения к сети Ethernet.

• 4. Принт-сервер – это устройство, обеспечивающее сетевой доступ к принтеру, не оборудованному сетевыми интерфейсами. Очень удобно, если необходимо использовать принтер на всех компьютерах в сети.

Отметим сразу, что не все принтеры подходят. Т.к. некоторые струйные принтеры часть своих задач по обработке печатаемого документа “перекладывают на плечи” операционной системы. Т.о. эти, так называемые, GDI-принтеры не будут работать под управлением принт-сервера.

• 5. Маршрутизатор (роутер) – сетевое устройство, предназначенное для объединения двух сетей: локальной-домашней, которую мы строим, и внешней Интернет-сети, к которой подключен дом или квартира. Хаб и свитч подобными функциями не обладают.

Кроме этого, маршрутизатор обладает дополнительно функциями внешней защиты сети с помощью встроенного сетевого экрана (фаервола). Иногда бонусом является наличие дополнительного USB-порта для подключения USB-устройств в общую сеть.

• 6. Беспроводные роутеры (Интернет центры) – это устройства, предназначенное для создания сети любой архитектуры и представляющие собой объединение беспроводной точки доступа, маршрутизатора, сетевого коммутатора на несколько Ethernet-портов и межсетевого экрана (брандмауэра).

Как правило, именно эти устройства сегодня приобретаются пользователями для настройки домашней сети. Они стали доступнее. Как правило одно устройство дешевле, надежнее и занимает меньше места в квартире, чем набор устройств. С настройкой справится каждый. Но более подробно мы поговорим об этом в отдельной статье.

Итак Друзья, мы познакомились с основными компонентами сети и теперь знаем во отчею, что нам может пригодится. Впереди нас ждут еще вопросы настройки сетевых устройств и некоторые дополнительные моменты сетевого ликбеза.

Недокументированные и малоизвестные возможности Windows XP Клименко Роман Александрович

Сеть и сетевые компоненты

Сеть и сетевые компоненты

Отдельно хотелось бы сказать о параметрах реестра, относящихся к настройке сетевых компонентов операционной системы Windows. Их очень много, поэтому для описания всех параметров не хватит одной главы - для этого нужна целая книга. Здесь же будут рассмотрены наиболее интересные параметры, с помощью которых можно настроить различные возможности работы протоколов и стеков протоколов, а также отдельных сетевых служб.

Из книги Самоучитель UML автора Леоненков Александр

10.1. Компоненты Для представления физических сущностей в языке UML применяется специальный термин – компонент (component). Компонент реализует некоторый набор интерфейсов и служит для общего обозначения элементов физического представления модели. Для графического

Из книги Десять «горячих точек» в исследованиях по искусственному интеллекту автора Поспелов Дмитрий Александрович

9. Сетевые модели. Интеллектуальные системы, основанные на правилах (продукциях), принесли не только радость решения ряда важных задач, но и породили сомнения в том, что именно они призваны остаться основными моделями представления знаний в интеллектуальных системах.

Из книги Fedora 8 Руководство пользователя автора Колисниченко Денис Николаевич

7.8.5. Сетевые параметры Каталог /proc/sys/net содержит файлы, определяющие работу сети. /proc/sуs/net/core/message_burst - можно использовать для предотвращения Dos-атаки, когда система заваливается сообщениями. Определяет время в десятых долях секунды, которое необходимо для записи нового

Из книги Защити свой компьютер на 100% от вирусов и хакеров автора Бойцев Олег Михайлович

Сетевые черви Если средой распространения вирусов можно считать файловую систему операционной системы, то средой распространения червей является сеть. Сетевые черви для своего распространения могут использовать самые разнообразные из сетей/ сетевых технологий:?

