|
Концентраторы, коммутаторы и многое другое
Старые карты выпускались еще для ISA-слотое, а новые для слотов PCI-Express. Кроме того, существует еще класс внешних сетевых карт, например, с интерфейсом USB. Как правило, они используются для ноутбуков, когда нет возможности установить внутри компьютера полноценную сетевую карту. Во всех остальных случаях внешнюю "сетевушку" лучше не покупать.
С помощью данного устройства компьютер подключается к локальной сети. Их выпускают огромное количество производителей, самые известные 3COM, Intel, D-Link. Правда, в настоящее время отдельные (дискретные) сетевые карты используются все реже, потому что производители материнских плат встраивают сетевые карты в свою продукцию, редкая новая модель "мамы" сейчас обходится без встроенной сетевой карты. Что, впрочем, правильно, слоты лишними никогда не бывают, а иметь встроенную карту очень удобно.
Каждая сетевая карта, независимо от того, встроенная она или отдельная, имеет свой собственный уникальный номер - адрес, состоящий из 6 бит (например, 2B:31:00:00'.FD:1A), который называется Ethernet-адрес или МАС-адрес. По-русски будет читаться как "мак-адрес". С помощью этого адреса можно идентифицировать компьютер. Скажем, провайдеры выделенного и ADSL интернета вводят привязку к "мак-адресу" сетевой карты компьютера, чтобы исключить возможность нелегального подключения без вашего ведома. Если кто-то захочет подключиться, то на другой сетевой карте будет другой адрес и, соответственно, ничего работать не будет.
Наверняка у вас возник вопрос, а что означает слово Ethernet? Это тип сети, спецификация, стандарты, протоколы, в общем все, что имеет отношение к наиболее распространенной сетевой технологии. В своем базовом варианте Ethernet-сеть обеспечивает пропускную способность 10 МБит/с, то есть в идеальном случае по каналу с такой пропускной способностью будет передаваться 10 МБит информации в секунду. Существуют более скоростные модификации данной технологии. Fast Ethernet - обеспечивает уже до 100 Мбит/с. Gigabit Ethernet - из названия в принципе понятно, что пропускная способность до 1 ГБит/с. Наряду с этими
стандартами существуют еще несколько гораздо менее распространенных технологий: устаревшая ARCnet, стремительно теряющая свои позиции Token Ring, довольно экзотическая lOLAnet и другие. Но еще раз скажу, подавляющее большинство сетей используют именно Ethernet, и мы будем рассматривать только ее.
Для того чтобы соединить в сеть два компьютера, кроме двух сетевых карт и правильного кабеля (что значит правильный кабель - читайте дальше) ничего больше не надо. А что же делать, если компьютеров 5, а если 25 (на случай, если подумаете строить домашнюю сеть)? Для этого случая используются специальные согласующие устройства, которые мы рассмотрим поподробнее. Повторитель (repeater) - простое устройство, которое выполняет простые функции. Просто пересылает ту же информацию из одного сегмента сети в другие, подключенные к нему.
Зачем это нужно? У всякого кабеля есть ограничение на его максимальную длину, превысив которую, можно добиться только плохой, неустойчивой связи. Затухание сигнала в самом кабеле, внешние наводки, все это мешает передаче информации. Например, для коаксиального кабеля расстояние между устройствами не может быть больше 500 метров. А что делать, если два сетевых устройства разделяют, скажем, 1500 метров? Берут 3 куска кабеля по 500 метров и между ними ставят два повторителя. Получается 3 сегмента сети, соединенных повторителями. Конечно, сотню повторителей тоже нельзя использовать, предел длины кабеля все-таки имеется, на практике устанавливают не больше пяти. В таком случае при использовании пяти повторителей максимальная протяженность сети составляет 2500 метров. Но и это ограничение можно преодолеть, для этого требуются другие устройства, которые называются мостами.
Мост (bridge, переключатель, свитч, switch). Мосты имеют много отличий от повторителей.
