Компьютерные коммуникации и коммуникационное оборудование

Коммуникационное оборудование. Топология сети. Компьютерная сеть.

На этой странице мы поговорим на такие темы, как : Коммуникационное оборудование : switch, repeater, hub, bridge, router, gateway и про все что с этим связано.

К Коммуникационному оборудованию относятся всевозможные аппаратные средства, необходимые для объединения узлов компьютерной сети, ее расширения и выполнения других функций.

Switch (коммутатор).

Switch (свич, коммутатор) — устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного сегмента. В отличие от концентратора, распространяет трафик только к нужному порту, а не ко всем Это не загружает сеть, и препятствует образованию коллизии (сталкивания пакетов файлов).

Switch работает на канальном уровне модели OSI и может соединять сегменты сети по MAC-адресам. Принцип работы коммутатора таков : Коммутатор хранит в памяти таблицу MAC, в которой прописано соответствие MAC-адреса узла и порта компьютера. При первом включении switch, таблица пуста, и он работает в режиме обучения. Свитч отправляет пакеты на все порты, а потом анализирует их, определяя MAC-адрес отправителя, и записывает его в таблицу. И теперь, если на один из портов коммутатора поступит пакет, предназначенный для этого компьютера, этот пакет будет отправлен только на соответствующий порт. В результате трафик локализируется.

Свичи можно разделить на управляемые и неуправляемые. Управляемые сложные свичипозволяют контролировать коммутацию на канальном и сетевом уровне модели OSI. Управление свичем может осуществляться посредством протокола Web-интерфейса, SNMP и RMON.

Repeater (повторитель).

Repeater (повторитель) — устройство для соединения двух сегментов сети, как правило шинных. Основное назначения повторителя, это восстановление исходного уровня информационного сигнала, засчет чего возможно расширения сети. Repeater применяется либо внутри одного сегмента шины либо соединяет два. На сегодняшний день, как правило не распространены, так как топология шина, применяется редко.

Hub (концентратор).

Hub (концентратор) — многопортовое устройство для соединения нескольких сегментов сети, количество которых равно количеству портов на самом концентраторе. Наибольшее распространение получили концентраторы 8, 16 и 32 портовые. Классический концентратор (пассивный), в своем построение не имеет функционального элемента, предназначенного, для определения узла сети и локализации трафика. По этой причине Hub может распознать, только с какого порта поступил сигнал, а отправляет пакеты на все сегменты сети, что приводит к бесполезной загрузки. При большом количестве абонентов сети, в комбинированных топологиях, эффективность работы сети понижается и есть большая вероятность возникновения коллизии.

Примечание

На сегодняшний день, концентраторы заменены коммутаторами…

Bridge (мост).

Bridge (мост) — сетевое оборудование для объединения сегментов локальной сети. Сетевой мост работает на канальном уровне (L2) модели OSI, обеспечивая ограничение домена коллизий (в случае сети Ethernet). Мосты направляют фреймы данных в соответствии с MAC-адресами фреймов. В общем случае коммутатор (свитч) и мостаналогичны по функциональности, разница заключается во внутреннем устройстве: мосты обрабатывают трафик, используя центральный процессор, коммутатор же использует коммутационную матрицу (аппаратную схему для коммутации пакетов). В настоящее время мосты практически не используются (так как для работы требуют производительный процессор), за исключением ситуаций, когда связываются сегменты сети с разной организацией первого уровня, например, между xDSL соединениями, оптикой, Ethernet’ом. В случае SOHO-оборудования, режим прозрачной коммутации часто называют «мостовым режимом» (bridging).

Режим бриджинга присутствует в некоторых видах высокоуровневого сетевого оборудования и операционных систем, где используется для «логического объединения» нескольких портов в единое целое (с точки зрения вышестоящих протоколов), превращая указанные порты в виртуальный коммутатор. В Windows XP/2003 этот режим называется «подключения типа мост». В операционной системе Linux при объединении интерфейсов в мост создаётся новый интерфейс brN (N — порядковый номер, начиная с нуля — br0), при этом исходные интерфейсы находятся в состоянии down (с точки зрения ОС). Для создания мостов используется пакет bridge-utils, входящий в большинство дистрибутивов Linux.

