Rețele de calculatoare de la A la Z: tehnologie Ethernet și switch-uri. LAN Ethernet

Local Rețea Ethernet.

Ethernet este inițial o tehnologie de coliziune bazată pe o magistrală comună la care computerele se conectează și „luptă” între ele pentru dreptul de a transmite un pachet. Protocolul principal este CSMA/CD (Carrier Sensitivity Multiple Access and Collision Detection). Faptul este că, dacă două stații încep să transmită simultan, atunci apare o situație de coliziune, iar rețeaua „așteaptă” ceva timp până când procesele tranzitorii „se stabilesc” și „tăcerea” revine. Există o altă metodă de acces - CSMA/CA (Collision Avoidance) - aceeași, dar cu excepția coliziunilor. Această metodă este utilizată în tehnologie wireless Radio Ethernet sau Apple Local Talk - înainte de a trimite orice pachet în rețea, rulează un anunț că acum va avea loc o transmisie, iar stațiile nu mai încearcă să o inițieze.

Ethernet poate fi half duplex (Half Duplex), pentru toate mediile de transmisie; sursa și receptorul „vorbesc pe rând” (tehnologia clasică de coliziune) și full duplex (Full Duplex), când două perechi de receptor și transmițător de pe dispozitive vorbesc simultan. Acest mecanism funcționează doar pe cabluri torsadate (o pereche pentru transmitere, o pereche pentru recepție) și fibre optice (o pereche pentru transmitere, o pereche pentru recepție).

Ethernet variază în ceea ce privește vitezele și metodele de codificare pentru diferite medii fizice, precum și în tipurile de pachete (Ethernet II, 802.3, RAW, 802.2 (LLC), SNAP).

Ethernet variază ca viteză: 10 Mbit/s, 100 Mbit/s, 1000 Mbit/s (1 Gbit/s). Deoarece standardul Gigabit Ethernet pentru categoria 5e de perechi răsucite a fost ratificat de mult timp, se poate spune că orice rețea Ethernet poate folosi fibră pereche răsucită, monomod (SMF) sau multimod (MMF). În funcție de aceasta, există diferite specificații:

· 10 Mbps Ethernet: 10Base-T, 10Base-FL (10Base-2 și 10Base-5 există pentru cablu coaxial și nu mai sunt utilizate);

· 100 Mbit/s Ethernet: 100Base-TX, 100Base-FX, 100Base-T4, 100Base-T2;

· Gigabit Ethernet: 1000Base-LX, 1000Base-SX (optic) și 1000Base-TX (pereche răsucită).

Există două opțiuni pentru implementarea Ethernet pe cablu coaxial, numite Ethernet „subțire” și „gros” (Ethernet pe cablu subțire de 0,2" și Ethernet pe cablu gros de 0,4").

Ethernet subțire folosește cablu RG-58A/V (diametru de 0,2 inchi). Pentru o rețea mică, se folosește un cablu cu o rezistență de 50 ohmi. Un cablu coaxial este așezat de la computer la computer. Fiecare computer este lăsat cu o cantitate mică de cablu în cazul în care poate fi mutat. Lungimea segmentului este de 185 m, numărul de calculatoare conectate la magistrală este de până la 30.

După conectarea tuturor secțiunilor de cablu cu conectori BNC (Bayonel-Neill-Concelnan) la conectorii T (numele se datorează formei conectorului, similar cu litera „T”), veți obține un singur segment de cablu. Terminatoarele („prizele”) sunt instalate la ambele capete. Terminatorul este structural un conector BNC (se potrivește și pe conectorul T) cu o rezistență lipită. Valoarea acestei rezistențe trebuie să corespundă impedanței caracteristice a cablului, adică. Ethernet necesită terminatoare cu o rezistență de 50 ohmi.

Ethernet gros– o rețea pe un cablu coaxial gros cu un diametru de 0,4 inci și o impedanță caracteristică de 50 Ohmi. Lungimea maximă a segmentului de cablu este de 500 m.

Dirijarea cablului în sine este aproape aceeași pentru toate tipurile de cablu coaxial.

Pentru a conecta un computer la un cablu gros, a apelat un dispozitiv suplimentar transceiver. Transceiver-ul este conectat direct la cablul de rețea. De la acesta la computer există un cablu transceiver special, a cărui lungime maximă este de 50 m La ambele capete există conectori DIX cu 15 pini (Digital, Intel și Xerox). Un conector este utilizat pentru a se conecta la transceiver, iar celălalt conector este utilizat pentru a se conecta la placa de rețea a computerului.

Transceiverele elimină necesitatea de a rula cabluri către fiecare computer. Distanța de la computer la cablul de rețea este determinată de lungimea cablului transceiver.

Crearea unei rețele folosind un transceiver este foarte convenabilă. Poate „trece” cablul oriunde. Această procedură simplă durează puțin timp, iar conexiunea rezultată este foarte fiabilă.

Cablul nu este tăiat în bucăți, poate fi așezat fără să vă faceți griji cu privire la locația exactă a computerelor, iar apoi transceiver-urile pot fi instalate în locurile potrivite. Transceiverele sunt de obicei montate pe pereți, ceea ce este prevăzut de designul lor.

Dacă este necesar să acoperiți o zonă mai mare cu o rețea locală decât permit sistemele de cablu în cauză, se folosesc dispozitive suplimentare - repetoare(repetoare). Repeatorul are un design cu 2 porturi, de ex. poate combina 2 segmente de 185 m Segmentul este conectat la repetitor printr-un conector T. Un segment este conectat la un capăt al conectorului T, iar un terminator este plasat la celălalt.

Nu pot exista mai mult de patru repetoare într-o rețea. Acest lucru vă permite să obțineți o rețea cu o lungime maximă de 925 m.

Există repetoare cu 4 porturi pentru conectarea a 4 segmente simultan.

Lungimea segmentului pentru Ethernet pe un cablu gros este de 500 m până la 100 de stații pot fi conectate la un segment. Cu cabluri transceiver de până la 50 m lungime, Ethernetul gros poate acoperi o zonă mult mai mare cu un singur segment decât Ethernetul subțire. Aceste repetoare au conectori DIX și pot fi conectate prin transceiver fie la capătul segmentului, fie în orice alt loc.

Repetoarele combinate sunt foarte convenabile, de exemplu. potrivit atât pentru cabluri subțiri, cât și pentru cabluri groase. Fiecare port are o pereche de conectori: DIX și BNC, dar nu pot fi utilizați în același timp. Dacă este necesară combinarea segmentelor pe diferite cabluri, atunci segmentul subțire este conectat la conectorul BNC al unui port repetitor, iar cel gros este conectat la conectorul DIX al altui port.

Repetoarele sunt foarte utile, dar nu ar trebui să abuzați de ele, deoarece duc la o încetinire a rețelei.

Ethernet pe pereche torsadată. O pereche răsucită este două fire izolate răsucite împreună. Ethernet folosește un cablu cu 8 fire format din patru perechi răsucite. Pentru a proteja împotriva influențelor mediului, cablul are un strat izolator extern.

Nodul principal pe un cablu de pereche răsucită este un hub (în traducere se numește o unitate, un hub sau pur și simplu un hub). Fiecare computer trebuie să fie conectat la el folosind propriul său segment de cablu. Lungimea fiecărui segment nu trebuie să depășească 100 m Conectorii RJ-45 sunt instalați la capetele segmentelor de cablu. Un conector conectează cablul la hub, celălalt se conectează la placa de rețea. Conectorii RJ-45 sunt foarte compacti, au o carcasă din plastic și opt plăcuțe miniaturale.

Hub- dispozitivul central într-o rețea de perechi răsucite, performanțele sale depind de el. Ar trebui să fie amplasat într-un loc ușor accesibil, astfel încât să puteți conecta cu ușurință cablul și să monitorizați indicația portului. Hub-urile sunt disponibile cu numere diferite de porturi - 8, 12, 16 sau 24. În consecință, același număr de computere pot fi conectate la ele.

Tehnologie Fast Ethernet IEEE 802.3U. Tehnologia Fast Ethernet a fost standardizată de comitetul IEEE 802.3. Noul standard se numește IEEE 802.3U. Viteza de transfer de informații este de 100 Mbit/s. Fast Ethernet este organizat pe pereche răsucită sau fibră optică.

Într-o rețea Fast Ethernet, sunt organizate mai multe domenii de conflict, dar cu luarea în considerare obligatorie a clasei repetitoare utilizate în domenii.

Repetoarele Fast Ethernet (IEEE 802.3U) vin în două clase și diferă prin latența de microsecunde. În consecință, într-un segment (logic) pot exista până la două repetoare de clasa 2 și un repetor de clasa 1. Pentru Ethernet (IEEE 802.3), rețeaua respectă regula 5-4-3-2-1.