Повторители передают все пакеты, а мосты только те, которые нужно, Они работают с содержимым сетевых пакетов - читают поле физического адреса назначения (MAC) пакета, пришедшего на один из портов, и в зависимости от его значения и таблицы маршрутизации - информация передается на другой порт. Или не передается, если пакет не нужно передавать в другой сегмент, то он фильтруется. Для мостов существуют многочисленные алгоритмы (правила) передачи и фильтрации пакетов, минимальным требованием является фильтрация пакетов по адресу получателя.
Коммутатор - используется для организации сетей большого объема. Подобно мостам и маршрутизаторам способны сегментировать сети Ethernet.
Как и многопортовые мосты, коммутаторы передают пакеты между портами на основе адреса получателя, включенного в каждый пакет. Мосту для того, чтобы передать адресату пакет информации, требуется получить его от источника целиком, и лишь после этого
он будет заниматься передачей пакета в пункт назначения, а коммутаторы могут начать передачу пакета, не приняв его полностью. Коммутаторы отличаются от мостов и в части возможности организации одновременных соединений между любыми парами портов устройства - это значительно расширяет суммарную пропускную способность сети. То есть если имеется 5 пар адресатов и получателей информации, то эти 5 пар будут обслуживаться одновременно. Если коммутатор обеспечивает передачу информации между двумя портами в 10 МБит/с, то в вышеуказанном случае общая пропускная способность сети достигнет 50 МБит/с. Еще один пример - 24-портовый коммутатор Ethernet может обеспечивать пропускную способность до 120 Mops при одновременной организации 12 соединений (потому что имеется 12 пар портов) с полосой 10Mbps для каждого из них. Однако на самом деле скорость пересылки пакетов меньше, чем суммарная полоса пропускания всех пар портов. Высокая пропускная способность обеспечивается лишь при условии организации одновременных соединений между всеми парами портов. В реальной жизни трафик обычно представляет собой ситуацию "один ко многим" (например, множество пользователей сети обращается к ресурсам одного сервера). В таких случаях пропускная способность коммутатора в нашем примере не будет превышать 10 Mbps, и коммутатор не обеспечит существенного преимущества по сравнению с обычным концентратором.
Концентратор (хаб, hub) - довольно простое устройство, которое занимается "разветвлением" сети. Любая информация, пришедшая на один из его портов, усиливается и через небольшой промежуток времени отправляется через все остальные порты другим компьютерам сети.
Естественно, все порты двунаправленные, то есть могут как принимать информацию, так ее и отправлять. Хабы бывают разные - простые и сложные. Простые хабы могут иметь количество портов от 2 до 32, соответственно, сколько портов, столько и компьютеров можно объединить с помощью хаба. Если портов всего лишь 2, то концентратор превращается в повторитель и его можно использовать только для удлинения сетей. Есть еще и сложные концентраторы - стековые или модульные, некоторые из них могут производить настройку портов, правда, они используются для организации больших сетей, простому пользователю такие сложные девайсы ни к чему.
Маршрутизатор (роутер) - умное и интеллектуальное устройство. Маршрутизатор сам распознает адрес получателя и перенаправляет информацию только тому, для кого эта информация предназначена. Это его главное отличие от хаба, если хаб распространяет информацию чисто механически по всем компьютерам сети, то здесь данные достанутся только адресату.
Само по себе устройство это дорогостоящее, по цене вполне сопоставимое со средним по производительности компьютером. И это не случайно, для домашней сети некое подобие маршрутизатора можно получить, если использовать для этой цели отдельный компьютер. Помимо "чистой маршрутизации" маршрутизаторы обычно занимаются оптимизацией потоков данных и выполняют функции NAT, Fire Wall
Что обозначают последние два термина? NAT выполняет две важные функции: позволяет сэкономить IP-адреса, ранслировав несколько внутренних IP-адресов в один внешний публичный IP-адрес (или в несколько, но меньше, чем внутренних). Например, когда несколько
USB - сетевая карта.
Повторитель фирмы Electrix.
Мост.
компьютеров хотят в интернет, то можно сделать вид, что один компьютер по интернету ходит под одним IP-адресом, а фактически компьютеров будет несколько и у каждого на самом деле свой IP-адрес. NAT также позволяет предотвратить или ограничить обращение снаружи к внутренним хостам, оставляя возможность обращения изнутри наружу. A Firewall, он же сетевой экран или брандмауэр, занимается контролем и фильтрацией проходящих через него сетевых пакетов на различных уровнях. Основной задачей сетевого экрана является защита компьютерных сетей или отдельных узлов от несанкционированного доступа. Также сетевые экраны часто называют фильтрами, т.к. их основная задача - не пропускать, то есть фильтровать пакеты, не подходящие под критерии, определенные в конфигурации.