Router (маршрутизатор).

Router (маршрутизатор) — сетевое устройство, на основании информации о топологии сети и определённых правил принимающее решения о пересылке пакетов сетевого уровня (уровень 3 модели OSI) между различными сегментами сети. Работает на более высоком уровне, нежели коммутатор и сетевой мост. Обычно маршрутизатор использует адрес получателя, указанный в пакетах данных, и определяет по таблице маршрутизации путь, по которому следует передать данные. Если в таблице маршрутизации для адреса нет описанного маршрута, пакет отбрасывается. Существуют и другие способы определения маршрута пересылки пакетов, когда, например, используется адрес отправителя, используемые протоколы верхних уровней и другая информация, содержащаяся в заголовках пакетов сетевого уровня. Нередко маршрутизаторы могут осуществлять трансляцию адресов отправителя и получателя, фильтрацию транзитного потока данных на основе определённых правил с целью ограничения доступа, шифрование/дешифрование передаваемых данных.

Таблица маршрутизации содержит информацию, на основе которой маршрутизатор принимает решение о дальнейшей пересылке пакетов. Таблица состоит из некоторого числа записей — маршрутов, в каждой из которых содержится адрес сети получателя, адрес следующего узла, которому следует передавать пакеты и некоторый вес записи — метрика. Метрики записей в таблице играют роль в вычислении кратчайших маршрутов к различным получателям. В зависимости от модели маршрутизатора и используемых протоколов маршрутизации, в таблице может содержаться некоторая дополнительная служебная информация.

Например

192.168.64.0/16 [110/49] via 192.168.1.2, 00:34:34, FastEthernet0/0.1 где 192.168.64.0/16 — сеть назначения,
110/- административное расстояние
/49 — метрика маршрута,
192.168.1.2 — адрес следующего маршрутизатора, которому следует
передавать пакеты для сети 192.168.64.0/16,
00:34:34 — время, в течение которого был известен этот маршрут,
FastEthernet0/0.1 — интерфейс маршрутизатора, через который можно
достичь «соседа» 192.168.1.2.

Gateway (шлюз).

Gateway (шлюз) — аппаратный маршрутизатор или программное обеспечение для сопряжения компьютерных сетей, использующих разные протоколы (например, локальной и глобальной). Сетевые шлюзы работают почти на всех известных операционных системах. Основная задача сетевого шлюза — конвертировать протокол между сетями. Роутер сам по себе принимает, проводит и отправляет пакеты только среди сетей, использующих одинаковые протоколы. Сетевой шлюз может с одной стороны принять пакет, сформатированный под один протокол (например Apple Talk) и конвертировать в пакет другого протокола (например TCP/IP) перед отправкой в другой сегмент сети. Сетевые шлюзы могут быть аппаратным решением, программным обеспечением или тем и другим вместе, но обычно это программное обеспечение, установленное на роутер или компьютер. Сетевой шлюз должен понимать все протоколы, используемые роутером.

Источник

Компьютерные коммуникации и коммуникационное оборудование.

Только с появлением компьютеров развитие коммуникаций приобретает поистине небывалый размах. Новая среда позволяет обмениваться электронными копиями информации со сказочными скоростями и хранить их в виде, удобном для корректировки.
Однако, чтобы пользоваться этими новыми средствами коммуникаций, необходимы определенные знания. Компьютеры соединяются между собой в глобальную систему, создавая единую информационную среду. Появляется глобальное информационное поле, доступное с любого расстояния. Все владельцы компьютеров, имеющие доступ к этому полю, могут обеспечиваться любой информацией. Участники коммуникаций могут вступать в дискуссию по любым вопросам с людьми из разных точек нашей планеты. Компьютерные коммуникации дают возможность проявить себя, корректировать свои идеи. Совместная обработка информации на огромных расстояниях открывает границы между народами для совместной деятельности. Таким образом, мы пришли к понятию компьютерной коммуникационной среды.

