Сетевое передающее оборудование Глава 4 учебника Тверь 2008

Содержание Введение • Передающее оборудование ЛКС • Передающее оборудование глобальных КС Заключение Список использованной литературы

Введение Сети представляют собой функциональную структуру, включающую в себя широкий ассортимент сетевого передающего оборудования. Без такого оборудования локальные сети могли бы связывать лишь пары компьютеров, а глобальные сети практически не могли бы существовать. Сетевые приемопередающие устройства обычно скрыты от постороннего глаза в монтажных комнатах или машинных залах; однако они играют решающую роль при выполнении сетевых операций.

Передающее оборудование ЛКС vсетевые адаптеры; vповторители; vмодули множественного доступа; vконцентраторы; vмосты; vмаршрутизаторы; v. Мосты маршрутизаторы; vкоммутаторы; vшлюзы.

Сетевой адаптер является приемопередатчиком, обеспечивающим канал передачи данных в сетевой среде. Его встроенные средства упаковывают во фрейм заголовок, исходный и целевой адреса, данные и хвостовик, а фрейм в виде законченного пакета передается в коммуникационную среду. Сетевой адаптер служит для подключения к сети некоторого сетевого устройства, например, компьютера или другого сетевого оборудования.

Для реализации сетевого соединения нужны четыре компонента: 1. Коннектор, соответствующий сетевой передающей среде; 2. Трансивер; 3. Контроллер, поддерживающий подуровень MAC канального уровня OSI; 4. Микропрограммное обеспечение для управления протоколом.

Повторители Повторитель (репитер, repeater) соединяет два или несколько кабельных сегментов и ретранслирует любой входящий сигнал на все другие сегменты. Повторитель может выполнять следующие функции Физического уровня: – фильтровать искажения сигнала или шум, вызванный радио ; – усиливать входящий сигнал и восстанавливать его форму для более точной передачи; – синхронизировать сигнал (в сетях Ethernet).

• • • Повторители позволяют выполнить следующие задачи: удлинить кабельную систему; увеличить количество подключенных узлов и обойти ограничения, налагаемые на отдельный сегмент ; распознать сетевую ошибку и отключить сегмент кабеля; подключиться к компонентам в других сетевых устройствах, таких как концентраторы и коммутаторы, а также усилить и синхронизировать сигналы; соединить сегменты, работающие с разной передающей средой.

Многопортовый повторитель

Достоинства и недостатки: + Они представляют собой недорогой способ расширения сети. Они могут создать дополнительный трафик в загруженной сети, поскольку ретранслируют входящий сигнал во все исходящие сегменты.

Модули множественного доступа Модуль множественного доступа (multistation access unit, MAU) выполняет функции центрального концентратора в сети с маркерным кольцом. Также встречается термин интеллектуальный модуль множественного доступа (smart multistation access unit, SMAU), если модуль обладает возможностью находить неисправности в соединениях с рабочими станциями и изолировать неисправные станции от всей сети.

Модули MAU используются исключительно в сетях с маркерным кольцом, где они могут выполнять следующие функции: – соединять рабочие станции в логическое кольцо в рамках физической звездообразной топологии; – усиливать информационные сигналы; – соединяться в последовательные цепочки для расширения маркерного кольца; – обеспечивать правильное перемещение данных; – отключать порты, связанные с неисправными узлами.

Модуль MAU может выполнять функции пассивного или активного концентратора. Пассивный концентратор (passive hub) лишь передает сигнал от станции к станции. Активный концентратор (active hub) регенерирует, синхронизирует и усиливает сигналы при каждом их перемещении к следующему узлу.

Модуль MAU, соединяющие рабочие станции в сети с маркерным кольцом.

Спецификации на модули MAU сетей с маркерным кольцом Спецификация Диапазон назначений Максимальное количество станций 96 для малой сети 260 для большей сети Максимальное количество модулей MAU 12 для малой сети 33 для большей сети Минимальная длина соединенного кабеля между модулями MAU 2. 5 м Максимальная длина соединительного кабеля между модулями MAU STP: 200 м DTP: 45, 5 м Оптоволокно: 1 км

Концентраторы Концентратор (hub) представляет собой центральное сетевое устройство, к которому в звездообразной топологии подключаются сетевые узлы (например, рабочие станции и серверы).