МОЙ ДРУГ КОМПЬЮТЕР, ИЮЛЬ 2DO7
ETHERNET
Коммутатор Асогр.
Концентратор.
Виды коаксиального кабеля
Модификация кабеля Применение и характеристики
RG-8HRG-11 "Толстый Ethernet" (Thick-net), 50 Ом. Стандарт 10BASE5
RG-58 "Тонкий Ethernet" (Thinnet), 50 Ом. Стандарт 10BASE2
RG-58/U Сплошной центральный проводник
RG-58A/U Многожильный центральный проводник
RG-58C/U Военный кабель
RG-59 Телевизионный кабель (Broadband/Cable Television), 50 Ом. Российский аналог РК-50 (Радио-кабель)
RG-59/U Телевизионный кабель (Broadband/Cable Television), 75 Ом. Российский аналог РК-75
RG-62 ARCNet, 93 Ом
Маршрутизаторы бывают разные...
Витая пара и коаксиальный кабель
Ну вот, с аппаратными средствами немного разобрались. Настал черед выяснить, с помощью чего все это дело соединяется. Ответ напрашивается сам собой - с помощью кабеля. А бывает он двух основных типов - коаксиальный кабель и витая пара. Начнем с первого. Он называется так потому, что на латинском языке co-axis означает соосный. То есть состоит из двух проводников, соосно вставленных друг в друга.
Чаще всего используется центральный медный проводник, покрытый пластиковым изолирующим материалом, поверх которого идёт второй проводник - медная сетка или алюминиевая фольга. Благодаря такой конструкции этот вид кабеля вполне можно использовать в компьютерных сетях.
Вероятно, снова встретились непонятные слова. Сейчас рассмотрим поподробнее. Тонкий Ethernet раньше был наиболее распространённым кабелем для построения локальных сетей. Диаметр примерно 6 миллиметров и значительная гибкость позволяютему быть проложенным практически в любых местах. Кабели соединяются друг с другом и с сетевой платой в компьютере при помощи Т-коннектора BNC (British Naval Connector). Между собой кабели могут соединяться с помощью l-коннектора BNC (прямое соединение). Свое название коннекторы, они же разъемы или штекеры, берут от формы, напоминающей букву латинского алфавита, то есть Т-коннектор выглядел именно в форме буквы Т и имел 3 контакта. На обоих концах сегмента должны быть установлены терминаторы. Данный вид кабеля поддерживает передачу данных на скорости до 10 Мб/с на расстояние до 185 метров.
Толстый Ethernet. Более толстый по сравнению с предыдущим кабель - около 12 миллиметров в диаметре, имеет более толстый центральный проводник. Плохо гнется и обладает значительной стоимостью. Кроме того, в присоединении к компьютеру были некоторые сложности - использовались трансиверы AUI (Attachment Unit Interface), присоединённые к сетевой карте с помощью ответвления, пронизывающего кабель, т.н. "вампирчики". За счёт более толстого проводника передачу данных можно было осуществлять на расстояние до 500 метров со скоростью 10 Мб/с. Однако сложность и дороговизна установки не дали этому кабелю такого широкого распространения, как RG-58. Отмечу, что исторически фирменный кабель RG-8 имел жёлтую окраску и поэтому иногда можно встретить название "Жёлтый Ethernet" (Yellow Ethernet).
