Оборудование для локальных сетей. В лекции кратко рассмотрены виды сетевого оборудования: сетевые кабели, адаптеры, концентраторы, коммутаторы, маршрутизаторы, приводятся их характеристики (параметры).
Сетевые кабели Для построения сети обычно используют один из трех проводников: • витая пара, • коаксиальный кабель, • оптоволоконный кабель.
Витая пара В настоящее время это наиболее распространённый сетевой проводник, состоящий из 8 медных проводников, перевитых друг с другом для уменьшения электромагнитных помех. Длина сегмента из такого провода – до 100 метров
• Средняя скорость информации в витой паре: 100 мегабит/сек • Волновое сопротивление 100 ом. • Сравнивая витую пару с другими кабелями, можно отметить, что он отличается простым монтажом, но подвержен помехам. Кабель относительно дешевый, но с низкой секретностью информации. На более высоких скоростях передачи информации резко возрастает затухание сигнала (чем больше скорость, тем больше затухание). Так, на скорости 100 мбит/сек (100 мгц) амплитуда падает в 1000 раз, что эквивалентно затуханию сигнала в 67 дб. Задержка сигнала на метр кабеля обычно 4 -5 наносек. Передача в нем по методу точка-точка (один приемник и один передатчик), для монтажа витой пары обычно используется топология звезда.
Витая пара выпускается в нескольких категориях. : 1 категория – телефонный кабель (лапша). Применяют для передачи речи. 2 категория имеет скорость до 1 мгц (1 мегабит сек). 3 категория состоит из 9 витков на метр, затухание до 40 дб и скорость информации до 10 мегабит сек. 4 категория пропускает сигнал до 20 мгц. 5 категория самая ходовая. В ней скорость информации до 100 Мгб сек и используется скрутка в 27 витков на метр. 6 категория может передавать сигнал частотой до 500 мгц. 7 категория очень дорогой – в нем применяется экран как для отдельных проводников, так и общий. Что касается изоляции кабеля, то чаще всего используется ПВХ (non-plenum) изоляция серого цвета. Она дешева, но горит с выделением ядовитого газа. С сетевой картой кабель соединяется разъемом 8 P 8 C
8 P 8 C (8 Position 8 Contact)
Обжимный инструмент. Кримпер.
Коаксиальный кабель. • Провод содержит в себе центральный проводник из меди, слой изолятора в медной или алюминиевой оплетке (это экран от электромагнитных помех) и внешнюю ПВХ изоляцию. • Максимальная скорость передачи данных - 10 Мбит/сек. Длина сегмента тонкого коаксиала до 185 метров. • Такой провод имеет диаметр около 5 мм.
Коаксиальный кабель. • С сетевой картой кабель соединяется через BNC (БИ ЭН СИ) разъем байонетного типа с поворотом. В сравнении с витой парой коаксиал дороже, его ремонт сложнее, гибкость хуже (особенно, у толстого кабеля). Но у него есть преимущество - оплетка кабеля (медная или из алюминиевой фольги) уничтожает помехи, искажающие сигнал. Применяют коаксиальный кабель, обычно, в топологии шина, при этом используется многоточечная передача сигнала (много приемников и много передатчиков).
Оптоволоконный кабель. • Кабель содержит несколько стеклянных световодов, защищенных изоляцией. • Он обладает скоростью передачи данных в несколько Гбит в сек, не подвержен электропомехам. • Передача сигналов без затухания идет на расстояние, измеряемое километрами. • В многомодовом кабеле сегмент имеет длину до 2 км, а в одномодовом – до 40 км.
Оптоволоконный кабель. • Биты информации кодируются такими сущностями, как сильный свет, слабый свет, нет света. • Источниками сигнала в кабеле служит инфракрасный светодиод или лазер.
Свойства оптоволоконного кабеля: • Самый негибкий из всех кабельных сред передачи сигнала, • Самый помехоустойчивый, с высокой секретностью информации. • Монтаж такого кабеля сложный и дорогой, обычно, сваркой на специальном оборудовании. • Кабель иногда бронируют, т. е. защищают металлической оболочкой (для прочности)
Оптоволоконный кабель. • Оптический кабель бывает одномодовый и многомодовый. • В одномодовом кабеле сигнал передает инфракрасный лазер с одной волной 1, 3 мкм, что годится для очень дальней передачи сигнала. Помимо того, что мощный лазер дорог, он также и недолговечен.
Оптоволоконный кабель. • Оптический кабель бывает одномодовый и многомодовый. • Многомодовый оптический кабель чаще применим на практике. • В нем используется много волн длиной 0, 85 мкм и инфракрасный диод. Поскольку у каждой волны свое затухание и преломление, то происходит частичное искажение формы сигнала и такой кабель используют на меньших расстояниях, чем одномодовый.
