Эскорт-услуги в Москве от Queens Palace


GOUSPO студенческий портал!

форум, учебники, лекции, и многое другое

Мар

31

Технические средства локальных сетей

Автор: admin

Технические средства локальных сетей

Технические средства локальных сетей включают в себя следующие функциональные группы оборудования:

•  средства линий передачи данных (кабель, витая пара, оптоволокно и пр.) — реализуют собственно перенос сигнала;

•  средства увеличения дистанции передачи данных — репитеры (усилители), модемы и пр. (осуществляют усиление сигналов или преобразования в форму, удобную для дальнейшей передачи);

•  средства повышения емкости линий передачи (мультиплексирования) — позволяют реализовывать несколько логиче­ских каналов в рамках одного физического соединения пу­тем разделения частот передачи, чередования пакетов во времени и т. д.;

•  средства управления информационными потоками в сети (коммутации каналов, коммутации пакетов, разветвления линий передачи) — осуществляют адресацию сообщений;

•  средства соединения линий передачи с сетевым оборудо­ванием   узлов   (сетевые   платы,   адаптеры)   —   реализуют ввод-вывод данных с оконечного оборудования в сеть.

Рассмотрим вкратце некоторые образцы данного оборудова­ния, иногда реализующие несколько функций.

1. Средства линий передачи

Проводная связь. В качестве средств коммуникации наиболее чисто используются витая пара, коаксиальный кабель, оптоволо­конные линии. При выборе типа кабеля учитывают следующие параметры:

•  стоимость монтажа и обслуживания;

•  скорость передачи информации;

•  ограничения на величину расстояния передачи информа­ции (без дополнительных усилителей-повторителей (репи­теров));

•  безопасность передачи данных.

Главная проблема заключается в одновременном обеспече­нии этих показателей, например, наивысшая скорость передачи данных ограничена максимально возможным расстоянием пере­дачи данных, при котором еще обеспечивается требуемый уровень защиты данных. Легкая наращиваемость и простота расши­рения кабельной системы влияют на ее стоимость.

В 1985 г. Ассоциация промышленности компьютеров и связи (Computer Communications Industry Association — CCIA) обрати­лась к Ассоциации электронной промышленности (Electronic I ndustries Association — EIA) с предложением разработать универ­сальный стандарт проводной связи, который будет способен к охвату всех текущих и будущих сетевых систем, имеющих обычную топологию, использующих обычные носители и соединители.

К 1987 г. ряд производителей разработали оборудование Ethernet, которое могло использовать телефонный кабель витой пары, а в 1990 г. IEEE выпустил стандарт 802.31, Ethernet10BaseT («Т» относится к витой паре — Twisted pair cable). В 1991 г. EIA вместе с Ассоциацией промышленности передачи данных (Tele­communications Industry Association — TIA) издала первый стандарт проводной передачи данных по имени EIA/TIA 568. В основе помещалась спецификация неэкранированных витых пары категории 3 (UnshieldedTwisted Pair cable — UTP), и один месяц спустя были разработаны спецификации более высоких сортов кабеля UTP (категории 4 и 5).

Развитие в технологии Ethernet привели к разработке «Расширенной категории 5» которая, подобно основной категории обеспечивает скорости передачи до 100 Мбит/с. Однако испытательные параметры для основной категории 5 предполагают, что сигналы данных будут использовать только две из четырех пар (одна пара для передачи и одна для приема), и уровень перекрестных помех измерялся только между каждой комбинацией пар. В сетях гигабит Ethernet, однако, могут использоваться все четыре пары для одновременной передачи, так что перекрестные помехи относительно каждой пары должны учитывать объединенный эффект других трех пар. Расширенная категория 5 рассчитана на гигабит Ethernet.