Компьютерная коммуникационная среда-совокупность условий и средств обмена информацией между людьми с помощью компьютеров.Рассмотрим, какие технические средства необходимы для коммуникации в компьютерной среде. Развитие компьютерных коммуникаций во многом было связано с тем, что людям приходилось работать сообща над весьма сложными и обширными задачами, а также пользоваться общими базами данных. Понадобилось объединить несколько компьютеров, чтобы передавать информацию с одного из них на другой, совместно использовать или изменять ее. Так появились компьютерные сети.
Компьютерная сеть-система взаимосвязанных компьютеров, предназначенных для передачи, хранения и обработки информации.
В небольших сетях все компьютеры обычно равноправны, т.е. пользователи самостоятельно решают, какие ресурсы своего компьютера сделать общедоступными по сети. Такие сети называются одноранговыми. Если к сети подключено более 10 компьютеров, одноранговая сеть может оказаться недостаточно производительной. Для увелтчния производительности , а также в целях обеспечения большей надежности при хранении информации в сети, некоторые компьютеры специально выделяют для хранения файлов или программ-приложений. Такие компьютеры называются серверами.Сервер должен быть мощным, иметь весьма значительный объем оперативной и дисковой памяти.

Сервер-главный компьютер сети, который предоставляет доступ к общей базе данных, обеспечивает совместное использование устройств ввода-вывода и взаимодействие пользователей.
Компьютеры, подключенные к сети, имеют доступ ко всем сервисным услугам сервера. Но это возможно лишь тогда, когда каждая машина занесена в список клиентов сервер. Это означает. Что ему выделяется регистрационное имя и пароль.
Клиент-компьютер — компьютер сети, который имеет доступ к информационным ресурсам или устройствам сервера.

Коммуникационное оборудование предназначено для подключения персональных компьютеров, а также других устройств к технологическим сетям, построенным на базе выделенных каналов тональной частоты, радиоканалов и цифровых каналов передачи данных, а также позволяет построить многоуровневые технологические сети с применением различных физических каналов передачи данных в различных сегментах сети.

Сетевой адаптер – это специальное устройство, которое предназначено для сопряжения компьютера с локальной сетью и для организации двунаправленного обмена данными в сети. Сетевая карта вставляется в свободный слот расширения на материнской плате и оборудована собственным процессором и памятью, а для подключения к сети имеет разъем типа RJ-45. Наиболее распространены карты типа PCI, которые вставляются в слот расширения PCI на материнской плате. В зависимости от применяемой технологии Ethernet, Fast Ethernet или Gigabit Ethernet и сетевой карты скорость передачи данных в сети может быть: 10, 100 или 1000 Мбит/с.
Сетевые кабели
В качестве кабелей соединяющих отдельные ПК и коммуникационное оборудование в локальных сетях применяются:
1. Витая пара – передающая линия связи, которая представляет собой два провода, перекрученных друг с другом с определенным шагом с целью снижения влияния электромагнитных полей.
2. Коаксиальный кабель – кабель, который состоит из одного центрального проводника в изоляторе и второго проводника расположенного поверх изолятора.
3. Оптический кабель – это кабель, в котором носителем информации является световой луч, распространяющийся по оптическому волокну.

Кроме того, в качестве передающей среды в беспроводных локальных сетях используются радиоволны в микроволновом диапазоне. К коммуникационному оборудованию локальных сетей относятся: трансиверы, повторители, концентраторы, мосты, коммутаторы, маршрутизаторы и шлюзы.

Часть оборудования (приемопередатчики или трансиверы, повторители или репитеры и концентраторы или hubs) служит для объединения нескольких компьютеров в требуемую конфигурацию сети. Соединенные с концентратором ПК образуют один сегмент локальной сети, т.е. концентраторы являются средством физической структуризации сети, так как, разбивая сеть на сегменты, упрощают подключение к сети большого числа ПК.

