Аппаратные средства локальных сетей.

Сетевой адаптер.

Каждый компьютер, подключенный к локальной сети, должен иметь специальную плату - сетевой адаптер. Платы сетевого адаптера выступают в качестве физического интерфейса между компьютером и средой передачи. Платы вставляются в слоты расширения всех сетевых компьютеров и серверов.

Для обеспечения физического соединения между компьютером и сетью, к соответствующему разъему или порту платы подключаетсясетевой кабель. Коннекторы (соединители)для подключения кабелей к компьютеру

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 помимо преобразования данных должна указать свое местонахождение, или адрес, чтобы ее могли отличить от остальных плат. За каждым производителем сетевых плат закреплен некоторый интервал адресов. Каждый производитель записывает в ПЗУ платы ее уникальный сетевой адрес.

Локальный адрес узла, - это МАС-адрес сетевого адаптера или порта маршрутизатора, например, 11-А0-17-3D-BC-01. Эти адреса назначаются производителями оборудования и являются уникальными адресами, так как управляются централизовано. Для всех существующих технологий локальных сетей МАС-адрес имеет формат 6 байтов: старшие 3 байта - идентификатор фирмы производителя, а младшие 3 байта назначаются уникальным образом самим производителем. Для узлов, входящих в глобальные сети, локальный адрес назначается администратором глобальной сети.

Сетевые кабели (физическая среда передачи данных).

На сегодняшний день подавляющая часть компьютерных сетей использует для соединения провода или кабели. Они выступают в качестве среды передачи сигналов между компьютерами. Различают три основные группы кабелей:

§ коаксиальный кабель

§ витая пара

¨ неэкранированная

¨ экранированная

§ оптоволоконный кабель.

Коаксиальный кабель.

Коаксиальный кабель, как и витая пара, состоит из двух медных проводников, однако эти проводники, в отличие от витой пары, расположены не параллельно, а концентрически (коаксиально). С применением особых видов изоляции и экранирования коаксиальный кабель позволяет добиться более высоких скоростей передачи данных, чем витая пара.

Строение коаксиального кабеля

До недавнего времени самый распространенный тип кабеля. Он был относительно недорогим, надежным и простым в установке. Самый простой коаксиальный кабель состоит из медной жилы, жила - это один провод или пучок проводов. Жила окружена диэлектрическим изоляционным слоем и внешней оболочкой (оплеткой). Оплетка играет роль «земли» и защищает жилу от электрических шумов и помех. Если кабель кроме металлической оплетки имеет, и слой фольги он называется кабелем с двойной экранизацией. Проводящая жила и оплетка не должны соприкасаться, иначе произойдет короткое замыкание и помехи проникнут в жилу.

Существуют два типа коаксиальных кабелей:

· тонкий – гибкий кабель диаметром около 0,5см (0,25 дюйма), прост в применении и подходит практически для любого типа сети. Подключается непосредственно к плате сетевого адаптера компьютера. Способен передавать сигналы на расстояние до 185м.

· толстый – жесткий кабель с диаметром около 1см (0,5 дюйма), его иногда называют «стандартный Ethernet», поскольку он был первым типом кабеля, применяемым в Ethernet - популярной сетевой архитектуре. Медная жила этого кабеля толще, чем у тонкого коаксиального кабеля, поэтому толстый кабель передает сигналы дальше, чем тонкий – до 500м. Толстый коаксиальный кабель иногда используют в качестве магистрали, которая соединяет несколько небольших сетей, построенных на тонком коаксиальном кабеле.

Для подключения к толстому коаксиальному кабелю применяют специальное устройство– трансивер. Трансивер снабжен специальным коннектором, который назван –«зуб вампира» или « пронзающий ответвитель». «Зуб» проникает через изоляционный слой и вступает в непосредственный физический контакт, с про водящей жилой.

Витая пара.

Самая простая витая пара – это два перевитых вокруг друг друга изолированных медных провода. Существуют два типа витой пары:

· неэкранированная (UTP)– широко используется в ЛВС, максимальная длина сегмента составляет 100м. Неэкранированная витая пара ф состоит из двух изолированных медных проводов. Одной из потенциальных проблем витой пары, являются перекрестные помехи. Перекрестные помехи – это электрические наводки, вызванные сигналами в смежных проводах. Неэкранированная витая пара особенно страдает от перекрестных помех. Для уменьшения их влияния используют экран.

· экранированная (STP)- имеет медную оплетку, которая обеспечивает более надежную защиту от помех, чем неэкранированная пара. Кроме того пары проводов STP обмотаны фольгой, поэтому экранированная пара прекрасно 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 используют коннекторы похожие на телефонные. Коннекторы витой пары чуть больше телефонных коннекторов и имеют 8 контактов, а телефонные только 4.

Оптоволоконный кабель.

В оптоволоконном кабеле цифровые данные распространяются по оптическим волокнам в виде модулированных световых импульсов. Это относительно защищенный способ передачи данных, поскольку не используются электрические сигналы. Следовательно, к оптоволоконному кабелю невозможно подключится, что бы перехватывать данные, от чего не застрахован ни один кабель. Оптоволоконные линии предназначены для передачи большого объема данных на очень высоких скоростях (в настоящее время используется скорость 100Мбит/с,, данные можно передавать на многие километры), так как сигнал практически не затухает и не искажается. Оптоволоконный кабель

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

Каждое оптоволокно передает сигналы только в одном направлении, и поэтому кабель состоит из двух волокон с самостоятельными коннекторами. Один из них служит для передачи, другой - для приема. Жесткость кабеля увеличена покрытием из пластика, а прочность - волокнами из кевлара. Волокна кевлара располагаются между двумя кабелями, заключенными в пластик.

Достоинства оптоволоконного кабеля: передает данные с очень высокой скоростью на большие расстояния по защищенной среде.

Недостатки оптоволоконного кабеля: высокая стоимость

Беспроводные сети

Беспроводные сети используются там, где прокладка кабелей затруднена, нецелесообразна или просто невозможна. Например, в исторических зданиях, промышленных помещениях с металлическим или железобетонным полом, в офисах, полученных в краткосрочную аренду, на складах, выставках, конференциях и т.п.

В этих случаях сеть реализуется при помощи сетевых радио-адаптеров, снабжённых всенаправленными антеннами и использующих в качестве среды передачи информации радиоволны. Такая сеть реализуется топологией “Все-Со-Всеми” и работоспособна при дальности 50–200 м.

Для связи между беспроводной и кабельной частями сети используется специальное устройство, называемое точкой входа (или радиомостом). Можно использовать и обычный компьютер, в котором установлены два сетевых адаптера — беспроводной и кабельный.

Другой важной областью применения беспроводных сетей является организация связи между удалёнными сегментами локальных сетей при отсутствии инфраструктуры передачи данных (кабельных сетей общего доступа, высококачественных телефонных линий и др.), что типично для нашей страны. В этом случае для наведения беспроводных мостов между двумя удалёнными сегментами используются радиомосты с антенной направленного типа.

Если в сеть нужно объединить несколько сегментов, то используется топология типа “звезда”. При этом в центральном узле устанавливается всенаправленная антенна, а удалённых узлах— направленные. Сети звездообразной топологии могут образовывать сети разнообразной конфигурации.

Сетевая магистраль с беспроводным доступом позволяет отказаться от использования медленных модемов.