Стандарт 802.3 предусматривает широкое разнообразие вариантов, используя различные формы кабеля:

•  соединяющий кабель для стандартного Ethernet (10 Base 5) также называется «Толстый Ethernet» или «ThickNet» предусматривает использование сетевого устройства — модуля присоединения носителей (Media attachment unit MAU) вместо приемопередатчика. 10 BaseSиспользует толстый коаксиальный кабель, который может работать на расстоянии до 500 м, не используя повторители;

•  Ethernet витой пары (l0BaseT) использует в своих интересах   существующие    экономичные    телефонные    кабели. Предполагается звездообразная конфигурация, в которой узлы соединяются с центральным концентратором, используя витые пары и разъемы RJ45;

быстрый Ethernet (100BaseT) — совместимая с IEEE 802.3u высокоскоростная версия, подобная l0BaseT, но исполь­зующая различные конфигурации кабеля.  100BaseTX ис­пользует две пары UTP категории 5, 100BaseT4 используют четыре пары категории 3, и 100BaseFX использует много­модальные оптические волокна и прежде всего предназна­чен для использования в магистральных линиях;

•  тонкий Ethernet (10Base2), также именуемый «ThinNet» или «CheaperNet», использует более тонкий, менее дорогой ко­аксиальный кабель, который удобнее для соединения, но имеет ограничение 180 м в сегменте. ThinNet использует разъемы миниатюрного байонетного соединителя Т-типа, а приемопередатчики встроены в платы адаптера;

•  волоконно-оптический   Ethernet   (lOBaseF   и   100BaseFX) устойчив к внешним помехам и часто используется, чтобы расширить сегменты Ethernet до 2—3 км.

Разработаны предложения также по категориям 6 и 7 — уро­вень 6 должен обеспечить скорости передачи более чем 200 Мбит/с при использовании улучшенных кабелей и разъемов RJ45. Ка­тегория 7 предложена, чтобы работать на скорости 600 Мбит/с, используя кабель с экранированными парами и новым типом разъема.

2.Сетевые карты (сетевые платы, адаптеры).

Сетевые интер­фейсные платы (NIC — Network Interface Card) устанавливаются на настольных и портативных ПК. Они служат для взаимодейст­вия с другими устройствами в локальной сети. Существует целый спектр сетевых плат для различных ПК, имеющих определенные требования к производительности. Характеризуются скоростью передачи данных и способом подключения к сети.

Если рассматривать просто способ приема и передачи дан­ных на подключенных к сети ПК, то сетевые платы играют ак­тивную роль в повышении производительности, назначении приоритетов для ответственного трафика (передаваемой/прини­маемой информации) и мониторинге трафика в сети. Кроме того, они поддерживают такие функции, как удаленная активи­зация связи с центральной рабочей станции или удаленное из­менение конфигурации, что значительно экономит время и силы администраторов постоянно растущих сетей.

Длясетей Ethernet в стандарте ISA используется три вида се­тевых адаптеров: 8-, 16- и 32-битовые. 8-битовый адаптер может вставляться в 8- или 16-битовый слоты материнской платы и используется, главным образом, в компьютерах IBM XT&IBM PC где нет 16-битовых слотов. Иногда 8-битовые адаптеры используются для компьютеров IBM AT, если требования к скорости передачи данных невысоки. Для 16-битового адаптера необходимо использовать 16-битовый слот. На компьютерах 80386 или 80486 и выше имеет смысл использовать скоростные 32-битовые адаптеры, по крайней мере для тех станций, на которые приходится максимальная нагрузка.

Сетевые адаптеры могут быть рассчитаны на архитектуру ISA/EISA или Micro Channel. Конструктивно эти типы адаптеров отличаются друг от друга. Для ускорения работы на плате сетевого адаптера может находиться буфер. Размер этого буфера различен для адаптеров разных типов и может составлять от 8 Кб для адаптеров до 16 Кб и более для 16- и 32-битовых адаптеров.

Сетевые адаптеры Ethernet используют порты ввода/вывода и один канал прерывания. Некоторые адаптеры могут работать с каналами прямого доступа к памяти (DMA).

На плате адаптера может располагаться микросхема постоян­ного запоминающего устройства (так же называемая Boot ROM) для создания так называемых бездисковых рабочих станций. Это компьютеры, в которых нет ни винчестера, ни флоппи-дисков.

Нагрузка операционной системы выполняется из сети, и выпол­няет ее программа, записанная в микросхеме дистанционной за­грузки.

Если сетевой адаптер не поддерживает стандарт Plug&Play, то перед тем как вставить сетевой адаптер в материнскую плату компьютера, необходимо с помощью переключателей (располо­женных на плате адаптера) задать правильные значения для пор­тов ввода/вывода, канала прерывания, базовый адрес ПЗУ дис­танционной загрузки бездисковой станции.