Оптоволоконный кабель. • Среди других особенностей оптического кабеля можно отметить, что стекло может треснуть от механических воздействий и мутнеет от радиации, что, в свою очередь, ведет к росту затухания сигнала в кабеле. • Для изоляции оптоволокна обычно применяют тефлон (пленум). Это дорогая (в сравнении с ПВХ) изоляция оранжевого цвета, но она практически не горит в огне.
Оптоволоконный кабель. • Разъем кабеля обычно байонетного типа. • На рисунке показан оптический коннектор типа ST, который соединяется с кабелем клеевым способом, т. е. путем вклейки оптического волокна в наконечник с последующей сушкой и шлифовкой. Коннекторы для монтажных и соединительных шнуров различаются диаметром хвостовика (соответственно 0, 9 и 3, 0 мм) и отсутствием у первых элементов крепления кабеля. Одномодовые и многомодовые коннекторы различаются требованиями к допускам на параметры капилляра керамического наконечника.
Оптоволоконный кабель. • Для преобразования светового сигнала в электрический используют оптоволоконный трансивер (приемопередатчик), он довольно дорогой. Трансивер Trycom TRP-C 39 для многомодового кабеля.
Трансивер TRP-C 39 • Осуществляет двунаправленное преобразование сигналов RS 232/422/485 в световые импульсы для передачи по оптическому волокну. Особенности: • Автоматическое определение скорости передачи данных (от 300 до 115200 бит/с) • Гальваническая развязка с напряжением пробоя изоляции 3000 V пост. тока • Светодиодные индикаторы Питание/Передача/Прием (Power/TX/RX) • Допустимая протяженность оптоволоконной линии до 2 км • Крепление на стену / на DIN-рейку • Интерфейсы : RS-232/422/485 в многомодовое (Multi-mode) оптоволокно • Длина волны: 850 нм • Скорости передачи данных : от 300 bps до 115. 2 kbps • Поддержка ОС : Windows/Linux/Unix/MAC
Сетевое оборудование. Сетевая карта • Сетевые карты отвечают за передачу информации между ПК в сети. • Каждая карта имеет свой индивидуальный Mac-адрес. • MAC-адрес сетевой карты - это уникальный идентификатор, предоставленный ей изготовителем. В сетях Ethernet он позволяет идентифицировать каждый узел сети и доставлять данные только этому узлу. Основные характеристики: • установленная микросхема контроллера (микрочип); • разрядность – имеются 32 - и 64 -битные сетевые карты (определяется микрочипом); • скорость передачи – от 10 до 1000 Мбит/с; • разъем под тип подключаемого кабеля (коаксиальный, витая пара, волоконно-оптический кабель) • Сетевые карты на коаксиал и витую пару
Концентратор (хаб) и коммутатор (свитч) • Концентратор (хаб) используется, если в сети участвует больше 2 компьютеров. • К нему сходятся все сетевые кабели витой пары в топологии звезда. Сигнал хаба получают все ПК сети, а не только та сетевая карта, которой адресован пакет данных. • В настоящее время концентраторы сняты с производства и встречаются редко!
Свитч (коммутатор) • Внешне свитч или коммутатор (Switch) практически не отличается от Hub, но коммутатор (Switch) - более интеллектуальное устройство, где есть свой процессор, внутренняя шина и буферная память. • Если концентратор просто передает пакеты от одного порта ко всем остальным, то Switch анализирует Mac адреса, откуда и куда отправлен пакет информации и соединяет только эти компьютеры, в то время как остальные каналы остаются свободными. • Это позволяет намного увеличить производительность сети, так как уменьшает количество паразитного трафика и обеспечивает большую фактическую скорость передачи данных, особенно в сетях с большим количеством пользователей
Свитч D-Link DES-1008 D 8 -port 10/100 Mbps
Концентратор и коммутатор. • Концентратор - повторяет сигналы, поступающие на один из его портов, на все остальных порты (Ethernet), т. е. распространяет трафик от одного подключенного устройства ко всем остальным. • Сетевой коммутатор передает данные только непосредственно получателю. Это повышает производительность и безопасность сети, избавляя остальные сегменты сети от необходимости (и возможности) обрабатывать данные, которые им не предназначались.
Подробнее о свитче. • Коммутатор хранит в памяти таблицу, в которой указывается соответствие MAC-адреса узла порту коммутатора. • При включении коммутатора эта таблица пуста, и он работает в режиме обучения. В этом режиме поступающие на какой-либо порт данные передаются на все остальные порты коммутатора. • При этом коммутатор анализирует кадры и, определив MACадрес хоста-отправителя, заносит его в таблицу. • Впоследствии, если на один из портов коммутатора поступит кадр, предназначенный для хоста, MAC-адрес которого уже есть в таблице, то этот кадр будет передан только через порт, указанный в таблице. Если MAC-адрес хоста-получателя еще не известен, то кадр будет продублирован на все интерфейсы. Со временем коммутатор строит полную таблицу для всех своих портов, и в результате трафик локализуется.