Из книги Windows Vista. Мультимедийный курс автора Мединов Олег

Сетевые настройки Рассмотрим группу настроек Сеть и Интернет. Здесь есть две подгруппы – Просмотр состояния сети и задач и Настройка общего доступа к файлам. В обоих случаях запускается окно центра управления сетями и общим доступом. В Windows Vista все операции по

Из книги Советы по Delphi. Версия 1.0.6 автора Озеров Валентин

Из книги Основы AS/400 автора Солтис Фрэнк

Сетевые вычисления В компьютерной индустрии любят революции. В центре внимания постоянно находятся принципиально новые модели вычислений. Газеты, журналы, консультанты и эксперты до небес превозносят их достоинства и убеждают Вас немедленно применить их на деле. Но

Из книги Виртуальные машины [Несколько компьютеров в одном] автора Гультяев Алексей Константинович

Виртуальные сетевые компоненты Для формирования сетей с участием виртуальных машин VMware использует виртуальные сетевые компоненты. Некоторые из них устанавливаются непосредственно на хостовую ОС при установке VMware Workstation, другие - на гостевую ОС при создании ВМ, третьи

Из книги Основы объектно-ориентированного программирования автора Мейер Бертран

Компоненты Пример использует представление точки в двумерной графической системе: Рис. 7.1. Точка и ее координатыДля определения типа POINT как абстрактного типа данных потребуется четыре функции-запроса: x, y, ?, ?. (В текстах подпрограмм для двух последних функций будут

Из книги TCP/IP Архитектура, протоколы, реализация (включая IP версии 6 и IP Security) автора Фейт Сидни М

4.3 Сетевые технологии Все сетевые технологии можно разделить на четыре категории:1. Связи "точка-точка" в региональных сетях2. Локальные сети3. Службы доставки пакетов региональных сетей4. Службы коммутации ячеекДля каждой технологии необходим механизм,

Из книги О чём не пишут в книгах по Delphi автора Григорьев А. Б.

2.1.7. Сетевые экраны Сеть не только позволяет пересылать полезные данные, но и может служить путем проникновения вредоносных программ, несанкционированного доступа к данным и т. п. С этим, естественно, борются, и один из способов борьбы - сетевые экраны (они же брандмауэры,

Из книги Программирование на языке Ruby [Идеология языка, теория и практика применения] автора Фултон Хэл

18.2. Сетевые клиенты Иногда сервер пользуется хорошо известным протоколом - тогда нам надо лишь спроектировать клиента, который общается с сервером на понятном тому языке.В разделе 18.1 мы видели, что это можно сделать с помощью протоколов TCP или UDP. Но чаще применяются

Из книги Интернет – легко и просто! автора Александров Егор

Сетевые Большинство популярных современных компьютерных игр поддерживает возможность сетевой игры (так называемый multiplayer). Для организации подобного рода действа необходимо несколько компьютеров (как минимум два), объединенных в единую сеть. Сеть может быть локальной,

Из книги Интернет для ваших родителей автора Щербина Александр

Сетевые черви С развитием Интернета этот тип вирусов стал самым распространенным, и именно он представляет главную угрозу для пользователей Сети. Последние известнейшие эпидемии, в результате которых за считанные часы заразились миллионы компьютеров по всему миру,

Из книги Виртуальная библиотека Delphi автора

Сетевые игры Большое место в Интернете занимают различные игры. У меня есть знакомые, которые практически живут в этом виртуальном мире. Они проводят турниры, ездят на собрания в другие города или за границу, где могут встретиться лицом к лицу со своими партнерами, с

Из книги автора

Компоненты и VCL 1. Каковы ограничения на стандартные компоненты Delphi? Все компоненты, использующие TList для сохранения информации, имеют верхний предел 16368 единиц. Hапример, TTabControl может содержать до 16368 закладок и Delphi Component Palette может содержать до 16368 страниц. Многие из

4) Среды передачи данных

Наиболее распространенной средой передачи данных между компьютерами являются три основные группы кабелей:

коаксиальный кабель;

витая пара (неэкранированная и экранированная);

оптоволоконный кабель.

Коаксиальный кабель – недорогой, легкий, гибкий, удобный, безопасный и простой в установке. Существует два типа коаксиальных кабелей: тонкий (спецификация 10 Base2) и толстый (спецификация 10 Base5). Тонкий – гибкий, диаметр 0,64 см (0,25"). Прост в применении и подходит практически для любого типа сети.

Витая пара – это два перевитых изолированных медных провода. Несколько витых пар проводов часто помещают в одну защитную оболочку. Переплетение проводов позволяет избавиться от электрических помех, наводимых соседними проводами и другими внешними источниками. Преимущества витой пары – дешевизна, простота при подключении. Недостатки – нельзя использовать при передаче данных на большие расстояния с высокой скоростью.

