Сетевое программное обеспечение.
Концентратор – простейшее из активных сетевых устройств. Как следует из названия, концентратор является центром активности. Кратко говоря, концентратор – это устройство, к которому подключаются сетевые объекты при звездообразной топологии. Концентратор играет роль разделителя сигналов. Он принимает сигнал, поступивший в него из одного порта и распределяет его по всем остальным своим портам. Некоторые концентраторы, перед тем, как передать поступивший слабый сигнал, усиливают его.
Концентраторы бывают 3х типов:
- Пассивный концентратор – это самое простейшее устройство. Он не особо улучшает производительность сети и никак не поможет вам в поиске неисправностей или при перегрузке сети. Такой концентратор просто получает пакеты, приходящие из одного порта, и отправляет их во все остальные.
- Активный концентратор – обладает всеми свойствами пассивного концентратора и кроме того следит за данными, которые отправляет. В нём используется так называемая функция «сохранить и отправить», позволяющее считывать данные перед отправкой. Это не означает, что такой концентратор может выполнять какую-либо приоритезацию потоков данных. Однако, он может восстановить некоторые повреждённые пакеты и перераспределить отправку остальных пакетов. Кроме того, если активный концентратор получает слабый сигнал, он может усилить его, перед тем как передать дальше. Это позволяет использовать в сети устаревшие устройства. Так же некоторые активные концентраторы могут сообщать о некорректно работающих устройствах в сети и таким образом проводить некоторую централизованную диагностику локальной сети.
- Интеллектуальный концентратор имеет массы преимуществ перед пассивным и активным концентратором. Помимо всех свойств и функций, которые доступны первым двум типам концентраторов, интеллектуальный концентратор позволяет централизовано управлять локальной сетью. Если возникает какая-либо проблема с любым устройством сети, которое подключено к интеллектуальному концентратору, её можно легко выявить, изучить и устранить, используя управляющую информацию, которая предоставляется таким концентратором. Исключением являются проблемы, возникшие с самим концентратором. Это значительное улучшение по сравнению со стандартными активными концентраторами. Без такого централизованного управления поиск неисправностей для сетевого администратора крупной компании заканчивается беготней между шкафами с кабелями в поисках некорректно работающего оборудования. Помимо этого, интеллектуальный концентратор может автоматически изменять скорость передачи данных для разных устройств, которые к нему подключены. Стандартные скорость поддерживающие в Ethernet-сетях – 10, 16 и 100 Мбит/с (последнее время всё чаще разговор заходит о скорости 1 Гбит/с).
Выбор концентратора определённого типа зависит от определённого типа ………
Коммутатор.
Коммутатор – это устройство, которое внешне мало чем отличается от концентраторов, но это только внешнее сходство.
Существует как минимум 3 фактора, которые отличают коммутатор от его сетевых братьев:
- Общая скорость (коммутатор гораздо быстрее);
- Метод передачи данных (коммутатор умнее);
- Большее количество портов.
В отличие от концентратора, коммутатор может делить сеть на сегменты и предотвращать ненужный поток данных из одного сегмента в другой, либо в случае, если идёт обращение клиента из одного сегмента в другой, направлять кадры только по тем сегментам, в которых присутствуют адреса отправителя и получателя. В обычных некоммутируемых сетях каждый раз, когда какое-либо устройство начинает передавать данные, т.е. обращается к сети, другие устройства уже не могут этого сделать. Это позволяет избежать коллизии в сети. И хотя данный метод сохраняет целостность передавать данные, он не улучшает общую производительность сети.
Коммутаторы же позволяют обращаться к сети к нескольким подключённым к нему устройствам. Таким образом, увеличивается скорость работы и уменьшается задержка. Вообще, главное отличие коммутаторов от концентраторов заключается в том, что коммутаторы при подключении к нему других устройств динамически создаёт таблицу из пар их аппаратных адресов и соответствующих им портов.
| Физический адрес | Порт |
| 00-53-45-00-00-00 35-F3-54-03-49-A0 … | Port 05 Port 12 … |
Таким образом, когда коммутатор принимает кадр, он просматривает, кому этот кадр предназначается, находит в своей коммутационной таблице соответствующий аппаратный адрес и порт, к которому подключено устройство с таким адресом, и отправляет этот кадр через обнаруженный порт.