Концентраторы выполняют следующие функции: • являются центральным устройством, через которое соединяется множество узлов сети; • позволяют большое количество компьютеров соединять в одну или несколько локальных сетей; • обеспечивают связь различных протоколов (например, преобразование протокола Ethernet в протокол FDDI и обратно); • обеспечивают соединение между различными типами передающей среды, позволяют централизовать сетевое управление и структуру.

Наращиваемые концентраторы

Концентраторы поддерживают следующие технологии локальных сетей: • • Ethernet; Fast Ethernet; Gigabit Ethernet; 10 Gigabit Ethernet; FDDI; Token Ring; Fast Token Ring.

Мосты Мост (bridge) – это сетевое устройство, соединяющее между собой сегменты локальной сети. Мосты позволяют решать следующие задачи: • расширить локальную сеть в случае, когда достигнут лимит на максимальное количество соединений (например, если сегмент Ethernet имеет 30 узлов); • расширить локальную сеть и обойти ограничения на длину сегментов (например, если нужно нарастить сегмент Ethernet на тонком кабеле, который уже имеет длину 185 м); • сегментировать локальную сеть для ликвидации узких мест в сетевом трафике.

Сеть с мостом

Использование мостов для каскадирования сети

Существуют два типа мостов: локальные и удаленные. Локальный мост (local bridge) используется для непосредственного соединения двух близко расположенных локальных сетей (например, двух сетей Ethernet). Удаленные мосты (remote bridge) используются для связи сетей, находящихся на расстоянии.

Маршрутизаторы Маршрутизатор (router) выполняет некоторые функции моста, такие анализ топологии, фильтрация и пересылка пакетов. Однако, в отличие от мостов, маршрутизаторы могут направлять пакеты в конкретные сети, анализировать сетевой трафик и быстро адаптироваться к изменениям сети.

Пересылка пакета с помощью маршрутизатора

Главные задачи, которые могут решать маршрутизаторы: – эффективно перенаправлять пакеты из одной сети в другую, устраняя ненужный трафик; – соединять соседние или удаленные сети; – связывать разнородные сети; – устранять узкие места сети, изолируя ее отдельные части; – защищать фрагменты сети от несанкционированного доступа.

Маршрутизация бывает статическая и динамическая. Для статической маршрутизации необходимы таблицы маршрутизации, которые создает сетевой администратор; в них указываются фиксированные (статические) маршруты между любыми двумя маршрутизаторами. Динамическая маршрутизация выполняется независимо от сетевого администратора.

Мосты- маршрутизаторы Мост - маршрутизатор (brouter) – это сетевое устройство, в некоторых случаях исполняющее функции моста, а в других случаях – функции маршрутизатора. Мост маршрутизатор может выполнять следующие функции: • эффективно управлять пакетами в сети со многими протоколами, включая протоколы, которые являются маршрутизируемыми, и протоколы, которые маршрутизировать нельзя; • соединять сети; • обеспечивать безопасность некоторых фрагментов сети, контролируя доступ к ним.

Мосты маршрутизаторы используются в сетях, работающих с несколькими протоколами, например, с Net. BEUI, IPX/SPX и TCP/IP, поэтому они также называются многопротокольными маршрутизаторами. Функции (маршрутизация или пересылка), выполняемые ими по отношению к некоторому протоколу, зависят от двух причин: • от директив сетевого администратора, заданных для этого протокола; • от того, содержит ли входящий фрейм данные о маршрутизации (если не содержит, то пакеты этого протокола обычно пересылаются во все сети).

Коммутаторы (switch) обеспечивают функции моста, а также позволяют повысить пропускную способность существующих сетей. Коммутаторы используемые в локальных сетях, напоминают мосты в том смысле, что они работают на подуровне MAC Канального уровня (Уровня 2) и анализируют адреса устройств во всех входящих фреймах.

В коммутаторах локальных сетей обычно используется один из двух методов: • при коммутации без буферизации пакетов (cut through switching) фреймы пересылаются по частям до того момента, пока фрейм не будет получен целиком. • в процессе коммутации с промежуточным хранением (store and forward switching) (также называемой коммутацией с буферизацией) передача фрейма не начинается до тех пор, пока он не будет получен полностью.

