кс лаба 1. лаба1 кс. Аппаратное обеспечение компьютерной сети

• Название: Аппаратное обеспечение компьютерной сети
• Анкор: кс лаба 1
• Дата: 24.03.2022
• Размер: 186.76 Kb.
• Имя файла: лаба1 кс.docx
• Тип: Лабораторная работа; #414976

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ИНСТИТУТ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ИНФОРМАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

КАФЕДРА СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ

ПРОВЕРИЛ ВЫПОЛНИЛ

Ст. препод. кафедры САиТ Студент группы КТбо2-2

Грищенко А. С. Павленко С. В.

«__» __________2021 г. «__» __________2022 г.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

По дисциплине

Компьютерные сети

На тему

«Аппаратное обеспечение компьютерной сети»

Таганрог 2022

Вариант №8

Цель работы: изучение основных понятий и элементов аппаратного обеспечения компьютерной сети; знакомство с общими принципами работы основных элементов компьютерной сети.

Ход выполнения работы:

1 Приведите классификацию и дайте описание проводных технологий передачи данных.

Проклассифицировать проводные технологии передачи данных можно на:

• 
  xDSL технология
  
• 
  DOCSIS технология
  
• 
  Ethernet технология
  
• 
  FTTx технология
  
• 
  Dial-up технология
  
• 
  ISDN, PLC технология
  

Проводные линии связи представляют собой провода без каких-либо изолирующих или экранирующих оплеток, проложенные между столбами и висящие в воздухе. По таким линиям связи традиционно передаются телефонные или телеграфные сигналы, но при отсутствии других возможностей эти линии используются и для передачи компьютерных данных. Скоростные качества и помехозащищенность этих линий оставляют желать лучшего. Сегодня проводные линии связи быстро вытесняются кабельными.

Кабельные линии имеют достаточно сложную конструкцию. Кабель состоит из проводников, заключенных в несколько слоев изоляции: электрической, электромагнитной, механической, а также, возможно, климатической. Кроме того, кабель может быть оснащен разъемами, позволяющими быстро выполнять присоединение к нему различного оборудования. В компьютерных (и телекоммуникационных) сетях применяются три основных типа кабеля: кабели на основе скрученных пар медных проводов, коаксиальные кабели с медной жилой, а также волоконно-оптические кабели.

В зависимости от условий прокладки и эксплуатации кабели делятся на внутренние кабели (кабели зданий) и внешние кабели, которые, в свою очередь, подразделяются на подземные, подводные и кабели воздушной проводки.

Скрученная пара проводов называется витой парой (twisted pair). Скручивание проводов снижает влияние внешних и взаимных помех на полезные сигналы, передаваемые по кабелю.

Кабели на основе витой пары называются симметричными кабелями из-за того, что они состоят из двух одинаковых в конструктивном отношении проводников. Симметричный кабель может быть как экранированным — на основе экранированной витой пары (Shielded Twisted Pair, STP), так и неэкранированным — на основе неэкранированной витой пары (Unshielded Twisted Pair, UTP).

Симметричный кабель может состоять из нескольких витых пар. В настоящее время кабельные системы зданий чаще всего строятся на основе неэкранированной витой пары, при этом наиболее часто используется витая пара так называемой категории 5.

Коаксиальный кабель (coaxial) состоит из несимметричных пар проводников. Каждая пара представляет собой внутреннюю медную жилу и соосную с ней внешнюю жилу, которая может быть полой медной трубой или оплеткой, отделенной от внутренней жилы диэлектрической изоляцией. Внешняя жила играет двоякую роль — по ней передаются информационные сигналы, также она является экраном, защищающим внутреннюю жилу от внешних электромагнитных полей. Существует несколько типов коаксиального кабеля, отличающихся характеристиками и областями применения — для локальных компьютерных сетей, для глобальных телекоммуникационных сетей, для кабельного телевидения и т. п.

Волоконно-оптический кабель (optical fiber) состоит из тонких (5-60 микрон) гибких стеклянных волокон (волоконных световодов), по которым распространяются световые сигналы. Это наиболее качественный тип кабеля — он обеспечивает передачу данных с очень высокой скоростью (до 10 Гбит/с и выше) и к тому же лучше других типов передающей среды обеспечивает защиту данных от внешних помех.

2. Сравните различные модели преобразователей сигнала одной ценовой категории, выберите лучший и обоснуйте свои предпочтения.