Regula 5-4-3-2-1 afirmă: între oricare două stații de lucru nu trebuie să existe mai mult de 5 segmente fizice, 4 repetoare (hub-uri), 3 segmente fizice „populate”, 2 legături inter-repetoare „populate” (IRL) și toate acestea ar trebui să reprezinte un domeniu de coliziune ( 25,6 μs). Din punct de vedere fizic, multe fire ies din hub, dar logic este toate un segment Ethernet și un domeniu de coliziune, în legătură cu care orice defecțiune a unei stații afectează funcționarea altora. Deoarece toate stațiile sunt forțate să „asculte” pachetele altor persoane, coliziunea are loc în întregul hub (de fapt, un semnal Jam este trimis către alte porturi, dar acest lucru nu schimbă esența problemei). Prin urmare, deși hub-ul este cel mai aparat ieftinși se pare că rezolvă toate problemele clientului, nu este recomandat să folosiți această tehnică, mai ales în fața cerințelor în continuă creștere a resurselor de rețea și să treceți la rețelele comutate. O rețea de 20 de computere pe repetoare de 100 Mbps poate fi mai lentă decât o rețea de 20 de computere pe un comutator de 10 Mbps. Dacă anterior se considera „normal” să existe până la 30 de computere într-un segment, atunci în rețelele de astăzi chiar și trei stații de lucru pot încărca întregul segment.

Tehnologia Gigabit Ethernet. Următorul pas în dezvoltarea tehnologiei Ethernet este dezvoltarea standardului IEEE-802.32. Acest standard oferă o viteză de schimb de informații între stațiile din rețeaua locală de 1 Gbit/s. Dispozitivele Gigabit Ethernet conectează segmente de rețea cu Fast Ethernet la viteze de 100 Mbps. Sunt utilizate plăci de rețea de 1 Gbps, precum și o serie de dispozitive de rețea, cum ar fi comutatoare și routere. O rețea Gigabit Ethernet utilizează gestionarea traficului, controlul congestiei și calitatea serviciului (QOS). Standardul Gigabit Ethernet este unul dintre rivalii serioși ai tehnologiei ATM care se dezvoltă astăzi.

Tehnologii ATM.

Rețeaua de bancomate are o topologie în stea. O rețea ATM este construită pe baza unuia sau mai multor comutatoare, care sunt parte integrantă a acestei structuri de comunicații.

Vitezele mari de transmisie și ratele de eroare extrem de scăzute ale sistemelor de fibră optică evidențiază provocarea creării de sisteme de comutare de înaltă performanță bazate pe standardele ATM.

Cel mai simplu exemplu de astfel de rețea este un singur comutator care oferă comutare de pachete și de date și mai multe dispozitive finale.

ATM este o metodă de transfer de informații între dispozitive dintr-o rețea în pachete mici, cu lungime fixă, numite celule. Fixarea dimensiunilor celulelor are o serie de avantaje semnificative în comparație cu pachetele cu lungime variabilă:

În primul rând, celulele cu lungime fixă necesită o procesare minimă în timpul operațiunilor de rutare în comutatoare. Acest lucru face posibilă simplificarea proiectelor de circuite ale comutatoarelor cât mai mult posibil la viteze mari de comutare;

În al doilea rând, toate tipurile de procesare celulară în comparație cu procesarea pachetelor cu lungime variabilă sunt mult mai simple, deoarece nu este nevoie să se calculeze lungimea celulei;

În al treilea rând, în cazul pachetelor de lungime variabilă, transmiterea unui pachet de date lung ar putea provoca o întârziere în livrarea pachetelor de vorbire sau video către linie, ceea ce ar duce la distorsiunea acestora. Modelul ATM are o structură pe patru niveluri. Există mai multe niveluri:

Ø utilizator (User Layer) - include niveluri incepand de la retea si superioare (TPX/SPX sau TCP/IP);

Ø adaptare (ATM Adaptation Layer - AAL);

Ø ATM (ATM Layer);

Ø fizic (Physical Layer).

Stratul de utilizator asigură crearea unui mesaj care trebuie transmis în rețeaua ATM și convertit în consecință. Stratul de adaptare (AAL) oferă acces la aplicația utilizatorului la dispozitivele de comutare ATM. Acest strat generează celule ATM standard și le transmite stratului ATM pentru procesare ulterioară.

Stratul fizic asigură transmiterea celulelor printr-o varietate de medii de comutare. Acest nivel constă din două subnivele - subnivelul de conversie a transmisiei, care implementează diferite protocoale de transmisie prin linii fizice, și un subnivel de adaptare la mediul de transmisie.

Dispozitivele finale ATM - rețele care se conectează la comutatoare printr-o interfață numită UNI - interfață utilizator la rețea. UNI poate fi o interfață între o stație de lucru, PC, PBX, router sau orice altă „cutie neagră” și un comutator ATM.

Rețea de internet

World wide web Wide Web- WWW), o rețea de calculatoare de resurse de informații prin care utilizatorul se poate deplasa folosind conexiuni de la un document la altul. Informațiile de pe World Wide Web sunt distribuite computerelor din întreaga lume. World Wide Web este adesea denumit pur și simplu „Web”.

Web-ul a devenit o resursă de informare foarte populară de când a devenit posibilă prezentarea imaginilor și a altor produse multimedia pe Internet. rețea mondială computere, în 1993. Web-ul oferă un loc în care companiile, instituțiile și persoanele fizice pot afișa informații despre produsele, programele, cercetările sau viețile lor. Rețeaua a devenit un forum pentru multe grupuri și o piață pentru multe companii. Muzeele, bibliotecile, agențiile guvernamentale și școlile consideră că Web-ul este o invenție valoroasă și transportă informații într-o gamă largă de formate.

Ca toate rețelele de calculatoare, Web-ul conectează două tipuri de computere - clienți și servere - folosind set standard reguli (protocol) pentru comunicarea între calculatoare. Computerul server conține resurse de informații care sunt conținute în rețea, iar utilizatorii rețelei folosesc computere client pentru a accesa resursele. O rețea de calculatoare poate fi o rețea publică - cum ar fi Internetul la nivel mondial - sau o rețea privată, cum ar fi un intranet al companiei. Web-ul face parte din Internet. Internetul include și alte instrumente de comunicare computer-la-computer, cum ar fi Telnet, File Transfer Protocol și Gopher, dar Web-ul a devenit rapid cea mai utilizată parte a Internetului. Diferă de alte părți ale Internetului prin regulile pe care computerele le folosesc pentru a comunica între ele și prin disponibilitatea altor informații decât text. Este mult mai dificil să te ocupi de imagini sau alte fișiere multimedia folosind alte metode decât cele folosite pe Web.

Furnizarea unui computer client cu capacitatea de a afișa pagini de rețea cu imagini și alte medii a devenit posibilă după introducerea unui produs software special numit browser (din limba engleză Browse - view). Fiecare document de pe Web conține informații codificate despre ceea ce este pe pagină, cum ar trebui să fie vizualizată pagina și la ce alte site-uri (noduri de informații) este legat documentul. Programul de vizualizare de pe computerul utilizatorului citește aceste informații și le folosește pentru a afișa pagina pe ecranul utilizatorului. Aproape fiecare pagină Web sau document Web include legături, numite hyperlinkuri, către alte site-uri. Hyperlinkurile sunt o caracteristică definitorie a Web-ului — ele permit utilizatorilor să călătorească între documente Web fără a le urma comandă specială sau ierarhie.

Când utilizatorii doresc să acceseze Web-ul, folosesc browser-ul Web de pe computerul lor client pentru a se conecta la computerul server Web. Calculatoarele client se conectează la rețea într-unul din două moduri. Clienții cu acces permis se conectează fie direct la Rețea printr-un router (hardware special care determină cea mai bună modalitate de conectare a clientului și serverului), fie printr-o rețea locală conectată direct la Rețea. Clienții cu acces la distanță se conectează la rețea printr-un modem, dispozitiv hardware, care traduce informațiile de la un computer în semnale care pot fi transmise prin linii telefonice. Unele modemuri trimit semnale prin canale de televiziune prin cablu sau linii telefonice speciale de mare capacitate, cum ar fi o rețea digitală cu servicii integrate (ISDN - Integrated Services Digital Network) sau prin ASDL - Asymmetric Digital Subscriber Loop.

Serverele Web conțin documente Web și instrumente asociate acestora. Pot fi computere personale obișnuite, puternice calculatoare universale sau ceva la mijloc. Clientul poate fi orice tip de computer. Web-ul și toate formatele de Internet utilizează un protocol numit TCP/IP. Cu toate acestea, fiecare parte a Internetului - Web, sistemul Gopher sau FTP - folosește sisteme ușor diferite pentru transferul fișierelor între clienți și servere.

Adresa documentului Web ajută computerul utilizatorului să găsească și să se conecteze la serverul care conține pagina dorită. Adresa unei pagini de rețea se numește URL (Uniform Resource Locator).

Un URL este un cod compus care spune browserului client trei lucruri:

Ø reguli (protocol) pe care utilizatorul trebuie sa le foloseasca pentru a accesa site-ul;

Ø adresa de internet, care identifica in mod unic serverul;

Ø locatie in interior Sistemul de fișiere serverul acestui element.

Un exemplu de adresă URL este http://encarta.msn.com.

