2.4 Анализ активного оборудования для построения сетей
Локальная сеть независимо от применяемой топологии, сетевого стандарта и типа использует разного рода оборудование, которое согласно существующим стандартам, правилам и соглашениям умеет передавать и принимать данные.
Оборудование, которое непосредственно участвует в процессе передачи данных путем аппаратной обработки сигнала, называется активным. К нему относятся сетевой адаптер, концентратор, коммутатор и т.д.
2.4.1 Сетевой «проводной» адаптер
Сетевой адаптер, или сетевая карта, – это ключевое оборудование, которое используется в качестве посредника между компьютером и средой передачи данных. Без сетевого адаптера невозможен обмен информацией в принципе. Его задача – обработать получившие данные согласно требованиям физического уровня модели iso.
Сетевой адаптер вне зависимости от того, для работы в сетях какого типа он предназначен, служит для обработки данных, поступающих ему от компьютера или по каналу передачи данных. В режиме передачи он преобразует поступившие от компьютера данные в электрический сигнал и отправляет его каналу, используемому для передачи данных. В режиме получения данных он выполняет противоположное действие: преобразует электрические сигналы в данные и передает их протоколам верхнего уровня.
Главное различие сетевых адаптеров, не учитывая конструктивные особенности, – вариант исполнения. Существует три варианта.
– плата для установки в слот расширения. Представляет собой плату, содержащую необходимую аппаратную начинку, которую можно установить в свободный слот расширения материнской платы. До появления atx-стандарта этот вариант исполнения был наиболее распространенным и дешевым. Так, материнская плата (даже бюджетный ее вариант) всегда имеет в своем составе свободный слот, предназначенный для установки устройства любого типа. Как правило, это слот типа pci или pci express в персональных компьютерах и pcmcia-слот в ноутбуках или других переносных устройствах.
– внешний usb-адаптер. Использование usb-адаптеров для расширения функциональности компьютера уже давно стало одним из самых распространенных способов. Часто для подключения адаптера используется удлинительный usb-шнур. Кроме варианта с usb-подключением, нередко встречаются адаптеры, которые с помощью удлинительного шнура подключаются к firewire-порту на материнской плате или дополнительном firewire-контроллере.
– интегрированный адаптер. Данный вариант сетевого адаптера получил, пожалуй, наибольшее распространение. Причиной тому стал atx-стандарт материнских плат, который предусматривает использование интегрированных решений. Однако этот стандарт подразумевает присутствие только сетевого адаптера стандарта 100base-tx или ему подобного. Правда, иногда встречаются материнские платы, которые содержат интегрированный беспроводный контроллер стандарта ieee 802.11b или ieee 802.11g.
2.4.2 Сетевой беспроводной адаптер
Несмотря на то что беспроводная сеть в качестве среды передачи данных использует радиоволны, принцип работы беспроводного адаптера похож на принцип работы проводного аналога. Единственное, что их может различать, – наличие антенны.
Количество антенн беспроводного оборудования, в том числе и сетевого адаптера, зависит от сетевого стандарта. Так, для адаптеров сетевых стандартов ieee 802.11a, ieee 802.11b и ieee 802.11gнормальным считается наличие одной антенны
2.4.3 Концентратор
Концентратор (хаб, репитер, повторитель) – один из вариантов активного центрального управляющего узла, который необходим для соединения компьютеров в сеть при использовании топологии «звезда». Его можно также применять в качестве усилителя сигнала для увеличения максимальной протяженности сети.
Концентратор использует протоколы, работающие на физическом уровне модели взаимодействия открытых систем, что позволяет использовать его в локальных сетях, построенных с применением любых технологий. Он считается одним из простейших устройств. Его непосредственным заданием является распространение поступившего по одному из портов сигнала на все остальные порты. При этом для него абсолютно неважно, какого типа данные передаются и кому: в любом случае данные транслируются сразу на все порты, что увеличивает трафик в сети, уменьшая тем самым полезную скорость. В связи с этим использование концентратора как центрального устройства оправдано лишь в небольших сетях. В сетях с количеством подключений более 12–14 желательно использовать более интеллектуальное устройство, например коммутатор.
Концентратор представляет собой устройство, содержащее определенное парное количество портов, как правило, не более 24
При этом, как правило, на передней панели коммутатора находятся светодиоды, отображающие активность портов.
Чаще всего встречаются концентраторы, предназначенные для использования с кабелем «витая пара», то есть содержащие порты rj-45. Однако бывают также концентраторы, которые в дополнение к портам rj-45 имеют один порт с вкгс-коннектором. Это позволяет подключать к концентратору коаксиальный сегмент сети, тем самым создавая сеть комбинированной топологии.