Маршрутизатор (роутер) • Это сетевое устройство, которое на основании информации о топологии сети и определённых правил принимает решения о пересылке пакетов между различными сегментами сети. Беспроводной маршрутизатор D-Link 300 Мбит/с (DIR-615/E 4 B )
Принцип работы роутера: • Он использует адрес получателя, указанный в пакетах данных, и определяет по таблице маршрутизации путь, по которому следует передать данные. • Маршрутизатор может выбрать один из нескольких маршрутов доставки пакета адресату.
Роутер. Свойства. • Маршрут - последовательность прохождения пакетом информации узлов сети. • В отличии от свитча, роутер видит все связи подсетей друг с другом, поэтому он может выбрать наилучший маршрут. • Решение о выборе маршрута принимается каждым маршрутизатором, через который проходит сообщение. Если в таблице маршрутизации для адреса нет описанного маршрута, пакет отбрасывается.
Задание № 1. Изучить Сетевую карту Сетевая карта – плата, устройство, устанавливается в материнскую плату. Другое название сетевой карты – сетевой адаптер. Сетевая карта служит для соединения компьютера с другими компьютерами по локальной сети или для подключения к сети Интернет. Современные материнские платы имеют встроенную сетевую карту.
Сетевая карта. Чип. Выбор производителя сетевой карты важен по следующим параметрам: • надежность работы • поддержка драйверами • скорость Когда речь идет о построении надежной и быстрой сети с богатыми возможностями мониторинга и управления, лидерами являются компании Intel и 3 Com. Параметры сетевых карт определяются используемыми в них чипами. В современных картах обычно есть один большой чип, выполняющий функции контроллера шины и собственно сети. Среди других микросхем карты - приемопередатчик, энергонезависимая память, возможно ПЗУ для удаленной загрузки. Производителей чипов сетевых контроллеров гораздо меньше, чем производителей сетевых карт. При этом одни практически монополизируют выпуск карт на своих чипах (3 Com, Intel), а другие (Realtek, Via) занимаются исключительно выпуском микросхем и их продажей.
Практикум 1. 1. Осмотрите сетевую карту, вынутую из ПК. Определите тип шины (интерфейс), к которой она подключается. Для этого посмотрите на ту часть сетевой карты, которая имеет контакты. Если длина этой стороны менее 10 см, то карта подключается к шине PCI. Кроме типа интерфейса у сетевых карт есть несколько других, менее важных параметров: • поддержка Boot ROM (загрузка ПК без жесткого диска по сети) • поддержка Wake On Lan (включение ПК по сети) • поддержка режима Full Duplex (одновременные прием и передача информации, требуют поддержки этого режима от всего остального оборудования сегмента сети) • количество индикаторов на задней панели 2. Определите тип физической среды (кабеля), с которой работает сетевая карта. Посмотрите на металлическую пластину, к которой крепится карта. Круглый коннектор свидетельствует о том, что эта карта для коаксиального кабеля; разъем RJ-45 – для работы с витой парой. Найдите в Интернет ответ на вопрос о коннекторе для оптического кабеля самостоятельно.
Практикум 2. Изучение сетевой карты, вставленной в ПК (скринкаст). В Windows 7 выполните команду Пуск-Панель управления-Оборудование и звук-Диспетчер устройств и раскройте список Сетевые адаптеры
В ПК установлено два сетевых адаптера Примечание: Если у вас на сетевой плате нет желтых восклицательных знаков и красных крестиков, то ее драйвер установлен и работает корректно. Если напротив сетевого адаптера отображен восклицательный знак на фоне желтого круга, то драйвер конфликтует с другим устройством. Если напротив сетевой карты появился красный крестик, то драйвера вообще нет и его следует искать и устанавливать. Определите физический (MAC) адрес адаптера. Для этого в Windows 7 выполните команду Пуск-Все программы. Стандартные-Командная строка и введите команду ipconfig/all.
Физический адрес и есть МАС-адрес сетевого адаптера
Краткие итоги. • По материалам лекции мы изучили виды сетевого оборудования: cетевые кабели, адаптеры, концентраторы, коммутаторы, маршрутизаторы, а также познакомились с их характеристиками (параметрами). • В практических заданиях к лекции исследуется сетевая карта, вынутая из ПК и вставленная в ПК. • Анализ команды ipconfig показал, что сетевой адаптер работает нормально, а также мы узнали МАС адрес сетевой платы.
Самостоятельная работа 1: http: //www. intuit. ru/studies/courses/3688/930/ lecture/20100
Самостоятельная работа 2: http: //www. intuit. ru/studies/courses/3688/930/ lecture/20101
Ссылки: • http: //www. intuit. ru/studies/courses/3688/93 0/lecture/16466 • http: //www. intuit. ru/studies/courses/3688/93 0/lecture/20098 • http: //www. intuit. ru/studies/courses/3688/93 0/lecture/20099
Скачать презентацию Оборудование для локальных сетей В лекции кратко рассмотрены
Оборудование для локальных сетей.pptx