Prima parte a adresei URL, http://, indică faptul că site-ul se află pe World Wide Web. Majoritatea browserelor sunt, de asemenea, capabile să redea formate de fișiere din alte părți ale Internetului, cum ar fi Gopher și FTP. Alte formate de Internet folosesc coduri diferite pentru prima parte a adresei URL - de exemplu, sistemul Gopher folosește prefixul gopher://, iar FTP folosește ftp://.

Următoarea parte a adresei URL, encarta.msn.com, oferă numele sau adresa unică de Internet a serverului pe care este stocat site-ul.

Unele adrese URL specifică anumite directoare sau fișiere, cum ar fi http://encarta.msn.com/explore/default.asp-explore este numele directorului în care se află fișierul default.asp.

Web-ul conține informații în multe forme, inclusiv text, imagini graficeși orice tip de fișier media digital, inclusiv video și fișiere de sunet. Unele elemente ale paginilor web sunt de fapt programe mici cu drepturi proprii. Aceste obiecte, numite applet-uri (din aplicație mică, alt nume pentru un program de calculator), urmează un set specific de comenzi.

Appleturile permit utilizatorilor să ruleze jocuri pe Web, să caute baze de date, să efectueze experimente științifice virtuale și multe alte acțiuni.

Codurile care spun browserului de pe computerul unui utilizator cum să afișeze un document Web urmează un set de reguli numit HyperText Markup Language.

Fiecare document de pe Web este scris în text simplu, iar comenzile care spun computerului utilizatorului cum să reprezinte documentul sunt conținute în documentul în sine, codificate folosind caractere speciale, numite etichete HTML. Browserul știe să interpreteze etichetele HTML, astfel încât documentul să apară pe ecranul utilizatorului exact așa cum a intenționat designerul de documente (numit și web-designer).

Pe lângă HTML, unele tipuri de obiecte de pe Web folosesc propria codificare. Appleturile, de exemplu, sunt mini-programe care sunt scrise în limbaje de programare precum Visual Basicși Java.

Comunicațiile client-server, URL-urile și HTML permit nodurilor de informații (site-uri, gazde) să includă hyperlinkuri pe care utilizatorii le pot folosi pentru a călători „prin” Web. Hyperlinkurile sunt adesea expresii din textul unui document Web care leagă la un alt document Web, complet cu adresa URL a acestuia, atunci când utilizatorul face clic pe acea expresie. Browserul utilizatorului distinge de obicei între hyperlinkuri și text simplu prin marcarea hyperlinkurilor cu culori diferite sau subliniere. Hyperlinkurile permit utilizatorilor să navigheze între paginile împrăștiate pe Web fără o anumită ordine. Această metodă de accesare a informațiilor se numește acces asociativ, iar oamenii de știință spun că este similară modului în care creierul uman accesează informațiile stocate. Hyperlinkurile fac referirea informațiilor pe Web mai rapidă și mai ușoară decât utilizarea documentelor tipărite tradiționale.

Chiar dacă World Wide Web este doar o parte a Internetului, rapoartele au arătat că mai mult de 75% din utilizarea Internetului este pe Web. Această pondere este probabil să crească în viitor.

Unul dintre cele mai remarcabile aspecte ale World Wide Web sunt utilizatorii săi. Ei sunt o secțiune transversală a societății. Printre utilizatori se numără studenții care trebuie să găsească materiale pe o anumită temă, medici care au nevoie de informații despre cele mai recente cercetări medicale și solicitanții de facultate care cercetează campusurile universitare sau chiar completează cereri de ajutor financiar online. Alți utilizatori includ investitori care ar putea fi interesați de istoria de afaceri a unei companii publice și evaluează datele despre diverse fonduri publice și deschise. Toate aceste informații sunt ușor disponibile pe Internet. Utilizatorii pot găsi adesea diagrame financiare despre activitățile unei companii care arată informații în mai multe moduri diferite.

Călătorii care caută o posibilă călătorie pot face tururi virtuale, pot vedea orarele și tarifele companiilor aeriene și chiar pot rezerva un zbor online. Multe destinații - inclusiv parcuri, orașe, hoteluri - au propriile lor site-uri web cu ghiduri și hărți locale. Companii mari– furnizorii de mărfuri au și noduri de informare unde clienții pot urmări procesul de expediere, pot afla unde se află bunurile lor sau când vor fi livrate.

Agențiile guvernamentale au centre de informare unde trimit instrucțiuni, proceduri, fișe informative și formulare fiscale. Mulți oficiali au propriile lor site-uri web, unde își exprimă opiniile, își listează propriile realizări etc. Rețeaua conține și directoare adrese postale, e-mail și numere de telefon.

Utilizatorii de internet pot vizita site-urile marilor librării, magazinelor de îmbrăcăminte și alte bunuri. Multe ziare centrale au ediții electronice speciale care sunt publicate mai des decât zilnic. Reviste electronice din aproape fiecare ramură a științei sunt acum online. Majoritatea muzeelor oferă utilizatorului un tur virtual al exponatelor și clădirilor lor. Aceste organizații și instituții folosesc de obicei site-uri web pentru a completa părțile non-electronice ale activităților lor. Unii câștigă venituri suplimentare vânzând spațiu pentru a publica reclame pe site-urile lor.

World Wide Web a fost dezvoltat de fizicianul și informaticianul britanic Timothy Berners-Lee ca proiect de cercetare pentru Centrul European de Energie Nucleară (CERN, acum Laboratorul European de Fizică a Particulelor) din Geneva, Elveția. Bernes-Lee a fost primul care a lucrat cu hipertextul la începutul anilor 1980. Rețeaua creată de el a început să funcționeze la CERN în 1989, apoi s-a răspândit rapid în universitățile din restul lumii, cu ajutorul oamenilor de știință nucleari. Grupuri de la Centrul Național de Aplicații de Supercomputing de la Universitatea din Illinois au cercetat și dezvoltat tehnologia Web. Ei au fost primii care au dezvoltat un browser numit Mosaic în 1993.

Pentru utilizator, Rețeaua este atractivă deoarece are o interfață grafică cu utilizatorul (GUI), o metodă de afișare a informațiilor și de gestionare a imaginilor. Metodele de stocare a informațiilor pe Web sunt asociative, de recuperare a documentelor folosind link-uri hipertext și sunt numite site-uri Web cu adrese URL care oferă tranzitie lina către restul internetului. Acest lucru asigură accesul liber la informații între diferitele părți ale Web-ului.

Așadar, de la sfârșitul anilor 1960 până la începutul anilor 1990, Internetul a fost un instrument de comunicare și cercetare folosit aproape exclusiv în scopuri academice și militare. Această situație s-a schimbat radical odată cu introducerea World Wide Web (numit și WWW, sau W3) în 1989.

WWW este un set de programe, standarde și protocoale cu ajutorul cărora fișierele multimedia (documente care pot conține text, fotografii, grafice, video și sunet) sunt create și afișate pe Internet.

Internetul include WWW și include, de asemenea, hardware-ul (calculatoare, supercomputere și comunicații) și software și protocoale non-WWW pe care rulează WWW. Diferența dintre Internet și WWW este similară cu diferența dintre un computer și un program multimedia care rulează pe computer. Creșterea popularității internetului în anii 1990 se datorează cel mai probabil utilizării intensive a graficii pe World Wide Web.

Pentru a accesa informații de pe Internet, un utilizator trebuie mai întâi să se conecteze la rețea sau să se conecteze la computerul gazdă din rețeaua utilizatorului. Odată stabilită conexiunea, utilizatorul poate solicita informații de la serverul de la distanță. Dacă informațiile solicitate de utilizator se află pe unul dintre computerele de pe LAN, aceste informații vor fi găsite rapid și trimise către terminalul utilizatorului.

Dacă informațiile solicitate de utilizator se află pe
server care nu aparține rețelei LAN, atunci rețeaua LAN este conectată
alte rețele până când se conectează la
rețeaua care conține serverul necesar.

În procesul de conectare la alte rețele, computerul gazdă de pe LAN poate avea nevoie să contacteze un router, un dispozitiv care determină cea mai bună cale de conectare între rețele și ajută rețelele să facă conexiuni.

Odată ce computerul utilizatorului se conectează la serverul care conține informațiile necesare, serverul trimite informațiile utilizatorului sub forma unui fișier. Un program special de calculator apelează un browser, care permite utilizatorului să vizualizeze fișierul. Exemple browsere de internet sunt Mosaic, Mozilla, Netscape și Internet Explorer. Majoritate Fișiere de internet- documentele multimedia, adică textul, grafica, fotografiile, materialele audio și video pot fi combinate într-un singur document. Documentele non-media nu au nevoie de browsere. Procesul de căutare și transfer al unui fișier de la un server la distanță la terminalul utilizatorului se numește descărcare.

Unul dintre motivele puterii Internetului este utilizarea de către acesta a conceptului de hipertext. Termenul de hipertext este folosit pentru a descrie un sistem conectat de documente în care utilizatorul poate trece de la un document la altul într-o manieră neliniară, asociativă.

Un fișier multimedia de pe Internet se numește document hipermedia.