Как правило, все сетевые адаптеры имеют два разъема. Один из них предназначен для подключения многожильного трансиверного кабеля, второй — для подключения тройникового со­единителя (T-connector, тройник Т-коннектор). Т-коннектор с одной стороны подключается к сетевому адаптеру, а с двух дру­гих сторон к нему подключаются отрезки тонкого коаксиального кабеля с соответствующими разъемами на концах.

Рабочая станция через сетевой адаптер специальным много­жильным трансиверным кабелем подключается к устройству, на­зываемому трансивером. Трансивер служит для подключения ра­бочей станции к толстому коаксиальному кабелю. На корпусе трансивера имеется три разъема: два — для подключения толсто­го коаксиального кабеля и один — для подключения трансиверного кабеля.

Между собой трансиверы соединяются отрезками толстого коаксиального кабеля с припаянными к их концам коаксиаль­ными разъемами.

На открытых концах сети помещаются специальные заглуш­ки — терминаторы, которые подключаются к свободным концам Т-коннекторов (коаксиальные разъемы, в корпусе которых установлен резистор с сопротивлением 50 Ом). Корпус одного терминаторов должен быть заземлен. В каждом сегменте сети можно соединять только один терминатор.

Сетевые адаптеры, способные работать с витой парой, имен разъем, аналогичный применяемому в импортных телефонных аппаратах.

В стандартной ситуации для шинной сети Ethernet часто используют тонкий кабель или Cheapernet-кабель с тройниковым соединителем. Выключение и особенно подключение к такой сети требуют разрыва шины, что вызывает нарушение циркули­рующего потока информации и «зависание» системы.

Новые технологии предлагают пассивные штепсельные ко­робки, через которые можно отключать и/или включать рабочие станции во время работы вычислительной сети.

3. Репитеры

Если длина сети превышает максимальную длину сегмента сети, необходимо разбить сеть на несколько (до пяти) сегментов, соединив их через репитер.

Функции репитера заключаются в физическом разделении сегментов сети и обеспечении восстановления пакетов, передаваемых из одного сегмента сети в другой.

Репитер повышает надежность сети, так как отказ одного сегмента (например, обрыв кабеля) не сказывается на работе других сегментов. Однако, разумеется, через поврежденный сегмент данные проходить не могут.                                                |

Конструктивно репитер может быть выполнен либо в виде отдельной конструкции со своим блоком питания, либо в виде платы, вставляемой в слот расширения материнской платы компьютера.

Репитер в виде отдельной конструкции стоит дороже, но он может быть использован для соединения сегментов Ethernet, вы­полненных как на тонком, так и на толстом кабеле, так как он имеет и коаксиальные разъемы, и разъемы для подключения трансиверного кабеля. С помощью этого репитера можно даже соединить в единую сеть сегменты, выполненные и на тонком, и на толстом кабеле.

Репитер в виде платы имеет только коаксиальные разъемы и поэтому может соединять только сегменты на тонком коаксиаль­ном кабеле. Однако он стоит дешевле и не требует отдельной розетки для подключения электропитания.

Один из недостатков встраиваемого в рабочую станцию ре­питера заключается в том, чтобы для обеспечения круглосуточ­ной работы сети станция с репитером также должна работать круглосуточно. При выключении питания связь между сегмента­ми сети будет нарушена.

4. Концентраторы

В структурированной кабельной конфигурации все входящие и сеть ПК взаимодействуют с концентратором (Hub, или «хаб»). В зависимости от числа рабочих станций и длины кабеля между рабочими станциями применяют пассив­ные (Passive Hub) и активные (ActiveHub) концентраторы. Ак­тивные концентраторы дополнительно содержат усилитель для подключения 4, 8, 16 или 32 рабочих станций. Пассивный кон­центратор является исключительно разветвительным устройством (максимум на три рабочие станции). Максимальное рас­стояние от концентратора до рабочей станции составляет 100 метров, при этом скорость передачи данных такая же, как и для коаксиального кабеля, — 10 Мбит/с.