Шлюзы • • • Термин шлюз (gateway) обозначает программный или аппаратный интерфейс, обеспечивающий взаимодействие между двумя различными типами сетевых систем или программ. С помощью шлюза можно выполнять следующие операции: преобразовывать широко используемые протоколы в специализированные; преобразовывать сообщения из одного формата в другой; преобразовывать различные схемы адресации; связывать хост компьютеры с локальной сетью; соединять сети с различными архитектурами.

Рабочая станция обращается к файлу, сервера Net. Ware через шлюз, работающий на сервере Windovs 2000

Передающее оборудование глобальных сетей • • • мультиплексоры; группы каналов; частные телефонные сети; телефонные модемы; адаптеры ISDN; кабельные модемы; модемы и маршрутизаторы DSL; серверы доступа; маршрутизаторы.

Мультиплексоры (multiplexer, MUX) – это сетевые устройства, которые могут принимать сигнал от множества входов и передавать их в общую сетевую среду. Мультиплексоры по сути представляют собой коммутаторы и используются в старых и новых технологиях, в том числе: • в телефонии для коммутации физических линий; • при коммутации телекоммуникационных виртуальных цепей для создания множества каналов в одной линии; • в последовательных каналах для подключения нескольких терминалов к одной линии, для чего эта линия делится на несколько каналов.

Применение мультиплексоров

Мультиплексоры работают на Физическом уровне OSI, переключаясь между каналами. При этом используется один из трех методов электрической коммутации или единственный метод при передаче по оптической среде: • множественный доступ с уплотнением каналов (TDMА), • множественный доступ с частотным разделением каналов (FDMA) • статистический множественный доступ.

Группы каналов Группа каналов – это крупный мультиплексор, объединяющий телекоммуникационные каналы в одном месте, называемом точкой присутствия (point of presence, POP). Эти каналы могут представлять собой частные линии Т 1, полные линии Т 1 и Т 3, каналы ISDN или каналы с ретрансляцией кадров. Первые группы каналов типа D 1 состояли из мультиплексоров Т 1. Усовершенствования групп каналов привели к появлению D 4 и менее дорогих систем цифрового доступа и коммутации (DACS).

Частные телефонные сети Некоторые организации для уменьшения числа линий, подключенных к региональной телефонной компании, разворачивают собственные телефонные службы. Например, компания может иметь 100 офисов, имеющих собственные телефоны, но при этом не более 50 сотрудников могут одновременно звонить за пределы этих офисов. Эта компания может сэкономив средства, установив собственную телефонную систему, имеющую 100 линий связи с офисами, подключаемыми к центральной АТС или коммутационному узлу, который 50 ю линиями соединен с региональной телефонной компанией.

Телефонные модемы Термин модем представляет собой сокращение от термина "модулятор /демодулятор". Модем преобразует выходящий компьютерный (цифровой) сигнал в аналоговый, который может быть передан по телефонной линии. Модемы для компьютеров бывают внутренние и внешние. Внутренний модем вставляется в компьютерный слот расширения на материнской плате. Внешний модем – это автономное устройство, подключаемое к последовательному порту компьютера с помощью специального модемного кабеля, совпадающего с разъемом последовательного порта.

Адаптеры ISDN напоминают цифровой модем и называемый терминальным адаптером (terminal adapter, ТА). Существующие терминальные адаптеры имеют почти такую же стоимость, как и высококачественные асинхронные или синхронные модемы, однако их быстродействие выше. Терминальные адаптеры преобразуют цифровой сигнал в некоторый протокол, который пригоден для передачи по цифровой телефонной линии. Обычно у них имеется разъем аналогового телефона, с помощью которого можно подключить обычный телефон или модем и использовать их на цифровой линии.

Кабельные модемы Кабельный модем работает с восходящей (upstream) и нисходящей (downstream) частотами (каналами), которые уже используются в кабельной службе. Восходящий канал предназначен для передачи исходящего сигнала с помощью спектра (непрерывного диапазона) частот, несущих речевые телевизионные и цифровые сигналы. Нисходящий канал используется для приема сигналов, а также смешивается с другими сигналами, поступающими абоненту.