Accesul la Internet se poate realiza prin două categorii largi: acces direct (dedicat) și acces la distanță (prin modem). Cu acces dedicat, computerul este conectat direct la Internet printr-un router sau un computer care face parte dintr-o rețea conectată la Internet. Cu acces dial-up, computerul se conectează la Internet printr-o conexiune temporară, de obicei prin linie telefonică folosind un modem, un dispozitiv care convertește semnalele electrice de la un computer în semnale care pot fi transmise prin liniile telefonice tradiționale.

Toate datele transmise prin Internet sunt împărțite în blocuri mici de informații numite pachete, fiecare dintre acestea fiind marcat cu un număr unic indicând locul său în fluxul de date dintre computere. Când diferitele pachete care compun un set de date ajung la destinație, acestea sunt colectate împreună folosind etichete unice. Dacă partea rețelei prin care sunt trimise pachetele funcționează defectuos sau eșuează, echipamentele speciale de rutare Internet direcționează automat pachetele astfel încât acestea să fie transmise prin partea funcțională a rețelei. Alte caracteristici ajută la asigurarea faptului că toate pachetele de date ajung intacte, solicitând automat ca pachetele deteriorate sau incomplete să fie retrimise de la sursă. Acest sistem, numit comutare de pachete, folosește o serie de protocoale sau reguli cunoscute sub numele de TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol).

A fi Client de internet, computerul trebuie să aibă un Protocol Internet (IP) unic adresă de rețea astfel încât mesajele să poată fi direcţionate corect către şi de la aparat prin Internet. Adresele de internet se numesc URL-uri (Uniform Resource Locators). Unele adrese URL sunt un șir de numere (de exemplu 89.123.121.34), dar... Aceste șiruri lungi de numere sunt incomod de reținut și sunt folosite alte convenții de adresare. Un exemplu de acest acord: http://encarta.msn.com/downloads/pryearbk.asp. Http specifică protocolul - în acest exemplu, Hypertext Transfer Protocol - utilizat în mod obișnuit la accesarea unei anumite locații de pe Internet. Numele după două puncte și bară oblică dublă (encarta.msn.com) indică numele gazdei, care este numele sistemului de computer individual asociat cu Internetul. Titlurile (numele) rămase după numele gazdei identifică diferitele fișiere către care indică o anumită adresă URL. În exemplul de URL, fișierul pryearbk se află în directorul de descărcări. Alte fișiere aflate în același director vor avea o adresă URL similară, singura diferență fiind numele fișierului sau fișierelor de la sfârșitul adresei. Numele specifice de server mapează numerele IP la nume de domenii (msn.com în adresa URL de mai sus) și asigură-te că număr corect IP-ul sursă și destinație vor fi furnizate pentru toate pachetele.

Cel mai utilizat instrument pe internet este poșta electronică sau e-mailul. Poșta electronică este folosită pentru a trimite mesaje scrise între indivizi sau grupuri de indivizi, adesea separate geografic prin distanțe mari. Mesaje E-mail sunt de obicei trimise și primite de servere de mail - calculatoare specializate pentru procesarea și trimiterea e-mailului. Odată ce serverul a primit mesajul, îl redirecționează către computerul căruia îi este adresat e-mailul.

Înainte de introducerea World Wide Web, existau diverse standarde și tipuri de software pentru transmiterea datelor prin Internet. Multe dintre ele sunt încă în uz. Printre cele mai populare sunt Telnet, FTP și Gopher.

Telnet permite unui utilizator de Internet să se conecteze la un computer la distanță și să-l folosească ca și cum ar lucra direct cu acesta (în modul terminal la distanță).

FTP (File Transfer Protocol) este o metodă de mutare a fișierelor de la un computer la altul prin Internet, chiar dacă fiecare computer are un sistem de operare sau un format de stocare de date diferit.

Gopher este o îmbunătățire a FTP care facilitează menținerea unei liste și recuperarea fișierelor de la distanță.

În timp ce aceste protocoale de transmisie și software sunt încă în uz, WWW este mult mai ușor de utilizat și este folosit mult mai frecvent decât protocoalele de transmisie anterioare.

problema principala, care a apărut în timpul creșterii îndelungate a Internetului - dificultatea de a oferi o lățime de bandă de transmisie suficientă pentru a sprijini funcționarea Rețelei. Pe măsură ce aplicațiile de Internet devin din ce în ce mai complexe și pe măsură ce tot mai mulți oameni din întreaga lume folosesc Internetul, cantitatea de informații transmise prin Internet va necesita comunicații cu lățime de bandă foarte mare. În timp ce multe companii de telecomunicații încearcă să dezvolte tehnologii mai puternice, nu se știe dacă aceste tehnologii vor fi capabile să răspundă cererii în creștere.

Pentru a găzdui numărul tot mai mare de utilizatori, Corporația Universității nonprofit pentru Dezvoltare Avansată a Internetului (UCAID) lucrează la crearea Internet 2.

Internet 2 va adăuga lățime de bandă, sau legături de comunicație disponibile, la calea actuală de informații în bandă ultra-largă pentru a permite transmiterea mai multor pachete de date. Membrii UCAID includ reprezentanți ai universităților, guvernului și industriei computerelor.

Prelegerea nr. 6.

Tehnologia de informație formarea politicii de personal și managementul întreprinderii. Crearea unei baze de date contabile personale.

(vezi prelegeri multimedia)

Prelegerea nr. 7.

Tehnologia informației în Siguranța privind incendiile

Prelegerea nr. 8.

Probleme de securitate a informațiilor.

Lucrul cu personalul care deține informații confidențiale.

Întrebări principale:

1. Virușii informatici.

2. Programe antivirus.

3. Protecție împotriva virusului.

Pentru a evita consecințele severe ale unei leziuni „virale”, trebuie să urmați o serie de reguli simple, neglijarea cărora poate duce la rezultate foarte dezastruoase.

Principala tactică de protecție împotriva „infecției” cu viruși este utilizarea software-ului din surse de încredere (ideal, numai cu licență), monitorizarea regulată a stării celor mai importante informații de pe computer (dacă este posibil, creând copii de rezervă pe dischete, bandă sau unitate de rețea). De asemenea, este necesar să verificați obligatoriu toate programele nou primite pe discuri sau prin intermediul rețelei cu un antivirus de încredere sau un set dintre ele. Un set de calitate programe antivirus invariabil reumplut pe măsură ce frontul atacului virusului se extinde.

Popular pachete antivirus sunt kitul DialogNauka JSC, Norton Antivirus și Antiviral Toolkit Pro. Panda Antivirus Titan.

Livrarea standard a kitului antivirus DialogScience JSC include patru produse software: polifag Aidstest actualizat săptămânal, auditor de disc ADinf, bloc de vindecare Modulul de vindecare ADinf și Program de doctor Web, care urmărește și distruge viruși complexi și polimorfi. Versiunea extinsă a kit-ului include complexul hardware Sheriff, care este garantat pentru a preveni pătrunderea virușilor în sistem la nivel de hardware.

Cel mai popular remediu antivirus este, după cum știți, Aidstest, dar atunci când îl utilizați, trebuie să vă amintiți întotdeauna că protejează doar împotriva virușilor cu care sunteți deja familiarizați. Pentru a asigura o mai mare securitate, utilizarea Aidstest trebuie combinată cu utilizarea zilnică a auditorului de disc Adinf.

Inspectorul ADinf vă permite să detectați apariția oricărui virus, inclusiv viruși Stealth, viruși mutanți și viruși necunoscuți în prezent. Cu programul ADinf Cure Module instalat, până la 97% dintre ele pot fi imediat eliminate. ADinf preia controlul asupra tuturor zonelor hard disk-ului unde virusul poate pătrunde. Această metodă de verificare elimină complet camuflajul virușilor Stealth și oferă o viteză foarte mare de scanare a discului. ADinf Auditor Extension - Programul ADinf Cure Module (fișierul ADinfExt.exe) menține în plus o mică bază de date care descrie fișierele stocate pe disc. Dacă este detectat un virus, vă permite să vindecați imediat și fiabil mașina.

Doctor Web se luptă cu cunoscut programului virusuri polimorfe. În plus, Doctor Web poate conduce analiza euristica fișiere pentru a identifica viruși necunoscuți, inclusiv viruși criptați complex și polimorfi. Succesul unei astfel de analize este în medie de 82%. Programul poate despacheta și verifica fișiere executabile, procesat de arhivatorii LZEXE, PKLite și Diet.

AVP Un kit antivirus, care este o versiune extinsă a celebrului kit antivirus „Doctor Kaspersky”. Complexul conține un program phage care testează și restaurează fișierele și sectoarele de boot ale discurilor, deteriorate de viruși. În timp ce programul rulează, testează virușii necunoscuți. Kitul include și un program rezident care monitorizează acțiunile suspecte efectuate pe computer și face posibilă vizualizarea cardului de memorie. Un set special de utilitare ajută la detectarea de noi viruși și la înțelegerea lor.