Соединенные с концентратором ПК образуют один сегмент локальной сети. Такая схема упрощает подключение к сети большого числа пользователей, даже если они часто перемеща­ются. В основном функция концентратора состоит в объедине­нии пользователей в один сетевой сегмент. Функции данных устройств также различны: от простых концентраторов провод­ных линий до крупных устройств, выполняющих функции цен­трального узла сети, поддерживающих функции управления и целый ряд стандартов (Ethernet, Fast Ethernet,Gigabit Ethernet, FDDI и т. д.). Существуют также концентраторы, играющие важную роль в системе защиты сети.

Концентратор начального уровня (базовый концентратор) — это автономное устройство, которое может стать для многих орга­низаций хорошей «отправной точкой». Наращиваемые (стековые) концентраторы позволяют постепенно увеличивать размер сети. Такие концентраторы соединяются друг с другом гибкими кабелями расширения, ставятся один на другой и функционируют как один концентратор. Благодаря низкой стоимости в расчете порт наращиваемые концентраторы стали особенно популярны.

При применении концентратора все пользователи делят между собой полосу пропускания сети. Пакет, принимаемый по одному из портов концентратора, рассылается во все другие пор ты, которые анализируют этот пакет (предназначен он для hj или нет). При небольшом числе пользователей такая система превосходно работает. В случае увеличения числа пользователей начинает сказываться конкуренция за полосу пропускания, что замедляет трафик в локальной сети.

Традиционные концентраторы поддерживают только один сетевой сегмент, предоставляя всем подключаемым к ним пользователям одну и ту же полосу пропускания. Концентраторы с коммутацией портов, или сегментируемые концентраторы, позволяют свести данную проблему к минимуму, выделив пользователям любой из внутренних сегментов концентратора (каждый из этих сегментов имеет полосу пропускания 10 Мбит/с). Подобная схема дает возможность гибко распределять полосу пропускания между пользователями и балансировать нагрузку сети.

Двухскоростные концентраторы (dual-speed) можно использовать для создания современных сетей с совместно используемыми сетевыми сегментами. Они поддерживают существующие каналы Ethernet 10 Мбит/с и новые сети Fast Ethernet 100 Мбит/с, автоматически опознавая скорость соединения, что позволяет не настраивать конфигурацию вручную. Это упрощает модернизацию соединений, переход от сети Ethernet к Fast Ethernet, когда необходима поддержка новых приложений, интенсивно использующих полосу пропускания сети или сегментов с большим числом пользователей.

Кроме того, концентраторы служат центральной точкой для  подключения кабелей, изменения конфигурации, поиска неисправностей и централизованного управления, упрощая выполнение всех этих операций.

5. Коммутаторы

Switch (коммутатор)

1. Многопортовое устройство, обеспечивающее высокоско­ростную коммутацию пакетов между портами.

2. В сети с коммутацией пакетов устройство, направляю­щее пакеты, обычно на один из узлов магистральной сети. Такое устройство называется также коммутатором данных.

Коммутатор предоставляет каждому устройству (серверу, ПК или концентратору), подключенному к одному из его портов, нею полосу пропускания сети. Это повышает производитель­ность и уменьшает время отклика сети за счет сокращения числа пользователей на сегмент. Как и двухскоростные концентрато­ры, новейшие коммутаторы часто конструируются для поддерж­ки 10 или 100 Мбит/с, в зависимости от максимальной скорости подключаемого устройства. Если они оснащаются средствами автоматического опознавания скорости передачи, то могут сами настраиваться на оптимальную скорость — изменять конфигура­цию вручную не требуется.

В отличие от концентраторов, осуществляющих широкове­щательную рассылку всех пакетов, принимаемых по любому из портов, коммутаторы передают пакеты только целевому устрой­ству (адресату), так как знают МАС адрес (Media Access Control) каждого подключенного устройства. В результате уменьшается трафик и повышается общая пропускная способность, а эти два фактора являются критическими с учетом растущих требований к полосе пропускания сети современных сложных бизнес-при­ложений.

Коммутация завоевывает популярность как простой, недоро­гой метод повышения доступной полосы пропускания сети. Со­временные коммутаторы нередко поддерживают такие средства, как назначение приоритетов трафика (что особенно важно при передаче в сети речи или видео), функции управления сетью и управление многоадресной рассылкой.

Вот один из примеров данного класса оборудования.