Включив коммутатор в свою растущую сеть, вы получите массу преимуществ:
- сократится задержка реагирования сети;
- ускорится передача файлов;
- уменьшится количество коллизий и других ошибок при передаче данных и существенно упростится процесс управления большой сетью.
Маршрутизатор.
Маршрутизация – это более сложный процесс, чем коммутация. Здесь мы отдаляемся от физических частей сети. Каждый компьютер в маршрутизируемой сети имеет свой собственный адрес, соответствующий тому протоколу, с которым работает такая сеть.
С точки зрения локальных сетей маршрутизаторы используются редко. Коммутаторы и концентраторы в данном случае отлично справляются со своей задачей. Если же сеть разрастается до размеров глобальной сети (WAN), то в такой случае без маршрутизаторов не обойтись.
Тут схема типо.
Т.к. маршрутизатору не нужно подключать каждый компьютер сети, а только большие её сегменты, в ней нет такого кол-ва портов, как в коммутаторе или концентраторе. Для него достаточно числа портов соответствующее кол-ву соседних сегментов сети. Каждый маршрутизатор ведёт свою таблицу маршрутизации, отдельно напоминающая таблицу коммутации коммутатора. В ней указываются группы сетей и интерфейсы маршрутизатора, к которым они подключены. Таким образом устройство знает на какой порт отправить принятый пакет. По сути, маршрутизатор – это узко специализированный компьютер, в котором как и в обычном компьютере работает специальная ОС, которую можно соответствующим образом настроить.
Мост.
Мост – это устройство, соединяющее вместе 2 локальные сети. Оно передаёт кадры по сети, используя физические мак.адреса сетевых устройств.
Термин «маршрутизаторы» может показаться более привычным, поэтому часто мост называют «низкоуровневым маршрутизаторам». Так как маршрутизаторы оперируются логическими адресами, мосты более приближёнными к аппаратной части сети – физическими.
Рисунок.
На рисунке изображена схема сети с использованием мостов. Удалённый мост соединяет 2 удалённые локальные сети (мост 1 и мост 2 на рисунке). По низкоскоростному каналу, например, по телефонной линии, локальный мост соединяет 2 соседние локальные сети (мост 3) .
Для локального моста основной задачей является повышение производительности между двумя сетями, когда как для удалённого моста первоочередной задачей является соединение двух удалённых сетей.
Мостами часто сложнее управлять, чем маршрутизаторами. В таких протоколах, как IP, используются сложные протоколы маршрутизации, позволяющие сетевым администраторам управлять процессом марщрутизации.
Протокол IP так же позволяет логически разбить сеть на сегменты (используя методы распределения адресов по подсетям). Мосты же изначально плохо поддаются управлению, т.к. в для настройки используются только мак.адреса и параметры физической топологии. Поэтому мосты лучше подходят для использования в небольших и простых сетях.
Построение сетевой инфраструктуры.
Ethernet – одна из старейших, простейших и самых дешёвых технологий локальных сетей. Её типы различаются на основе использования среды передачи или, иным словами, по типу кабеля:
¨ 10 Base-5 (толстый коаксиальный кабель) – это самый старинный тип кабеля.
¨ 10 Base-2 (тонкий коаксиальный кабель)
¨ 10 Base-Т (витая пара)
¨ 10 Base-F (оптическое стекловолокно)
Архитектура всех этих типов приблизительно одинакова. Они передают данные по локальной сети со скоростью до 10 Мбит/с. Для отправки данных по сети используется
CSMA/CD и на сегодняшний день самым распространенным типом Интернет является сеть, построенная на базе медной витой пары.
CSMA/CD.
Сердцем технологии Ethernet является протокол CSMA/CD (множественный доступ с контролем несущей и обнаружением конфликтов). Контроль несущей обозначает, что каждый компьютер проверяет, передаёт ли какой-либо другой компьютер данные в сеть. Если это так, компьютер не обнаруживает несущую и не начинает передачу своих данных. Компьютер будет проверять наличие несущей до тех пор, пока не освободится сеть и несущая станет свободной. Обнаружение конфликтов означает, что если 2 компьютера одновременно начинают передать данные в сеть и их сигналы сталкиваются (происходит коллизия или другими словами конфликт), они прекращают передачу и возобновляют её только по истечении случайного промежутка времени. Множественный же доступ просто означает, что каждая машина подключена к одной линии сети.
TOKEN RING.