Но помехоустойчивость коаксиального кабеля весьма невысока, и всего лишь два провода не позволяют развить высокую скорость передачи данных. Поэтому сейчас уделом данного вида кабеля остается телевидение - кабельное, а также используется для соединения телевизора и обычной антенны, а для компьютерных локальных сетей используют более подходящий для этой цели вид кабеля …
Он называется витая пара, потому что проводники внутри него скручены между собой попарно. Сделано это для уменьшения взаимных наводок при передаче сигнала, провода как бы экранируют друг друга, поэтому для обычных пользователей отпадает необходимость в экранирующей сетке или фольге, Снаружи все это дело покрыто пластиковой оболочкой. Такой вид кабеля называется неэкранированная витая пара (UTP
- Unshielded Twisted Pair). Я не зря уточнил, что только для обычных пользователей. Для специализированных
целей, когда имеют место большие электромагнитные наводки или уделяется большое внимание сохранности
передаваемой информации, применяют специальные и, конечно, более дорогие модификации витой пары, Эк
ранированная витая пара (STP - Shielded Twisted Pair), когда провода снаружи оплетает медная экранирующая
сетка. Фольгированная витая пара (FTP - Foiled Twisted Pair) - вместо сетки применяется алюминиевая фольга.
А также сочетающая свойства двух последних видов
- фольгированная экранированная витая пара (SFTP)
- Shielded Foiled Twisted Pair). Вдобавок в некоторых типах экранированного кабеля защита может исполь
зоваться ещё и вокруг каждой пары - индивидуальноеэкранирование.
Напоследок отмечу, что экранирование обеспечивает лучшую защиту от электромагнитных наводок как внешних, то есть создаваемых внешними устройствами, так и внутренних - уже когда защищать нужно внешние устройства от наводок самого кабеля.
Кроме этих разновидностей существует несколько категорий кабеля витая пара, которые нумеруются от САТ1 до САТ7 и определяют эффективный пропускаемый частотный диапазон, Кабель более высокой категории обычно содержит больше пар проводов и каждая пара имеет больше витков на единицу длины. Категории неэкранированной витой пары описываются в стандарте EIA/TIA 568 (Американский стандарт проводки в коммерческих зданиях).
САТ1 -(полоса частот 0.1 МГц) телефонный кабель, всего одна пара, известный в России как "лапша". В США использовался ранее, и проводники были скручены между собой. Используется только для передачи голоса или данных при помощи модема.
САТ2 - (полоса частот 1 МГц) старый тип кабеля, две пары проводников, поддерживал передачу данных на скоростях до 4 Мбит/с, использовался в сетях token ring и ARCNet. Сейчас иногда встречается в телефонных сетях.
САТЗ - (полоса частот 16 МГц) двухпарный кабель, использовался при построении локальных сетей 10BASE-T и token ring, поддерживает скорость передачи данных только до 10 Мбит/с. В отличие от предыдущих двух отвечает требованиям стандарта IEEE 802.3. Также до сих пор встречается в телефонных сетях.
САТ4 - (полоса частот 20 МГц) кабель состоит из четырех скрученных пар, использовался в сетях token ring, 10BASE-T, 10BASE-T4, скорость передачи данных не превышает 16 Мбит/с, сейчас не используется.
САТ5 - (полоса частот 100 МГц) четырехпарный кабель, это и есть то, что обычно называют кабель "витая пара". Благодаря высокой скорости передачи, до 100 Мбит/с при использовании двух пар и до 10ООМбит/ с, при использовании 4 пар, является самым распространённым сетевым носителем, использующимся в компьютерных сетях до сих пор. При прокладке новых сетей пользуются несколько усовершенствованным кабелем САТбе (полоса частот 125 МГц), который лучше пропускает высокочастотные сигналы.
САТ6 - (полоса частот 250 МГц) применяется в сетях Fast Ethernet и Gigabit Ethernet, состоит из 4 пар проводников и способен передавать данные на скорости до 1000 Мбит/с. Добавлен в стандарт в июне 2002 года. Существует категория САТбе, в которой увеличена частота пропускаемого сигнала до 500МГц. По данным IEEE, 70 % установленных сетей в 2004 году использовали кабель категории САТ6, однако, возможно, это просто дань моде, поскольку кабели САТ5 и САТ5е вполне справляются в сетях 10GBASE-T.
САТ7 - спецификация на данный тип кабеля пока не утверждена, скорость передачи данных до 10000 Мбит/с. Частота пропускаемого сигнала до 600-700 МГц. Кабель этой категории экранирован.
Коаксиальный кабель.
Отмечу, что при создании локальных сетей нас будет интересовать витая пара только категорий 5 и 5е.
Витая пара с индивидуальным экранированием.
|