Преобразователь сигнала — миниатюрный гаджет, который преобразовывает сигнал и позволяет без проблем передавать большие массивы данных на внушительные расстояния. Их целесообразно использовать на предприятиях малого, среднего и большого масштаба. Они нужны для расширения возможностей компонентов сетей.

Важными параметрами являются:

• разъемы;

• возможность управления – со встроенным веб-интерфейсом или без него;

• внешнее исполнение – отдельный корпус или просто плата с необходимыми разъемами;

• тип волокна – одномодовое или многомодовое;

• тип соединения;

• дистанция передачи сигнала, которая определяет чувствительность и мощность передатчика, а также потери на линиях.

• скорость передачи данных

Проведем сравнительную характеристику преобразователей:

SFP 10/100/1000, MCSFP2-10/100/1000

Оптические параметры MCSFP2-10/100/1000 определяются параметрами SFP модулей, установленных в соответствующий слот. Он поддерживает работу с различными SFP модулями с напряжением питания 3,3 В и скоростью передачи данных до 1250 Мбит/с, что позволяет организовывать передачу данных на дистанции от 0,5 до 120 км, как по многомодовому так и одномодовому волокну в двух или одноволоконных линиях связи.



Рисунок 1 -параметры SFP 10/100/1000, MCSFP2-10/100/1000

Конвертер WDM 10/100 20км 1310нм SC

Конвертер WDM 10/100 20км 1310нм SC c функцией LFP, MCSS2-10/100–1310-SC-20 DIP - одноволоконный медиаконвертер 100Base-FX, работающий с одномодовыми WDM трансиверами. Обладает разъёмом типа SC. Рабочее расстояние: до 20 км.

Наличие функции LFP (Link Fault Pass Through) позволяет мгновенно выявить проблемы в линии связи и обеспечить резервирование данных.



Рисунок 2 – характеристики WDM 10/100 20км 1310нм SC

Конвертер WDM 1000Мбит/с 20км 1310нм SC

конвертер MCSFP2-1000–1310-20км-SC состоит из SFP медиаконвертера типа 10/100/1000 и оптического модуля TBSF13-20-12gSC-3c.

Данный комплект работает на длине волны 1310 нм и обладает скоростью передачи данных 1.25 Гбит/с по одному волокну.

Решение медиаконвертер с SFP слотом + трансивер - является оптимальным вариантом для тех, кто хочет подобрать удобное сочетание требуемой скорости передачи данных, длины волны и расстояния, на которое требуется передавать сигнал.



Рисунок 3 – характеристики WDM 1000Мбит/с 20км 1310нм SC

На мой взгляд лучшим из перечисленных является конвертер WDM 10/100 20км 1310нм SC, потому что он имеет схожий функционал за меньшие деньги.

2. Опишите технические характеристики и возможности концентраторов и сравните их с коммутаторами

Прежде чем начать описывать технические характеристики и возможности концентраторов, а уж тем более сравнивать их с коммутаторами, приведу определения.

Концентратор (hub) – это сетевое устройство, предназначенное для объединения устройств сети в сегменты. Основной принцип его работы заключается в трансляции пакетов, поступающих на один из его портов на все другие порты. Таким образом, пакет, поступивший в сеть, будет отправлен всем остальным устройствам сети, т. е. будет осуществляться широковещательная передача.

Коммутатор, или свитч – прибор, объединяющий несколько интеллектуальных устройств в локальную сеть для обмена данными. При получении информации на один из портов, передает ее далее на другой порт, на основании таблицы коммутации или таблицы MAC-адресов.

Разница между концентратором и коммутатором:

Приборы внешне могут выглядеть очень похоже: компактные коробочки, на одной из сторон которых располагаются выходы для подключения соединительных кабелей. Общим для двух устройств является и то, что они связывают только отдельные компьютеры, а не сети, как в случае с маршрутизатором.

Между тем отличие коммутатора от концентратора заключается в том, что второй прибор является довольно примитивным вариантом и обладает меньшими возможностями. Действие концентратора соответствует первому, физическому, уровню согласно модели OSI. Подобное устройство не способно распознавать взаимодействующие с ним компьютеры. Получив от одного из них данные, концентратор отправляет их на все рабочие порты. Таким образом, пакет приходит и по месту назначения, и на остальные компьютеры. Такой подход влечет за собой массу недостатков. В их числе угроза безопасности и зависимость пропускной способности от количества подсоединенных узлов. В определенный момент концентратор выполняет только один вид операций: получение или передачу информации. При этом процесс осуществляется со скоростью наиболее медленно работающего элемента группы. Все это снижает производительность описанного аппарата.