Серия коммутаторов Bay Networks Accelar 1000 обеспечивает высокую производительность без внедрения новых протоколов, переконфигурирования или замены существующего оборудова­ния, обеспечивая сочетание высокоскоростной пересылки паке­тов. Коммутаторы серии предоставляют широкую полосу про­пускания, позволяют контролировать широковещательный тра­фик с целью минимизации его отрицательного воздействия на сеть и обеспечивают необходимое качество сервиса. Наряду с новой технологией GigabitEthernet, коммутаторы Accelar под­держивают стандарты Ethernet и Fast Ethernet, возможность ра­боты на всех трех скоростях позволяет расширять существующие сети и внедрять технологию 1000 Мбит/с, сохраняя существую­щие инвестиции.

Маршрутизирующие коммутаторы серии имеют высокую аг­регатную производительность и осуществляют маршрутизацию с максимально возможной для среды передачи скоростью. В се­рию Accelar 1000 входит несколько моделей (рис. 4.6).

Accelar 1200 — модульный коммутатор, выполненный в виде 8-слотового шасси, который способен поддерживать до 12 пор­товGigabit Ethernet, до 96 портов 10/100 Мбит/с с автоматиче­ской настройкой скорости передачи или любые комбинации портов Gigabit Ethernetи 10/100 Мбит/с. Конструкция устройст­ва обеспечивает возможности резервирования источника пита­ния, каналов связи и коммутирующей фабрики. Коммутатор предназначен для создания высокоплотных магистралей сетей и использования в сетевых центрах.

Accelar 1250 — модульный коммутатор, выполненный в виде 4-слотового шасси, поддерживает до 6 портов Gigabit Ethernet, до 48 портов 10/100 Мбит/с с автоматической настройкой скоро­сти передачи или любые комбинации портов Gigabit Ethernet и 10/100 Мбит/с. Коммутатор предназначен для создания маги­стралей сетей и использования в сетевых центрах.

Accelar   1100 —   автономный   коммутатор   с   16   портами 10/100BASETX и двумя слотами для модулей расширения, в сло­ты расширения могут устанавливаться модули для поддержки Gigabit Ethernet,   100BASE-FX,  а также дополнительных пор­тов 10/100BASE-TX. Коммутатор предназначен для использова­ния в рабочих группах или коммутационных шкафах. Общие характеристики всех коммутаторов:

защита с помощью брандмауэров;

  • кэширование Web-данных, поддержка высокоскоростных гигабитных соединений (1000BASE-T); расширенные возможности сетевой телефонии; защита настольных компьютеров и сетевое управление; фильтрация многоадресного трафика для более эффектив­ного использования полосы пропускания при работе с ви­деотрафиком;
  • адаптивная буферизация портов с распределением памяти между буферами портов в реальном времени, обеспечиваю­щая автоматическую оптимизацию производительности в зависимости от сетевого трафика;
  • управление потоками на основе стандартов для обеспече­ния  максимальной  производительности  и  минимизации потерь пакетов при большой загрузке сети;

•  поддержка объединения каналов для создания единого вы­сокоскоростного канала связи с другим коммутатором или магистральной сетью;

•  автоматическое определение полу/полнодуплексного режи­ма на всех портах, обеспечивающее максимальную произ­водительность без ручной настройки;

•  порты   100/100   Мбит/с  с  автоматическим  определением скорости передачи для каждого порта автоматически на­страиваются на скорость подключенного устройства;

•  встроенная   система   контроля   и   управления   позволяет уполномоченным администраторам осуществлять поиск и устранение неисправностей и настройку стека из любого места;

•  поддержка отказоустойчивых соединений, а также допол­нительных резервных блоков питания.

6. Маршрутизаторы

Могут   выполнять   следующие    простые функции:

-        подключение   локальных   сетей   (LAN)   к   территориально-распределенным сетям (WAN);

-        соединение нескольких локальных сетей.

Маршрутизаторы зависят от используемого протокола (на­пример TCP/IP, IPX, AppleTalk) и, в отличие от мостов и ком­мутаторов, функционирующих на втором уровне, работают на третьем или седьмом уровне модели OSI. Производительность маршрутизатора в плане объема передаваемых данных в секунд обычно пропорциональна его стоимости. Поскольку маршрутизатор работает на основе протокола, он может принимать решение о наилучшем маршруте доставки данных, руководствуясь такими факторами, как стоимость, скорость доставки и т. д. Кроме того, маршрутизаторы позволяют эффективно управлять трафиком широковещательной рассылки, обеспечивая передачу данных только в нужные порты.