Другая часть оборудования (мосты, коммутаторы) предназначены для логической структуризации сети. Так как локальные сети являются широковещательными (Ethernet и Token Ring), то с увеличением количества компьютеров в сети, построенной на основе концентраторов, увеличивается время задержки доступа компьютеров к сети и возникновению коллизий. Поэтому в сетях построенных на хабах устанавливают мосты или коммутаторы между каждыми тремя или четырьмя концентраторами, т.е. осуществляют логическую структуризацию сети с целью недопущения коллизий.

Третья часть оборудования предназначена для объединения нескольких локальных сетей в единую сеть: маршрутизаторы (routers), шлюзы (gateways). К этой части оборудования можно отнести и мосты (bridges), а также коммутаторы (switches).

Повторители (repeater) – устройства для восстановления и усиления сигналов в сети, служащие для увеличения ее длины.

Приемопередатчики (трансиверы) – это устройства, предназначенные для приема пакетов от контроллера рабочих станций сети и передачи их в сеть. Трансиверы (конверторы) могут преобразовывать электрические сигналы в другие виды сигналов (оптические или радиосигналы) с целью использования других сред передачи информации.

Концентраторы или хабы (Hub) – устройства множественного доступа, которые объединяет в одной точке отдельные физические отрезки кабеля, образуют общую среду передачи данных или сегменты сети, т.е. хабы используются для создания сегментов и являются средством физической структуризации сети.

Мосты (bridges) – это программно – аппаратные устройства, которые обеспечивают соединение нескольких локальных сетей между собой. Мосты предназначены для логической структуризации сети или для соединения в основном идентичных сетей, имеющих некоторые физические различия.

Коммутаторы (switches) — программно – аппаратные устройства являются быстродействующим аналогом мостов, которые делят общую среду передачи данных на логические сегменты. Логический сегмент образуется путем объединения нескольких физических сегментов с помощью одного или нескольких концентраторов. Каждый логический сегмент подключается к отдельному порту коммутатора. При поступлении данных с компьютера — отправителя на какой-либо из портов коммутатор передаст эти данные, но не на все порты, как в концентраторе, а только на тот порт, к которому подключен сегмент, содержащий компьютер — получатель данных.

Маршрутизаторы (routers). Эти устройства обеспечивают выбор маршрута передачи данных между несколькими сетями, имеющими различную архитектуру или протоколы. Они обеспечивают сложный уровень сервиса, так как могут выполнять “интеллектуальные” функции: выбор наилучшего маршрута для передачи сообщения, адресованного другой сети; защиту данных; буферизацию передаваемых данных; различные протокольные преобразования. Маршрутизаторы применяют только для связи однородных сетей.

Шлюзы (gateway) – устройства (компьютер), служащие для объединения разнородных сетей с различными протоколами обмена. Шлюзы выполняют протокольное преобразование для сети, в частности преобразование сообщения из одного формата в другой.

Источник



Коммуникационное оборудование, что это?

Коммуникационное оборудование – слишком обширная терминология, включающая в себя различные аксессуары и компоненты, общим свойством которых является обеспечение связи между устройствами и компьютером. Если рассматривать коммуникационное оборудование применимое к интернету, то его скорей можно назвать сетевым оборудованием. Оно делится на пассивное и активное оборудование для сети. Для того чтобы обеспечить компьютерную сеть, нам необходимы – сетевая карта, модем, коммутатор, маршрутизатор, пач – панели и многое другое.

Пассивное оборудование

К пассивному сетевому оборудованию можно причислить зачастую вспомогательное оборудование, у которого отсутствует «интеллектуальная» функция. К этой категории можно отнести для примера различные кабеля, или если совокупно, то вся кабельная система. Это и коаксиальный кабель, и витая пара, а также розетка с вилкой, концентратор, повторитель, патч – панель и другое.

Для примера приведем некоторые виды пассивных сетей. Концентратор выполняет объединение сегментов сети в Интернет нескольких устройств. Чтобы подключить устройства между собой, используется коаксиальный кабель, оптоволокно или витая пара. Также этот термин применим и к другим устройствам для передачи данных, это и Fire Wire,USB и прочее.