Norton Antivirus

Norton Antivirus este o soluție set-it-and-uita-o. Toți parametrii necesari de configurare și activitățile programate (verificarea discului, verificarea programelor noi și modificate, lansarea utilitarului Windows Auto-Protect, verificarea sectorului de pornire al unității A: înainte de repornire) sunt instalate implicit. Programul de scanare a discurilor este disponibil pentru DOS și Windows. Printre alții Norton AntiVirus detectează și distruge chiar și virușii polimorfi și, de asemenea, răspunde cu succes la activități asemănătoare virusurilor și luptă împotriva virușilor necunoscuți.

Standardul EtherNet IEEE 802.3

Acesta este cel mai utilizat standard de tehnologie de rețea astăzi.

Particularitati:

functioneaza cu cablu coaxial, torsadat, cabluri optice;
topologie – magistrală, stea;
metoda de acces – CSMA/CD.

Arhitectura tehnologiei de rețea Ethernet combină de fapt un întreg set de standarde care au atât caracteristici comune, cât și diferențe.

Tehnologia Ethernet a fost dezvoltată împreună cu multe dintre primele proiecte ale Xerox PARC. Este general acceptat că Ethernet a fost inventat pe 22 mai 1973, când Robert Metcalfe a scris un memoriu șefului PARC despre potențialul tehnologiei Ethernet. Dar Metcalfe a primit dreptul legal asupra tehnologiei câțiva ani mai târziu. În 1976, el și asistentul său David Boggs au publicat un pamflet intitulat „Ethernet: Distributed Packet Switching For Local Computer Networks”. Metcalfe a părăsit Xerox în 1979 și a fondat 3Com pentru a comercializa computere și rețele locale. El a reușit să convingă DEC, Intel și Xerox să lucreze împreună și să dezvolte standardul Ethernet (DIX). Acest standard a fost publicat pentru prima dată 30 septembrie 1980.

Dezvoltarea ulterioară a tehnologiei EtherNet:

1982-1993 dezvoltarea EtherNet 10Mbit/s;
1995-1998 dezvoltarea Fast EtherNet;
1998-2002 dezvoltarea GigaBit EtherNet;
2003-2007 dezvoltarea 10GigaBit EtherNet;
2007-2010 dezvoltarea de 40 și 100 GigaBit EtherNet;
Din 2010 până în prezent, dezvoltarea Terabit Ethernet.

La nivelul MAC, care oferă acces la mediul și transmisia cadru, sunt utilizate adrese unice de 6 octeți reglementate de standarde numite adrese MAC pentru a identifica interfețele de rețea ale nodurilor de rețea. De obicei, adresa MAC este scrisă ca șase perechi de cifre hexazecimale separate prin liniuțe sau două puncte, de exemplu 00-29-5E-3C-5B-88. Fiecare adaptor de retea are o adresă MAC.

Structura adresei MAC Ethernet:

Primul bit al adresei MAC de destinație se numește bit I/G (individual/grup sau de difuzare). În adresa sursă se numește Indicator de rută sursă;
al doilea bit determină modul în care este atribuită adresa;
Cei mai importanți trei octeți ai adresei sunt numiți Burned In Address (BIA) sau Organizationally Unique Identifier (OUI);
Producătorul însuși este responsabil pentru unicitatea celor trei octeți inferiori ai adresei.

Unele programe de rețea, în special wireshark, pot afișa imediat, în loc de codul producătorului, numele producătorului plăcii de rețea date.

Format de cadru de tehnologie EtherNet

Există 4 tipuri de cadre în rețelele Ethernet:

cadru 802.3/LLC (sau cadru Novell802.2),
Cadru brut 802.3 (sau cadru Novell 802.3),
cadru Ethernet DIX (sau cadru Ethernet II),
Cadru Ethernet SNAP.

În practică, echipamentele EtherNet utilizează un singur format de cadru, și anume cadrul EtherNet DIX, care uneori este denumit cadru prin cel mai recent număr standard DIX.

Primele două câmpuri ale antetului sunt rezervate adreselor:

DA (Destination Address) – adresa MAC a nodului destinație;
SA (Source Address) – adresa MAC a nodului expeditor. Pentru a livra un cadru, este suficientă o singură adresă - adresa de destinație este plasată în cadru, astfel încât nodul care primește cadrul să știe de la cine a venit cadrul și cine trebuie să îi răspundă.

Câmpul T (Tip) conține cod condițional protocolul de nivel superior ale cărui date sunt în câmpul de date cadru, de exemplu valoarea hexazecimală 08-00 corespunde protocolului IP. Acest câmp este necesar pentru a suporta funcțiile de interfață de multiplexare a cadrelor și demultiplexare atunci când interacționați cu protocoalele de nivel superior.
Câmp de date. Dacă lungimea datelor utilizatorului este mai mică de 46 de octeți, atunci acest câmp este completat la dimensiunea minimă cu octeți de completare.
Câmpul Frame Check Sequence (FCS) este format din 4 octeți suma de control. Această valoare este calculată folosind algoritmul CRC-32.

Cadrul EtherNet DIX (II) nu reflectă împărțirea stratului de legătură EtherNet în stratul MAC și stratul LLC: câmpurile sale suportă funcții ale ambelor straturi, de exemplu, funcțiile de interfață ale câmpului T sunt atribuite funcțiilor stratului LLC, în timp ce toate celelalte câmpuri acceptă funcții de nivel MAC.

Să ne uităm la formatul de cadru EtherNet II folosind exemplul unui pachet interceptat folosind analizorul de rețea Wireshark

Vă rugăm să rețineți că din moment ce Adresa mac constă din codul producătorului și numărul interfeței, apoi analizor de rețea convertește imediat codul producătorului în numele producătorului.

Astfel, în tehnologia EtherNet, adresele MAC acționează ca adrese de destinație și de destinație.

Standarde tehnologice Ethernet

Specificațiile fizice ale tehnologiei Ethernet includ următoarele medii de transmisie a datelor.

l0Base-5 - cablu coaxial cu diametrul de 0,5 inchi (1dm=2,54cm), numit cablu coaxial „gros”, cu impedanța undei 50 ohmi.
l0Base-2 este un cablu coaxial cu diametrul de 0,25 inchi, numit cablu coaxial „subțire”, cu o impedanță caracteristică de 50 ohmi.
l0Base-T - cablu bazat pe pereche răsucită neecranată (Unshielded Twisted Pair, UTP), categoriile 3,4,5.
l0Base-F - cablu fibră optică.

Numărul 10 indică rata de biți nominală a standardului, adică 10 Mbit/s, iar cuvântul „Base” este metoda de transmisie la o frecvență de bază. Ultimul caracter indică tipul cablului.

Cablul este folosit ca canal mono pentru toate posturile, lungimea maximă a segmentului este de 500 m. Stația este conectată la cablu printr-un transceiver. Transceiver-ul este conectat la adaptorul de rețea cu conector DB-15 folosind un cablu de interfață AUI. Terminatoarele sunt necesare la fiecare capăt pentru a absorbi semnalele care se propagă de-a lungul cablului.

Reguli „5-4-3” pentru rețelele coaxiale:

Standardul de rețea de cablu coaxial permite utilizarea a cel mult 4 repetoare într-o rețea și, în consecință, a nu mai mult de 5 segmente de cablu. Cu o lungime maximă a segmentului de cablu de 500 m, aceasta oferă o lungime maximă a rețelei de 500*5=2500 m Numai 3 din 5 segmente pot fi încărcate, adică cele la care sunt conectate noduri de capăt. Între segmentele încărcate trebuie să existe segmente descărcate.

l0Baza-2

Cablul este folosit ca canal mono pentru toate stațiile, lungimea maximă a segmentului este de 185 m Pentru a conecta cablul la placa de rețea, aveți nevoie de un conector T, iar cablul trebuie să aibă un conector BNC.

Se folosește și regula 5-4-3.

l0Baza-T

Formează o topologie în stea bazată pe un hub, hub-ul funcționează ca un repetor și formează un singur canal mono, lungimea maximă a segmentului este de 100 m. Nodurile terminale sunt conectate folosind două perechi răsucite. O pereche pentru transmiterea datelor de la nod la hub este Tx, iar cealaltă pereche pentru transmiterea datelor de la hub la nod este Rx.
Regulile „4 hub-uri” pentru rețele bazate pe perechi răsucite:
Standardul de rețea de perechi răsucite definește numărul maxim de hub-uri între oricare două stații de rețea, și anume 4. Această regulă se numește „regula 4-hub”. Evident, dacă nu ar trebui să existe mai mult de 4 repetoare între oricare două noduri de rețea, atunci diametrul maxim al unei rețele cu perechi răsucite este de 5 * 100 = 500 m (lungimea maximă a segmentului 100 m).

10Baza-F

Din punct de vedere funcțional, o rețea Ethernet pe un cablu optic constă din aceleași elemente ca o rețea 10Base-T

Standardul FOIRL (Fiber Optic Inter-Repeater Link) este primul standard al comitetului 802.3 pentru utilizarea fibrei optice în rețelele Ethernet. Lungimea maximă a segmentului este de 1000 m, numărul maxim de hub-uri este de 4, cu o lungime totală a rețelei de cel mult 2500 m.