Модемы и маршрутизаторы DSL Другой высокоскоростной службой передачи цифровых данных, конкурирующей с ISDN и кабельными модемами, является технология Digital Subscriber Line, DSL (цифровая абонентская линия). Она представляет собой метод передачи цифровых данных по медному проводу, уже проложенному в большинстве офисов для телефонных служб (новейшие технологии DSL могут использоваться с оптоволоконными телефонными линиями).

Подключение к сети DSL

Серверы доступа Сервер доступа (access server) совмещает в себе функции нескольких устройств, применяемых для глобальной связи. Один сервер доступа может выполнять передачу данных с использованием модемных коммуникаций, Х. 25, линий Т 1, Т 3 и ISDN, а также ретрансляции кадров. Некоторые серверы доступа разработаны для небольших и средних по размеру сетей. Такие серверы для подключения к сети имеют адаптер Ethernet или Token Ring. Также у них существуют несколько синхронных и асинхронных портов.

Маршрутизаторы С помощью удаленного маршрутизатора сети, расположенные на большом удалении друг от друга (например, в разных городах), можно объединить в глобальную сеть. Один маршрутизатор, находящийся в одном городе, может соединить некоторую компанию с удаленным маршрутизатором, находящимся в другой компании, расположенной в любом другом городе. Удаленные маршрутизаторы соединяют сети, использующие ATM, ISDN, технологии ретрансляции кадров и передачи данных по скоростной последовательной линии, а также Х. 25.

Сетевой адаптер Cisco Aironet AIR-PCI 352

• Основные характеристики: • Тип – сетевой адаптер для сетевого устройства; – съемная карта с интерфейсом PCI. ; • Скорость передачи данных: от 1 до 11 Мбит/сек • Макс. скорость передачи (WAN) 11 Мбит/сек. • Беспроводное соединение: – – 2. 4 ГГц - 2. 489 ГГц до 3 каналов dipol антенна дальность передачи до 107 м • Дополнительные характеристики: • Сетевые стандарты IEEE 802. 11 b

Сетевой адаптер Cisco Aironet AIR-CB 21 AG, Wi-Fi, Card. Bus

• Основные характеристики: • Цена 138 $; • Тип: – сетевой адаптер для ноутбука; – съемная карта; – с интерфейсом Card. Bus. Тип сети – Wi Fi (беспроводная сеть) Скорость передачи данных: от 1 до 54 Мбит/сек. Макс. скорость передачи (WAN) 54 Мбит/сек. Беспроводное соединение: 5. 725 ГГц; дальность передачи до 13 м • Индикаторы активное соединение; состояние соединения • •

Точка доступа/ мост Cisco Aironet 350

• Основные характеристики • Тип сети: – Ethernet, – Fast Ethernet, – беспроводная сеть • Скорость передачи по базовым портам: 11 Мбит/сек. • Скорость передачи по UPLINK: 100 Мбит/сек. • Специальные функции: – 128 бит. – шифрование • Протоколы маршрутизации: – DHCP – TFTP v 2 • Беспроводное соединение: 2. 497 ГГц

Маршрутизатор Cisco 575

Основные характеристики Цена $126. 00 Тип: внешний маршрутизатор для офиса Тип линии связи (WAN): телефонная линия Количество базовых портов: 1 Ethernet, Long Reach Ethernet (LRE) • Дополнительные характеристики • Интерфейсы • • • – телефонная линия • RJ-11 • основное устройство – Long-Reach Ethernet (LRE) • RJ-11 • основное устройство – Ethernet 10 base. T • RJ-45 • основное устройство

Коммутатор Cisco Catalyst 2950 G 12 EI

• Основные характеристики • Цена $1758. 00 • Тип сети – Fast Ethernet – Ethernet • • Количество базовых портов: 24 Скорость передачи по UPLINK: 100 Мбит/сек. Дополнительные характеристики Размер таблицы MAC адресов (L 2) – 8000 • Методы коммутации – store and forward • Пропускная способность – 6. 4 Гбит/сек.

DSL-200 (v. B 1) ADSL модем c USB интерфейсом для высокоскоростного подключения персонального компьютера к Интернет через линию ADSL.