Вот один из примеров данного оборудования.

Маршрутизаторы серии Cisco 7200—7500 обеспечивают  высокую  надежность,   отказоустойчивость,   поддержку широкого спектра сред передачи данных. За счет модульности конструкции заказчик может подобрать конфигурацию, соответствующую его запросам, что позволяет добиться оптимального сочетания функциональности и стоимости сети. Для обеспечения отказоустойчивости системы предусмотрена возможность подключения двух источников питания, а также возможность замены интерфейсных модулей без приостановки функционирования устройства. Многофункциональные платформы Cisco представляют собой эффективную с точки зрения стоимости систему,  сочетающую  в  себе  возможности  поддержки  следующих технологий:

•  интерфейсы глобальных и локальных сетей высокой плотности;

•  пакетная маршрутизация поверх сетей SONET/SDH;

•  прямое подключение к глобальным сетям ATM;

•  прямое   соединения   с   IBM - мейнфреймами   (большими ЭВМ);

•  подключение цифровых АТС;

•  поддержка  следующих интерфейсов ЛВС:   Ethernet,  Fast Ethernet, Token Ring, FDDI;

•  цифровые голосовые интерфейсы El;

•  возможность передачи голоса (телефонии) и факсов через сети TCP/IP, обеспечивая при этом соединение телефонов, офисных телефонных станций, передачу факсов в реаль­ном времени и в режиме их маршрутизации через общую сеть IP. Цифровые голосовые модули поддерживают стан­дарты для обеспечения качества голоса и факсов и позво­ляют обрабатывать до 120 голосовых соединений;

•  для сетей масштаба предприятия и вычислительных центров, использующих  IBM-технологии,   Cisco  7500  предоставляет до 24 портов Token Ring и возможность прямого подключе­ния к мейнфреймам;

•  двойной (резервируемый) внутренний источник питания (Redundant Power Supply — RPS) обеспечивает равномер­ную нагрузку по питанию и удваивает время наработки на отказ.

Поддержка маршрутизаторами протокола Hot Standby Router Protocol (HSRP) обеспечивает возможность быстрого перехода на резервное оборудование в случае отказа части сетевых устройств или соединений.

Полное удаленное и локальное управление с использованием интерфейса командной строки или графического интерфейса пользователя Cisco View.

Модульный дизайн обеспечивает легкость внедрения буду­щих технологий.

Cisco 7500 обеспечивает широкие функциональные возмож­ности при высокой производительности. Пользователь может воспользоваться преимуществами высокопроизводительной ком­мутации сетевого уровня и дополнительными сервисами, вклю­чая безопасность, качество сервиса и дополнительные возмож­ности управления трафиком.

Варианты программного обеспечения:

•  полный набор сетевых протоколов;

•  шифрование на сетевом уровне с использованием стан­дартной технологии IPSec (Plus Encryption Feature Set);

•  межсетевой экран (IOS Firewall Feature Set).

Серия гигабитных маршрутизаторов Cisco 12000 GSR. Маршрутизаторы серии Cisco 12000, работая на гигабитных скоростях, являются первыми продуктами в классе гигабитных коммутирующих маршрутизаторов. Устройства Cisco 12000 GSR отвечают требованиям экспоненциального роста  пропускной способности опорной сети Internet и предоставляя масштабируемые высокоскоростные услуги для сетей TCP/IP.

Маршрутизаторы серии Cisco 12000 GSR предназначаются первую очередь для построения высокопроизводительных магистралей с обеспечением гарантированного качества услуг в се­тях, где для подключения клиентов используются современные высокоскоростные технологии, такие, как xDSL, и передача данных по сетям кабельного телевидения. Эта серия также широко используется в качестве магистральных маршрутизаторов в сети Internet. Поддерживаемые интерфейсы включают в себя порты ОС-12 (622 Мб/с) и ОС-48 (2,4 Гб/с). Устройства серии Ciscc 12000 внедрены во многие опорные сети Internet.

Ваш отзыв


2 = одиннадцать