Standardul 10Base-FL este o ușoară îmbunătățire față de standardul FOIRL. Lungimea maximă a segmentului este de 2000 m. Numărul maxim de hub-uri este de 4, iar lungimea maximă a rețelei este de 2500 m.

Standardul 10Base-FB este destinat numai pentru interconectarea repetoarelor. Nodurile terminale nu pot folosi acest standard pentru a se conecta la porturile hub. Numărul maxim de hub-uri este de 5, lungimea maximă a unui segment este de 2000 m și lungimea maximă a rețelei este de 2740 m.

Masa. Parametrii de specificare a stratului fizic Ethernet

Când se ia în considerare regula „5-4-3” sau „4-hubs”, în cazul în care un dispozitiv de tip comutator apare pe calea de propagare a unui semnal imaginar de-a lungul cablurilor, calculul constrângerilor topologice începe de la zero.

Lățimea de bandă a rețelei Ethernet

Debitul este măsurat în funcție de numărul de cadre sau numărul de octeți de date transmise prin rețea pe unitatea de timp. Dacă nu există coliziuni în rețea, viteza maxima Dimensiunea minimă a cadrelor (64 de octeți) este de 14881 de cadre pe secundă. În același timp, debitul util pentru cadrele Ethernet II este de 5,48 Mbit/s.

Rata maximă de cadre pentru dimensiunea maximă a cadrelor (1500 de octeți) este de 813 cadre pe secundă. Debitul util va fi de 9,76 Mbit/s.

Administrarea sistemului

Tutorial

Ce este un domeniu de coliziune?
Câte perechi sunt folosite pentru Ethernet și de ce?
Ce perechi primesc și care transmit?
Ce limitează lungimea unui segment de rețea?
De ce un cadru nu poate fi mai mic decât o anumită dimensiune?

Dacă nu cunoașteți răspunsurile la aceste întrebări și sunteți prea leneș să citiți standarde și literatură serioasă pe această temă, vă rugăm să consultați pisica.

Unii oameni cred că acestea sunt lucruri evidente, alții vor spune că este o teorie plictisitoare și inutilă. Cu toate acestea, în timpul interviurilor puteți auzi periodic astfel de întrebări. Părerea mea: toți cei care trebuie să ridice un „crimp” 8P8C (acest conector este de obicei numit eronat RJ-45) trebuie să știe despre ce se va discuta mai jos. Nu pretind că am nicio profunzime academică, mă voi abține de la formule și tabele și, de asemenea, vom lăsa în urmă codificarea liniară. Vom vorbi în principal despre fire de cupru, nu despre optică, pentru că... sunt mai răspândite în viața de zi cu zi.

Tehnologia Ethernet descrie simultan cele două straturi inferioare ale modelului OSI. Fizic și canal. Mai departe vom vorbi doar despre fizic, adică. despre modul în care biții sunt transferați între două dispozitive învecinate.

Tehnologia Ethernet face parte din moștenirea bogată a Centrului de Cercetare Xerox PARC. Versiuni timpurii Ethernet a folosit cablu coaxial ca mediu de transmisie, dar de-a lungul timpului a fost complet înlocuit cu fibră optică și cablu cu perechi răsucite. Cu toate acestea, este important să înțelegem că utilizarea cablului coaxial a determinat în mare măsură principiile funcționării Ethernet. Faptul este că cablul coaxial este un mediu de transmisie partajat. O caracteristică importantă a unui mediu partajat: mai multe interfețe îl pot folosi simultan, dar numai una ar trebui să transmită o dată. Folosind un cablu coaxial, puteți conecta nu numai 2 computere unul la altul, ci și mai mult de două, fără a utiliza echipamente active. Această topologie se numește obosi. Totuși, dacă cel puțin două noduri de pe aceeași magistrală încep să transmită informații simultan, semnalele lor se vor suprapune și receptorii altor noduri nu vor înțelege nimic. Această situație se numește coliziune, și partea rețelei în care nodurile concurează pentru un mediu de transmisie comun - domeniul de coliziune. Pentru a recunoaște o coliziune, nodul emițător monitorizează constant semnalele din mediu și dacă propriul său semnal transmis diferă de cel observat, este detectată o coliziune. În acest caz, toate nodurile opresc transmiterea și reia transmisia prin Aleatoriu interval de timp.

Diametrul domeniului de coliziune și dimensiunea minimă a cadrului

Acum să ne imaginăm ce se va întâmpla dacă, în rețeaua prezentată în figură, nodurile A și C încep să transmită în același timp, dar reușesc să o termine înainte de a primi semnalul reciproc. Acest lucru este posibil cu un mesaj transmis suficient de scurt și un cablu suficient de lung, deoarece așa cum știm din programa școlară, viteza de propagare a oricăror semnale în cel mai bun caz este C = 3 * 10 8 m/s. Deoarece fiecare dintre nodurile de transmisie va primi un contrasemnal numai după ce a terminat deja de transmis mesajul său - faptul că a avut loc o coliziune nu va fi stabilit de niciunul dintre ele, ceea ce înseamnă că nu va exista nicio retransmisie de cadre. Dar nodul B va primi o sumă de semnale la intrare și nu va putea primi corect niciunul dintre ele. Pentru a preveni apariția acestei situații, este necesar să se limiteze dimensiunea domeniului de coliziune și minim Marimea ramei. Nu este greu de ghicit că aceste cantități sunt direct proporționale între ele. Dacă volumul informațiilor transmise nu atinge cadrul minim, atunci acesta este crescut datorită câmpului special de pad, al cărui nume poate fi tradus ca substituent.

Astfel, cu cât dimensiunea potențială a unui segment de rețea este mai mare, cu atât se cheltuiește mai mult cheltuielile generale pentru transferul porțiunilor mici de date. Dezvoltatorii de tehnologie Ethernet au trebuit să găsească o cale de mijloc între acești doi parametri, iar dimensiunea minimă a cadrului a fost setată la 64 de octeți.

Funcționare torsadată și full duplex

Perechea torsadată ca mediu de transmisie diferă de cablul coaxial prin faptul că poate conecta doar două noduri și utilizează medii separate pentru a transmite informații în direcții diferite. O pereche este utilizată pentru transmitere (1,2 pini, de obicei fire portocaliu și alb-portocaliu) și o pereche pentru recepție (3,6 pini, de obicei fire verde și alb-verde). Pe echipamentele de rețea active, este invers. Nu este greu de observat că lipsește perechea centrală de contacte: 4, 5. Această pereche a fost lăsată liberă dacă introduceți un RJ11 în aceeași priză, va ocupa exact contactele libere; În acest fel, puteți utiliza un cablu și o priză pentru LAN și, de exemplu, telefon. Perechile din cablu sunt selectate astfel încât să minimizeze influența reciprocă a semnalelor unul asupra celuilalt și să îmbunătățească calitatea comunicației. Firele unei perechi sunt răsucite împreună, astfel încât influența zgomotului extern asupra ambelor fire din pereche să fie aproximativ aceeași.
Pentru a conecta două dispozitive de același tip, de exemplu două computere, se folosește un așa-numit cablu încrucișat, în care o pereche conectează contactele 1,2 de pe o parte și 3,6 de cealaltă, iar a doua invers: 3 ,6 contacte pe o parte și 1,2 pe cealaltă. Acest lucru este necesar pentru a conecta receptorul la transmițător dacă utilizați un cablu drept, obțineți un receptor-receptor, emițător-transmițător. Deși acum asta contează doar dacă lucrezi cu niște echipamente arhaice, pentru că... Aproape toate echipamentele moderne acceptă Auto-MDIX - o tehnologie care permite interfeței să determine automat ce pereche primește și care transmite.

Se pune întrebarea: de unde vine limitarea lungimii segmentului Ethernet prin pereche răsucită dacă nu există un mediu partajat? Chestia este că primele rețele construite pe cabluri torsadate au folosit hub-uri. Un hub (cu alte cuvinte, un repetor cu mai multe intrări) este un dispozitiv care are mai multe porturi Ethernet și transmite pachetul primit către toate porturile, cu excepția celui de la care provine pachetul. Astfel, dacă hub-ul a început să primească semnale de la două porturi simultan, atunci nu știa ce să transmită către porturile rămase, a fost o coliziune. Același lucru este valabil și pentru primele rețele Ethernet care utilizează optică (10Base-FL).

Atunci de ce să folosiți un cablu cu 4 perechi dacă sunt folosite doar două din cele 4 perechi? O întrebare rezonabilă și iată câteva motive pentru a face acest lucru:

Un cablu cu 4 perechi este mecanic mai fiabil decât un cablu cu 2 perechi.
Cablul cu 4 perechi nu va trebui schimbat la trecerea la Gigabit Ethernet sau 100BaseT4, care utilizează deja toate cele 4 perechi
Dacă o pereche este ruptă, puteți folosi una gratuită și nu reconectați cablul
Posibilitatea de a utiliza tehnologia Power over Ethernet

În ciuda acestui fapt, în practică folosesc adesea un cablu cu 2 perechi, conectează 2 computere simultan folosind un cablu cu 4 perechi sau folosesc perechi gratuite pentru a conecta un telefon.