Пач и кросс – панель составная часть СКС, или структурированная кабельная система. Эти панели могут быть как наборными, так и фиксированными. В наборной панели возможно содержание разъемов разного типа, это и волоконно – оптический разъем различного типа, и коаксиальный, медный и другие типы. К фиксированной панели можно отнести однотипные разъемы.

Активное оборудование

Если устройство подразумевает какую – то логику и интеллектуальность, то его можно отнести к активному сетевому оборудованию. Это — маршрутизатор, принт-сервер, коммутатор и многое другое.

Для примера возьмем роутер, или как его еще называют – маршрутизатор. Он принимает решение о пересылке пакета сетевого уровня для различных сегментов сетей. Маршрутизатор использует указанный в пакетных данных адрес получателя, для передачи данных, и если этого адреса нет маршрута в таблице маршрутизации, то этот пакет будет отброшен. Роутер помогает снять загрузку сети, разделяя домены и фильтруя пакеты.

Сетевая карта или адаптер, помогает компьютеру осуществлять взаимодействие с устройствами сети. На сегодня сетевую плату интегрируют в материнскую плату, для удешевления и удобства самого компьютера.

Здесь приведена только малая толика того, что входит в понятие коммуникационное оборудование. Все это объединяет многие сферы деятельности, и мы используем компьютерные сети из – за их неотъемной части, влияющую на нашу жизнь.

Источник

Коммуникационное оборудование: виды, назначение, характеристики

Современный мир развитых технологий даже не представляется без коммуникационного оборудования. Потому что практически в каждом доме, офисе, на предприятии, учебном заведении есть компьютер или даже несколько, а значит, и интернет, а как следствие, и сеть.

Ведь главной функцией коммуникационного оборудования является принятие, иногда обработка и передача данных на расстояние (от нескольких сантиметров до нескольких тысяч километров).

Еще раньше очень распространенными разновидностями таких устройств служили: проводной телефон, телеграф… Чуть позже факс.

Научно-техническое определение и виды оборудования

Коммуникационное оборудование – это специальные устройства, которые осуществляют передачу каких-либо данных по определенным линиям, называющимся линиями связи (кабель, коммутатор и другие).

Наиболее распространенные их разновидности – это оптоволоконный кабель, витая пара, коаксиальный кабель.

Каковы же виды коммуникационного оборудования?

1. Оборудование данных или терминальное.
2. Сетевое оборудование.
3. Оборудование линии связи.

Расшифровка каждого вида

Все представители каждого вида могут также назваться техническими средствами коммуникационного оборудования.

Оборудование данных – это устройства, преобразующие информацию пользователя в данные, предназначенные для передачи их по линии связи, и осуществляющие обратное преобразование. К этому виду устройств относятся персональные компьютеры, а также большая электронно-вычислительная машина, устройство сбора данных, кассовый аппарат и другие терминальные приспособления.

Сетевое коммуникационное оборудование – это техника, которая необходима для того, чтобы компьютерные сети работали. Наиболее яркими представителями этого вида являются: коммутатор, патч-панель, маршрутизатор, концентратор, сетевой адаптер, репитер и другие. Бывает такое оборудование двух основных типов: активное и пассивное.

Оборудование линии связи – это устройства, преобразующие данные, которые сформированы специальным шифрующим прибором в сигнал, передающийся по этим линиям и выполняющий обратное преобразование. Наиболее узнаваемым и ярким представителем этого оборудования является модем.

Активное сетевое оборудование

Это устройства, содержащие электронные схемы, которые работают от электрических сетей (или других подобных источников). Эти приборы выполняют функцию усиления и преобразования сигнала в другие.

В такое оборудование уже изначально заложена способность обрабатывать сигналы по специальным алгоритмам. А именно: эти устройства не только улавливают и передают сигналы, но и обрабатывают данную им техническую информацию, перенаправляя и распределяя поступающие к ним потоки соответственно встроенным в память оборудования алгоритмам.