• Описание • Широкополосный модем DSL 200 обеспечивает высокоскоростное подключение персонального компьютера к Интернет через линию ADSL. • Скорость до 8 Mбит/с • Использование существующей телефонной линии • Отсутствие сигналов "занято" • Неразделяемая полоса пропускания • Максимальное использование ресурсов • Повышение продуктивности • USB интерфейс

Quidway A 8010 mini-Expert компании Huawei Technologies

• Основные характеристики: • Одна плата обеспечивает 120 вызовов через модем или вызовов ISDN • Максимаьная плотность портов в одном устройстве 720. • Прямое подключение BITS по интерфейсу 2, 048 МГц • Основные услуги: доступ ISDN/модем, VPN • Vo. IP/ Fol. P: услуги факсимильной связи, хранение и пересылка факсовых данных, автоматическое переключение с услуги IP телефонии на услугу IP факса • Дополнительные услуги: ICW, обратный вызов, услуга оптовой продажи портов

Маршрутизатор Cisco Modular Access Router 1605

• • Основные характеристики Цена $1099. 00 Тип Количество базовых портов: 2 Ethernet Скорость передачи по UPLINK: 10 Мбит/сек Дополнительные характеристики Поддерживаемые стандарты – IEEE 802. 3 (Ethernet) • Корпус – Черный, индикаторная панель • Устройство хранения – DRAM 8 МБ (макс. 24 МБ) – флэш 4 МБ (макс. 16 МБ) • Кабели – шнур электропитания – сетевой кабель

Заключение • Для обмена данными между компьютерами и сетями можно применять самые разнообразные приемопередающие устройства локальных и глобальных сетей. • Основное значение имеют сетевые адаптеры, поскольку они связывают компьютеры и многие сетевые устройства с сетевым кабелем. • В первых и некоторых небольших современных сетях для расширения сети и увеличения длины сегментов используются повторители. • Некоторые сетевые устройства также выполняют функции повторителей в дополнение к своим основным, более сложным сетевым функциям.

• В глобальных сетях применяется разнообразное передающее оборудование, связанное с телекоммуникациями. • Мультиплексоры делят передающую среду на несколько каналов. • Группы каналов, используемые сначала для передачи речи, в настоящее время могут интегрироваться с мультиплексорами. • Многие организации разворачивают собственные телефонные системы • Аналоговые модемы в сочетании с обычными телефонными линиями используются уже много лет. • Серверы доступа сочетают в себе все телекоммуникационные возможности

Список использованных источников • • • "Проектирование и внедрение компьютерных сетей. Учебный курс". / Майкл Палмер, Роберт Брюс Синклер, 2004 г http: //www. compreview. ru/catalog. php? position_id=2 6574 (Сетевой адаптер Cisco Aironet AIR PCI 352) httpshop. makeit. com. ruidp=15429(Сетевой адаптер Cisco Aironet AIR CB 21 AG, Wi Fi, Card. Bus) http: //www. c tt. ru/? do=sprod 1&id=51(Fiber Driver: повторители) http: //www. xdsl. ru/articles/dslam. htm(Концентратор ы x. DSL (DSLAM))

• http: //www. compreview. ru/catalog. php? position_id=12 808(Маршрутизатор Cisco 575) • http: //www. cisco. com/global/RU/products/dsl 675. shtml (Cisco 675 ADSL маршрутизатор для малого офиса или сотрудников, работающих на дому) • http: //old. ruslan com. ru/bay_rout. html(Мосты маршрутизаторы компании Bay Networks. ) • http: //www. galaxy telecom. ru/oborud_shl. htm(IP шлюзы Cisco Systems) • http: //www. smart. ru/cisco 3810. htm(Многофункционал ьный мультиплексор Cisco МС 3810)

• http: //www. croc. ru/products/cisco_IP_Telephone. asp(IP телефоны производства фирмы Cisco) • http: //www. usrobotics. ru/products/business product. asp? sku=3 CP 3453(Аналоговый корпоративный модем V. Everything 56 K) • http: //www. 3 dnews. ru/reviews/communication/cable(К абельные модемы) • http: //www. cisco. com/global/RU/products/dsl. shtml(Мо сты и маршрутизаторы DSL) • http: //www. compreview. ru/catalog. php? position_id=99 26(Маршрутизатор Cisco Modular Access Router 1605)