Gigabit Ethernet

Spre deosebire de predecesorii săi, Gigabit Ethernet folosește întotdeauna toate cele 4 perechi pentru transmisie simultan. Și în două direcții deodată. În plus, informațiile sunt codificate nu în două niveluri ca de obicei (0 și 1), ci în patru (00,01,10,11). Acestea. Nivelul de tensiune la un moment dat codifică nu unul, ci doi biți deodată. Acest lucru a fost făcut pentru a reduce frecvența de modulație de la 250 MHz la 125 MHz. În plus, a fost adăugat un al cincilea nivel pentru a crea redundanță de cod. Face posibilă corectarea erorilor în timpul recepției. Acest tip de codare se numește codare de amplitudine a impulsului pe cinci niveluri (PAM-5). Mai mult, pentru a folosi toate perechile simultan Pentru a primi și a transmite, adaptorul de rețea scade propriul său semnal transmis din semnalul total pentru a obține semnalul transmis de cealaltă parte. În acest fel, modul full-duplex este implementat pe un canal.

Mai departe mai mult

10 Gigabit Ethernet este deja folosit pe scară largă de furnizori, dar nu este folosit în segmentul SOHO, deoarece Se pare că Gigabit Ethernet este suficient acolo. 10GBE utilizează fibră monomod și multimodă ca mediu de propagare, cu sau fără multiplexare prin diviziune a lungimii de undă, cabluri de cupru cu conectori InfiniBand și pereche răsucităîn standardul 10GBASE-T sau IEEE 802.3an-2006.

40 Gigabit Ethernet (sau 40 GbE) și 100 Gigabit Ethernet (sau 100 GbE). Dezvoltarea acestor standarde a fost finalizată în iulie 2010. ÎN în prezent Producătorii de top de echipamente de rețea, cum ar fi Cisco, Juniper Networks și Huawei, dezvoltă și lansează deja primele routere care acceptă aceste tehnologii.

În concluzie, merită menționată tehnologia promițătoare Terabit Ethernet. Bob Metcalfe, creatorul, a sugerat că tehnologia va fi dezvoltată până în 2015 și a mai spus:

Pentru a realiza Ethernet de 1 TB/s, trebuie depășite multe limitări, inclusiv lasere de 1550 nm și modulație de 15 GHz. Rețeaua viitoare necesită noi scheme de modulare, precum și noi fibre optice, noi lasere, în general, totul nou

UPD: Mulțumesc hubbrowser-ului că mi-a spus că conectorul pe care l-am numit RJ45 toată viața este de fapt 8P8C.
UPD2:: Mulțumim utilizatorului pentru că a explicat de ce sunt folosiți pinii 1,2,3 și 6.

AGENȚIA FEDERALĂ DE EDUCAȚIE

GOU VPO „INSTITUTUL DE STAT MOSCOVA

INGINERIE RADIO, ELECTRONICĂ ȘI AUTOMATIZARE

(Universitate tehnica)"

ramura Daghestan

Departamentul de Informatică

Lucru de curs

la disciplina „Rețele de calculatoare”

pe tema:

"Rețeaua locală Ethernet "

Efectuat: elev în anul 4

specialitatea VMCiS

Isaeva P. M.

Verificat: Feylamazova S.A.

Makhachkala 2011

1. Introducere…………………………………………………………………2

2. Istoria Ethernet-ului……………………………………………………… 3

3. Rețele Ethernet………………………………………………………………………..…6

4. Servere…………………………………………………………………….11

5. Echipamente pentru rețele locale……………………………..15

6. Topologia rețelei……………………………………………………………………….16

7. Caracteristicile generale ale rețelelor locale......22

8. Securitatea rețelei locale Ethernet……………...26

9. Poduri și comutare…………………………………………………………..29

10. Varietăți de Ethernet……………………………………………….32

11. Standardizarea………………………………………………………….33

12. Concluzie………………………………………………………………………..34

13. Lista referințelor………………………35

INTRODUCERE

Retele de calculatoare, numite și rețele de calculatoare, sau rețele de transmisie a datelor, sunt rezultatul logic al evoluției a două dintre cele mai importante ramuri științifice și tehnice ale civilizației moderne - tehnologiile informatice și de telecomunicații. Pe de o parte, rețelele sunt caz special sisteme de calcul distribuite în care un grup de calculatoare efectuează coordonat un set de sarcini interconectate, schimbând automat date. Pe de altă parte, rețelele de calculatoare pot fi considerate ca un mijloc de transmitere a informațiilor pe distanțe mari, pentru care folosesc metode de codificare și multiplexare a datelor, care au fost dezvoltate în diverse sisteme de telecomunicații.

Sfârșitul anilor 90 Secolul trecut a dezvăluit un lider clar în rândul tehnologiilor de rețele locale - familia Ethernet, care includea tehnologia clasică Ethernet 10 Mbit/s, precum și Fast Ethernet 100 Mbit/s și Gigabit Ethernet 1000 Mbit/s. Algoritmi simpli de operare au predeterminat costul scăzut al echipamentelor Ethernet. O gamă largă de ierarhii de viteză vă permite să construiți rațional o rețea locală, folosind tehnologia familiei care corespunde cel mai bine obiectivelor întreprinderii și nevoilor utilizatorilor. De asemenea, este important ca toate tehnologiile Ethernet să fie foarte asemănătoare între ele în principiile de funcționare, ceea ce simplifică întreținerea și integrarea acestor rețele.

Relevanța acestei lucrări se datorează importanței studierii sistemelor informatice locale pentru studenții de specialități tehnice ca unul dintre conceptele de temelie ale disciplinei „Rețele de calculatoare”.

Scopul lucrării este de a studia caracteristicile și caracteristicile rețelei locale Ethernet.

În conformitate cu scopul lucrării, au fost stabilite următoarele sarcini: definirea conceptului de „rețea locală de calculatoare”, caracteristicile principalelor metode de construire a rețelelor (topologia rețelei), o scurtă descriere a principalelor protocoale de rețea care asigură coordonarea interacțiunea utilizatorilor în rețea, studiul unor tehnologii de rețea locale precum Ethernet, Token Ring, FDDI, Fast și Gigabit Ethernet.

Istoria Ethernetului

Tehnologia Ethernet a fost dezvoltată împreună cu multe dintre primele proiecte ale Xerox PARC. Este general acceptat că Ethernet a fost inventat la 22 mai 1973, când Robert Metcalf ( Robert Metcalfe) a scris un memoriu pentru șeful PARC despre potențialul tehnologiei Ethernet. Dar Metcalfe a primit dreptul legal asupra tehnologiei câțiva ani mai târziu. În 1976, el și asistentul său David Boggs au publicat o broșură intitulată „Ethernet: Distributed Packet-Switching For Local Computer Networks”.

Metcalf a părăsit Xerox în 1979 și a fondat 3Com pentru a comercializa computere. El a reușit să convingă DEC, Intel și Xerox să lucreze împreună și să dezvolte standardul Ethernet (DIX). Acest standard a fost publicat pentru prima dată la 30 septembrie 1980. A intrat în competiție cu două tehnologii brevetate majore: inel cu jetoaneși ARCNET - care au fost îngropate în curând sub valurile de produse Ethernet. În acest proces, 3Com a devenit compania dominantă în industrie.

Standardul primelor versiuni (Ethernet v1.0 și Ethernet v2.0) a indicat că a fost folosit cablu coaxial ca mediu de transmisie, ulterior a devenit posibilă utilizarea perechii răsucite și a cablului optic.

Motivele pentru a trece la pereche răsucită au fost:

Posibilitate de lucru in mod duplex;

Cost redus al cablului cu pereche răsucită;

Fiabilitate mai mare a rețelelor în caz de defecțiune a cablului;

Imunitate mai mare la zgomot atunci când se utilizează un semnal diferenţial;

Capacitatea de a alimenta noduri de putere redusă prin cablu, de exemplu telefoane IP (Power over Ethernet, standard POE);

Lipsa conexiunii galvanice (flux de curent) între nodurile rețelei. Când se folosește un cablu coaxial în condiții rusești, unde, de regulă, nu există împământare a computerelor, utilizarea unui cablu coaxial a fost adesea însoțită de o defecțiune. plăci de rețea, și uneori chiar „epuizare” completă a unității de sistem.

Motivul trecerii la cablul optic a fost nevoia de a mări lungimea segmentului fără repetoare.

Metodă de control al accesului (pentru o rețea pe un cablu coaxial) - acces multiplu cu detecție a purtătorului și detecție a coliziunilor (CSMA/CD, Acces multiplu Carrier Sense cu detectare a coliziunilor), rata de transfer de date 10 Mbit/s, dimensiunea pachetului de la 72 la 1526 de octeți , a descris metodele de codificare a datelor. Modul de operare este semi-duplex, adică nodul nu poate transmite și primi simultan informații. Numărul de noduri dintr-un segment de rețea partajat este limitat la o limită de 1024 de stații de lucru (specificațiile stratului fizic pot stabili restricții mai stricte, de exemplu, nu pot fi conectate mai mult de 30 de stații de lucru la un segment coaxial subțire și nu mai mult de 100 la un segment coaxial gros). Cu toate acestea, o rețea construită pe un singur segment partajat devine ineficientă cu mult înainte de a ajunge la limita numărului de noduri, în principal din cauza modului de funcționare semi-duplex.