Можно встретить и так называемые стоечные концентраторы, корпус которых подразумевает их установку в монтажный шкаф. В этом случае порты для подключения кабеля могут располагаться как на передней, так и на задней панели концентратора.
2.4.4 Мост
Сетевой мост – это активное устройство, который используется для объединения в единую сеть разнородных сегментов сети, часто с разной топологией. Его также можно использовать в качестве повторителя для увеличения длины сегментов локальной сети и увеличения количества подключений.
Мост является более интеллектуальным устройством, чем коммутатор. Применяя аппаратную реализацию разных алгоритмов, мост позволяет фильтровать и разделять трафик. Это дает возможность сэкономить на трафике в сети, а также увеличить скорость доставки пакетов с данными компьютерам в нужном сегменте сети.
Мост имеет небольшой размер и содержит минимальное количество портов, как правило, не более 2–3 портов rj-45. В последнее время мост как отдельное оборудование используется достаточно редко, поскольку практически любой коммутатор может выполнять аналогичные функции.
2.4.5 Коммутатор
Коммутатор (свитч) – основное устройство активного типа, применяемое в качестве центрального узла для подключения компьютеров в сетях, основанных на топологии «звезда». Его ближайшим по функциональности, но не по «интеллекту» устройством является концентратор, который еще не так давно в силу своей меньшей стоимости получил более широкое распространение.
Большей, чем у концентратора, функциональности коммутатор обязан протоколам, работающим на канальном уровне. Это позволяет избежать лишнего трафика, когда необходимо передать данные от отправителя конкретному компьютеру, не затрагивая при этом остальные компьютеры. За счет этого достигается высокая скорость передачи данных.
Коммутатор представляет собой достаточно интеллектуальное устройство, которое способно обучаться. Он использует мас-адреса устройств, причем эти адреса коммутатор запоминает. Например, когда компьютер передает данные другому компьютеру, коммутатор запоминает мас-адрес отправителя и отправляет данные сразу на все порты, то есть работает как концентратор. Однако это происходит только на первых порах. Как только коммутатор сможет определить мас-адрес каждого компьютера, подключенного к его портам, данные сразу же будут отправляться на конкретный порт, тем самым уменьшая время доставки, а значит, увеличивая скорость передачи данных.
Внешне коммутатор выглядит как коробка с определенным количеством (как правило, не более 48) портов rj-45
Как и в случае с концентраторами, часто встречаются стоечные коммутаторы, предназначенные для установки в монтажный шкаф. При этом стоечные коммутаторы обычно
Можно соединять. Для этого используется либо отдельный rj-45 порт на задней панели, либо один из свободных портов на передней панели.
Еще одним плюсом коммутаторов является возможность управления. Так, различают управляемые и неуправляемые коммутаторы.
Управляемые коммутаторы, кроме набора портов rj-45, содержат еще один порт, с помощью которого их можно подключить к компьютеру и производить настройку. Кроме того, часто управление коммутатором осуществляется с помощью веб-интерфейса через любой браузер, для чего коммутатор снабжается статическим 1 р-адресом, который при необходимости всегда можно изменить.
2.4.6 Маршрутизатор
Маршрутизатор (роутер) – еще один представитель активного оборудования, который играет роль центрального узла в случае использования топологии «звезда» или комбинированной топологии. По свои возможностям он является наиболее «интеллектуальным» и может делать все, что выполняют концентратор, мост и коммутатор вместе взятые. А кроме того, имеет еще свой «багаж» возможностей: использование обновляемых таблиц маршрутизации, поддержка виртуальных сетей, работа с разнородными сегментами сети, внутренний брандмауэр и многое другое. Как результат – быстрая и эффективная работа локальной сети без лишних задержек и тем более коллизий.
Протоколы, реализованные в аппаратной части маршрутизатора, позволяют ему работать на сетевом уровне модели взаимодействия открытых систем, а значит – получать доступ практически к любому типу служебной информации, которой оперируют сетевые устройства. В результате таблицы маршрутизации, которые используются для передачи данных между компьютерами, не только всегда актуальны, но и содержат данные об альтернативных маршрутах движения.
Поскольку маршрутизатор является очень ценным устройством для локальной сети, он обычно позволяет управлять собой, для чего может использоваться либо веб-интерфейс с доступом по определенному 1 р-адресу, либо один из управляемых портов.