Концентраторы в настоящее время утратили былую актуальность. Для построения сети сейчас в основном используются коммутаторы. Они функционируют на втором, канальном, уровне. Такой прибор настроен на запоминание компьютерных адресов и способен фиксировать, к какому из портов подключен каждый отдельный узел. Пакет данных, проходящий через коммутатор, доставляется только на нужное устройство. Остальные компьютеры эту информацию не видят. Поскольку здесь отсутствуют ненужные передачи, производительность внутри сети повышается. Связующий прибор работает сразу в двух направлениях: приема и трансляции данных избранным устройствам. К тому же коммутатор отлично справляется с большими объемами информации, обрабатывая и пересылая ее намного быстрей.

Преимущества и недостатки концентраторов:

Единственное преимущество концентратора — низкая стоимость — было актуально лишь в первые годы развития сетей Ethernet. По мере совершенствования и удешевления электронных микропроцессорных компонентов данное преимущество концентратора полностью сошло на нет, так как их стоимость вычислительной части коммутаторов и маршрутизаторов составляет лишь малую долю на фоне стоимости разъёмов, разделительных трансформаторов, корпуса и блока питания, общих для концентратора и коммутатора.

Недостатки концентратора являются логическим продолжением недостатков топологии общая шина, а именно — снижение пропускной способности сети по мере увеличения числа узлов. Кроме того, поскольку на канальном уровне узлы не изолированы друг от друга, все они будут работать со скоростью передачи данных самого худшего узла. Например, если в сети присутствуют узлы со скоростью 100 Мбит/с и всего один узел со скоростью 10 Мбит/с, то все узлы будут работать на скорости 10 Мбит/с, даже если узел 10 Мбит/с вообще не проявляет никакой информационной активности. Ещё одним недостатком является вещание сетевого трафика во все порты, что снижает уровень сетевой безопасности и даёт возможность подключения снифферов.

Характеристики сетевых концентраторов:

• 
  Количество портов — разъёмов для подключения сетевых линий, обычно выпускаются концентраторы с 4, 5, 6, 8, 12, 16, 24 и 48 портами (наиболее популярны с 4, 8 и 16).
  
• 
  Скорость передачи данных — измеряется в Мбит/с, выпускаются концентраторы со скоростью 10 и/или 100 Mбит/c. Скорость может переключаться как автоматически (на наименьшую из используемых), так и с помощью перемычек или переключателей.
  
• 
  Наличие портов для подключения кабелей Ethernet других типов — коаксиальных или оптических.
  

Список литературы

1. 
   Технологии // Pohozhie.ru URL: https://pohozhie.ru/tehnologii/chem-kommutator-otlichaetsya-ot-kontsentratora (дата обращения: 17.02.2022).
   
2. 
   Компьютерные сети это просто // URL: https://www.sites.google.com/site/komputernyesetietoprosto/setevoe-oborudovanie/koncentrator (дата обращения: 17.02.2022).
   
3. 
   Разница между коммутатором и концентратором // TheDifference.ru URL: https://thedifference.ru/chem-otlichaetsya-kommutator-ot-koncentratora/ (дата обращения: 17.02.2022).
   
4. 
   Все про DSL // XDSL технологии URL: http://www.xdsl.ru/articles/adsl.htm (дата обращения: 17.02.2022).
   
5. 
   Технологии цифровых абонентских линий DSL // Банк лекций URL: https://siblec.ru/telekommunikatsii/vychislitelnye-sistemy-seti-i-telekommunikatsii/14-printsipy-postroeniya-setej-abonentskogo-dostupa/14-5-tekhnologii-tsifrovykh-abonentskikh-linij-dsl (дата обращения: 17.02.2022).
   
6. 
   Плюсы и минусы использования сети // toodbox URL: https://studbooks.net/1958592/pedagogika/plyusy_minusy_ispolzovaniya_seti (дата обращения: 17.02.2022).
   
7. 
   Технологии симметричного DSL-доступа // Студопедия URL: https://studopedia.net/18_10895_tehnologii-simmetrichnogo-DSL-dostupa.html (дата обращения: 17.02.2022).