În 1995, a fost adoptat standardul IEEE 802.3u Fast Ethernet cu o viteză de 100 Mbit/s și a devenit posibilă operarea în full duplex. În 1997, standardul IEEE 802.3z Gigabit Ethernet a fost adoptat cu o viteză de 1000 Mbit/s pentru transmisia prin fibră optică și doi ani mai târziu pentru transmisia prin cablu cu pereche torsadată.

Ethernet este o tehnologie în evoluție. Evoluția a inclus mai sus lățime de bandă, îmbunătățirea accesului la practicile de mediu și schimbările în mediul fizic. Ethernet a devenit complex tehnologii de rețea, care stă la baza majorității rețelelor locale de astăzi. Cablul coaxial a fost înlocuit cu repetoare sau comutatoare Ethernet conectate punct la punct pentru a reduce costurile de instalare, a îmbunătăți fiabilitatea și a permite gestionarea și depanarea punct la punct Opțiuni Ethernetîn uz general.

Stațiile Ethernet comunică prin trimiterea reciprocă a pachetelor de date, blocuri de date care sunt trimise și livrate individual. Ca și alte Ethernet IEEE 802 LAN, fiecărei stații i se dă o adresă MAC pe 48 de biți. Adresele MAC sunt folosite pentru a determina destinația și sursa fiecărui pachet de date. Carduri interfata retea(NIC) sau cipurile de obicei nu acceptă pachete adresate altor locații Ethernet. Adaptoarele vin programate cu o adresă unică la nivel global. În ciuda modificărilor semnificative în Ethernet, de la grosimea magistralei coaxiale care rulează la 10 Mbit/s la punct la punct care rulează la 1 Gbit/s și mai mult, toate generațiile de Ethernet (cu excepția versiunii experimentale timpurii) utilizează același format de cadru. (și, prin urmare, aceeași interfață pentru straturile superioare) și pot fi comunicate cu ușurință între ele printr-o punte.

Datorită omniprezenței Ethernet-ului, costului în continuă scădere al hardware-ului necesar pentru a-l susține și spațiului limitat pe panou necesar pentru Ethernet-ul perechi răsucite, majoritatea producătorilor construiesc acum carduri Ethernet funcționale direct în plăcile computerului, eliminând necesitatea instalării unei perechi separate. card de retea.

Rețele Ethernet

La crearea rețelelor locale, cel mai des se utilizează o arhitectură hardware numită Ethernet În forma sa cea mai simplă, o rețea Ethernet constă dintr-un singur cablu, la care sunt conectate toate nodurile de rețea folosind conectori, conectori și transceiver. O rețea Ethernet simplă este relativ ieftină, ceea ce, combinat cu viteze de transmisie de 10, 100 și chiar 1000 Mbps, contribuie foarte mult la popularitatea sa.

Există trei tipuri de Ethernet, numite convențional gros, subțire și pereche răsucită. Când se utilizează Ethernet subțire și gros, datele sunt transmise prin cabluri coaxiale care diferă ca diametru și metoda de conectare la computer. Pentru a conecta un computer la un cablu Ethernet subțire, utilizați conector special Un conector în formă de T (conector T) care este introdus în golul cablului și conectat la conectorul din spatele computerului. Pentru a conecta un computer la un cablu Ethernet gros, trebuie să găuriți un mic orificiu în cablu și să utilizați un dispozitiv special de perforare (robinet vampir) pentru a conecta cablul transceiver-ului auxiliar la acesta. Unul sau mai multe noduri de rețea pot fi conectate la cablul transceiver. Subţire cablu Ethernet poate ajunge la 200 de metri lungime, iar unul gros - 500 de metri. Aceste varietăți de Ethernet se numesc 10base-2 și, respectiv, 10base-5. Conexiunea de bază provine de la termenul „modulații în bandă de bază”, ceea ce înseamnă că datele sunt transmise direct la cablu, ocolind modemul. Numărul de la început determină viteza în Mbit/s, iar numărul de la sfârșit determină lungimea maximă a cablului în sute de metri. Cablul torsadat folosește un cablu format din două perechi de fire de cupru. Acest lucru necesită de obicei instalarea unui dispozitiv suplimentar numit hub activ. Perechea răsucită este desemnată prin termenul 10base-T (T - pereche răsucită, adică „pereche răsucită”). Pentru cablurile cu perechi răsucite cu o rată de transfer de 100 Mbps, este utilizată denumirea 100base-T.

Tutorial

Ce este un domeniu de coliziune?
Câte perechi sunt folosite pentru Ethernet și de ce?
Ce perechi primesc și care transmit?
Ce limitează lungimea unui segment de rețea?
De ce un cadru nu poate fi mai mic decât o anumită dimensiune?

Dacă nu cunoașteți răspunsurile la aceste întrebări și sunteți prea leneș să citiți standarde și literatură serioasă pe această temă, vă rugăm să consultați pisica.

Tehnologia Ethernet face parte din moștenirea bogată a Centrului de Cercetare Xerox PARC. Versiunile timpurii de Ethernet au folosit cablu coaxial ca mediu de transmisie, dar de-a lungul timpului a fost complet înlocuit cu fibră optică și cabluri cu perechi răsucite. Cu toate acestea, este important să înțelegem că utilizarea cablului coaxial a determinat în mare măsură principiile funcționării Ethernet. Faptul este că cablul coaxial este un mediu de transmisie partajat. O caracteristică importantă a unui mediu partajat: mai multe interfețe îl pot folosi simultan, dar numai una ar trebui să transmită o dată. Folosind un cablu coaxial, puteți conecta nu numai 2 computere unul la altul, ci și mai mult de două, fără a utiliza echipamente active. Această topologie se numește obosi. Totuși, dacă cel puțin două noduri de pe aceeași magistrală încep să transmită informații simultan, semnalele lor se vor suprapune și receptorii altor noduri nu vor înțelege nimic. Această situație se numește coliziune, și partea rețelei în care nodurile concurează pentru un mediu de transmisie comun - domeniul de coliziune. Pentru a recunoaște o coliziune, nodul emițător monitorizează constant semnalele din mediu și dacă propriul său semnal transmis diferă de cel observat, este detectată o coliziune. În acest caz, toate nodurile opresc transmiterea și reia transmisia prin Aleatoriu interval de timp.

Diametrul domeniului de coliziune și dimensiunea minimă a cadrului

Funcționare torsadată și full duplex

Atunci de ce să folosiți un cablu cu 4 perechi dacă sunt folosite doar două din cele 4 perechi? O întrebare rezonabilă și iată câteva motive pentru a face acest lucru:

Un cablu cu 4 perechi este mecanic mai fiabil decât un cablu cu 2 perechi.
Cablul cu 4 perechi nu va trebui schimbat la trecerea la Gigabit Ethernet sau 100BaseT4, care utilizează deja toate cele 4 perechi
Dacă o pereche este ruptă, puteți folosi una gratuită și nu reconectați cablul
Posibilitatea de a utiliza tehnologia Power over Ethernet

În ciuda acestui fapt, în practică folosesc adesea un cablu cu 2 perechi, conectează 2 computere simultan folosind un cablu cu 4 perechi sau folosesc perechi gratuite pentru a conecta un telefon.

Gigabit Ethernet

Mai departe mai mult

10 Gigabit Ethernet este deja folosit pe scară largă de furnizori, dar nu este folosit în segmentul SOHO, deoarece Se pare că Gigabit Ethernet este suficient acolo. 10GBE utilizează fibră monomodală și multimodală, cu sau fără multiplexare pe divizare a lungimii de undă, cabluri de cupru cu conectori InfiniBand, precum și cabluri torsadate în standardul 10GBASE-T sau IEEE 802.3an-2006 ca mediu de distribuție.

40 Gigabit Ethernet (sau 40 GbE) și 100 Gigabit Ethernet (sau 100 GbE). Dezvoltarea acestor standarde a fost finalizată în iulie 2010. În acest moment, producătorii de top de echipamente de rețea precum Cisco, Juniper Networks și Huawei sunt deja ocupați să dezvolte și să lanseze primele routere care acceptă aceste tehnologii.

În concluzie, merită menționată tehnologia promițătoare Terabit Ethernet. Bob Metcalfe, creatorul, a sugerat că tehnologia va fi dezvoltată până în 2015 și a mai spus:

Pentru a realiza Ethernet de 1 TB/s, trebuie depășite multe limitări, inclusiv lasere de 1550 nm și modulație de 15 GHz. Rețeaua viitoare necesită noi scheme de modulare, precum și noi fibre optice, noi lasere, în general, totul nou

UPD: Mulțumesc hubbrowser-ului Nickel3000 pentru că mi-a spus că conectorul pe care l-am numit RJ45 toată viața este de fapt 8P8C.
UPD2:: Mulțumim utilizatorului Wott pentru că a explicat de ce sunt folosiți pinii 1,2,3 și 6.

Etichete: Adăugați etichete