В оптоволоконном кабеле цифровые данные распространяются по оптическим волокнам в виде световых импульсов. Это надежный способ передачи, так как электрические сигналы при этом не передаются. Следовательно, оптоволоконный кабель нельзя вскрыть и перехватить данные. Оптоволоконные линии предназначены для перемещения больших объемов данных на очень высоких скоростях. Расстояние - многие километры. Существенным недостатком этой технологии является дороговизна и сложность в установке и подключении.

Для передачи по кабелю кодированных сигналов используют две технологии – немодулированную и модулированную передачу.

Немодулированные системы передают данные в виде цифровых сигналов, которые представляют собой дискретные электрические или световые импульсы.

Модулированные системы передают данные в виде аналогового сигнала (электрического или светового), занимающего некоторую полосу частот.

Беспроводная среда не означает полное отсутствие проводов в сети. Беспроводная среда обеспечивает временное подключение к существующей кабельной сети, гарантирует определенный уровень мобильности и уменьшает ограничения на протяженность сети.

Существуют следующие типы беспроводных сетей: ЛВС, расширенные ЛВС и мобильные сети (переносные компьютеры). Основные различия между ними – параметры передачи.

Работа беспроводных ЛВС основана на четырех способах передачи данных: инфракрасном излучении, лазере, радиопередаче в узком диапазоне (одночастотной передаче), радиопередаче в рассеянном спектре.

5) Платы сетевого адаптера

Платы сетевого адаптера (СА) выступают в качестве физического интерфейса или соединителя между компьютером и сетевым кабелем.

Плата СА выполняет:

подготовку данных, поступающих от компьютера, к передаче по сетевому кабелю;

передачу данных другому компьютеру;

управление потоком данных между компьютером и кабельной системой;

прием данных из кабеля и перевод их в форму, понятную компьютеру.

Работа сети заключается в передаче данных от одного компьютера к другому. В этом процессе можно выделить следующие задачи:

распознавание данных;

разбиение данных на управляемые блоки;

добавление информации к каждому блоку о местонахождении данных и получателе;

добавление информации для синхронизации и проверки ошибок;

перемещение данных в сеть и отправка их по заданному адресу.

Последовательность этих задач строго регламентирована, чтобы передавать данные между сетевыми адаптерами разных производителей, при их выполнении строго выполняются определенные правила – протоколы. Существует два главных набора стандартных протоколов: эталонная модель OSI и ее модификация Project 802.

6) Сетевое оборудование

Кроме минимально необходимого оборудования: среды передачи и плат сетевого адаптера, при построении сетей может использоваться дополнительно оборудование, состав которого определяется конкретной топологией сети.

Терминаторы – это резисторы номиналом 50 Ом, которые производят затухание сигнала на концах сегмента сети.

Концентраторы (Hub) – это центральные устройства кабельной системы или сети физической топологии «звезда», которые при получении пакета на один из своих портов пересылает его на все остальные.

Повторители (Repeater) - устройства сети, усиливает и заново формирует форму входящего аналогового сигнала сети на расстояние другого сегмента.

Коммутаторы (Switch) - управляемые программным обеспечением центральные устройства кабельной системы, сокращающие сетевой трафик за счет того, что пришедший пакет анализируется для выяснения адреса его получателя и соответственно передается только ему.

Маршрутизаторы (Router) – стандартные устройства сети, работающие на сетевом уровне и позволяющее переадресовывать и маршрутизировать пакеты из одной сети в другую, а также фильтровать широковещательные сообщения.

Мосты (Bridge) – устройства сети, которое соединяют два отдельных сегмента, ограниченных своей физической длиной, и передают трафик между ними.

Шлюзы (Gateway) – программно-аппаратные комплексы, соединяющие разнородные сети или сетевые устройства. Шлюзы позволяет различать протоколы или системы адресации.

Мультиплексоры – это устройства центрального офиса, которое поддерживают несколько сотен цифровых абонентских линий.

Межсетевые экраны (firewall, брандмауэры) – это сетевые устройства, реализующие контроль за поступающей в сеть и выходящей из нее информацией и обеспечивающие защиту локальной сети посредством фильтрации информации.