- устаревшая технология локальный сетей основана на кольцеобразной топологии. Эта технология работает следующим образом: ведущий компьютер создаёт в сети специальный информационный объект, который называется маркером, и отправляет его по сетевому кольцу. Этот маркер решает, какой из компьютеров имеет право на передачу данных в сеть. Достигая компьютера, у которого есть что-то для передачи, маркер захватывает его и меняет статус на «занят». Далее компьютер прикрепляет к нему ту информацию, которую он хочет передать и отправляет дальше по сети. Маркер циркулирует по сети до тех пор, пока не попадает к тому компьютеру, к которому эту информация предназначается.
Получающий компьютер забирает данные и отправляет маркер дальше. Когда он попадает к компьютеру-отправителю (который прикрепил к нему данные), маркер удаляется из сети, затем создаётся новый маркер, после чего цикл повторяется.
Архитектура сети TOKEN RING является упорядоченной и эффективной. Существуют 2 её типа:один работает на скорости 1 Мбит/с, а другой на 16.
FAST ETHERNET.
Как и технология ETHERNET, архитектура FAST ETHERNET имеет несколько видов, отличающихся друг от друга типами используемых кабелей:
¨ 100 BASE-T4 (витая пара, используется 4 пары проводов)
¨ 100 BASE-TХ (витая пара, используются только 2 пары проводов)
¨ 100 BASE-FX (оптическое стекловолокно)
Сама же технология FAST ETHERNET является только скоростной сестрой технологии ETHERNET.
В сетях FAST ETHERNET скорость передачи данных достигает 100 Мбит/с.
FDDI.
FDDI (распределённый интерфейс передачи данных по волоконно-оптическим каналам) – это устойчивая среда передачи данных, поостренная на базе оптического стекловолокна и обеспечивающая скорость передачи данных до 100 Мбит/с. Такая среда часто используется в качестве магистральных каналов к большим локальным сетям, а так же в качестве соединительного канала между локальными сетями и высокоскоростными компьютерами.
Технология FDDI основана на топологии TOKEN RING, но вместо одного основного кольца для передачи информации в ней используются 2. Первое кольцо обычно является основным, а второе необходимо в качестве резерва. Кольца посылают навстречу друг другу маркеры, чтобы уменьшить кол-во возникающих ошибок в сети. В некоторых типах этой технологии второе кольцо используется не как резервное, а как дополнительное к основному. Таким образом, скорость передачи данных увеличивается в 2 раза.
SDDI.
Технология SDDI (распределённый проводной интерфейс передачи данных) была создана чтобы снизить высокую стоимость оптического стекловолокна использующегося при реализации в сети на базе технологии FDDI.
Для SDDI используется обычная экранированная витая пара проводов.
Волоконно-оптический канал.
(FIBRE SHANNLE) – интеллектуальная схема соединения, которая работает не только со своим протоколом, но и с таким протоколами как FDDI, SCSI, IP и многими другими.
Она была создана в виде единого стандарта для организации сети хранения информации и передачи данных. Изначально созданная для глобальных сетей схема с волоконно-оптическим каналом легко преобразуется для стандартов локальной сети с помощью коммутаторов. В ней так же поддерживаются как электрические, так и оптические среды передачи данных, что позволяет достигать скорости от 133 до 1062 Мбит/с. Ключевой частью волоконно-оптического канала является так называемый фундамент – абстрактный объект, являющийся промежуточным сетевым устройством, будто то закороченная петля, активный концентратор или канальный коммутатор.
ATM.
Технология ATM (асинхронный режим передачи) была создана в виде стандарта для международных цифровых сетей.
ATM – это высокопроизводительная технология, которая подходит как для глобальных, так и для локальных сетей.
Для её реализации необходим специальный скоростной коммутатор, который подсоединяется к компьютерам оптическими кабелями (один для передачи и один для приёма).
ATM так же поддерживает одновременную передачу голоса данных и видео по одной сетевой технологии. Скорость передачи данных такой сети может быть 25 Мбит/с и выше и даже террабита скоростей.
Гигабит Ethernet.
Обычно Ethernet-сети работают на скорости 10 Мбит/с либо 100. Гигабитные сети увеличивают эту цифру в 10 раз, позволяя передавать информацию со скоростью до 1000 Мбит/с. Существующие сети Ethernet и Fast-Ethernet полностью совместимы и легко могут быть расширены до гигабитной архитектуры. Это архитектура поддерживает протокол CSMA/CD и может работать как с оптическим стекловолокном, так и с витой парой и даже с коаксиальным кабелем.