В составе оборудования: сетевой адаптер, репитер (повторяет сигнал с целью увеличения длины его распространения), концентратор (еще называется многопортовый репитер), коммутатор (прибор, у которого несколько портов), маршрутизатор (тот же роутер), ретранслятор, медиаконвертер, сетевой трансивер (для преобразования интерфейса передачи информации).

Пассивное сетевое оборудование

Пассивным называют такое оборудование, которое применяется для распределения, а также снижения уровня сигнала. Оно работает без питания от электрической сети или другого подобного источника.

Наиболее яркими представителями этого вида оборудования являются:

• кабельная система;
• оборудование трассы для кабелей.

Локальные сети

Коммуникационное оборудование локальных сетей – это оборудование, которое служит для взаимного объединения устройств в единую сеть. А необходимо это для создания и связи множества сетей или подсетей.

Оборудование, которое используется в них, применяется и для подключения отдельного узла, и для связи большого их количества между собой.

Очень хорошо знакомый каждому вид локальной сети – это компьютерная, которая представляет собой набор машин, соединенных между собой и снабженных специальными программами, предоставляющим пользователям сети возможность доступа ко всем данным этих компьютеров.

Локальные сети — это системы, распространение сигнала которых осуществляется в радиусе до 3 километров. Бывает сеть отделов, корпоративная (если в одном здании), внутри учебного заведения, а также домашняя.

Есть также городские сети (в радиусе крупного города) и глобальные (распространение сигнала на территории города, региона, страны). Но они уже не являются локальными.

Корпоративная сеть

Очень распространенной в настоящее время локальной сетью является корпоративная, которая объединяет системы, находящиеся на всей территории предприятия. Количество рабочих мест – сто и более.

Если же подразделения организации находятся на большом расстоянии друг от друга, тогда применяют технологии глобальной сети.

В корпоративной сети, как правило, достаточно высокие требования к надежности и производительности.

Взаимодействие компонентов компьютерной системы происходит согласно схемам, которые могут несколько отличаться друг от друга.

Кроме этого, есть такие составляющие подобной сети:

1. Компьютеры, подключенные к системе, именуются станциями или узлами.
2. Наличие сетевого адаптера – устройства для подключения к системной шине компьютера и обеспечивающего прием, а также передачу информации по линии связи.
3. Витая пара, которая состоит из нескольких перекрученных жил медного провода.
4. Коаксиальный кабель состоит из покрытого изоляцией медного провода, изолирующей оплетки, наружной оболочки (он может, в отличие от витой пары, передавать информацию на более дальние расстояния).
5. Оптоволоконный кабель (через него сигнал проходит лучше всего).
6. Компьютеры, которые предназначены для того, чтобы обслуживать другие компьютеры, называются серверами.
7. Те же, что обращаются с запросами к ресурсной базе других компьютеров, имеют название узел-клиенты.
8. Если же один компьютер совмещает в себе одном оба предназначения, то он называется одноранговым узлом.

Принципы выстраивания компьютерной сети

Топологии сетей – это схемы соединения физических составляющих, которые обусловлены логической структурой самой сети.

• полносвязная;
• ячеистая;
• типа «звезда»;
• «общая шина»;
• кольцевая;
• древовидная.

При полносвязной топологии сети каждая машина непосредственно связана с остальными.

Ячеистая – это когда из полносвязной убирается несколько возможных связей.

Топология типа «звезда» образуется, когда каждая отдельная машина подключена при помощи отдельного кабеля к общему центральному устройству.

Бывает «звезда» нескольких видов: с распределенным управлением и с центральным.

Технология «звезды»: все узлы подключаются к одному кабелю, имеющему 2 открытых конца. И только один узел в заданный момент времени имеет возможность посылать информацию. Сигнал распространяется в оба конца. При этом любой из узлов имеет возможность получить доступ к передаваемым данным. На концах шины устанавливаются такие специальные устройства – «терминаторы», которые подавляют сигнал.

«Общая шина» — это также еще одна разновидность типа «звезда», когда центральным устройством является пассивный кабель.

Источник