Информационная деятельность человека. Классификация компьютерных сетей

Название	Классификация компьютерных сетей
Анкор	Информационная деятельность человека
Дата	13.03.2022
Размер	2.15 Mb.
Формат файла
Имя файла	komp_seti.docx
Тип	Документы #394388
страница	2 из 11

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

ТЕМА 1.2 ОСНОВНЫЕ УСТРОЙСТВА, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫЕ ДЛЯ ОРГАНИЗАЦИИ СЕТЕВОГО И МЕЖСЕТЕВОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

Сетевое передающее оборудование

Сетевое оборудование — __устройства, необходимые для работы компьютерной сети, например: маршрутизатор, коммутатор, концентратор, коммутационная панель и др. Можно выделить активное и пассивное сетевое оборудование

пассивное

активное

маршрутизатор, коммутатор, концентратор, коммутационная панель и др.

Розетки, разнообразные кабели, коннекторы

Активное сетевое оборудование
Сетевая плата — ___________дополнительное устройство, позволяющее компьютеру взаимодействовать с другими устройствами сети.

Типы:

По конструктивной реализации сетевые платы делятся на:

внутренние — отдельные платы, вставляющиеся в ISA, PCI или PCI-E слот; внешние, подключающиеся через LPT, USB или PCMCIA интерфейс, преимущественно использующиеся в ноутбуках.

На 10-мегабитных сетевых платах для подключения к локальной сети используются 4 типа разъёмов:

8P8C для витой пары; BNC-коннектор для тонкого коаксиального кабеля; 15-контактный разъём AUI трансивера для толстого коаксиального кабеля. оптический разъём (en:10BASE-FL и другие стандарты 10 Мбит Ethernet)

На 100-мегабитных платах устанавливают

либо разъём для витой пары (8P8C, ошибочно называемый RJ-45), либо оптический разъем (SC, ST, MIC). Рядом с разъёмом для витой пары устанавливают один или несколько информационных светодиодов, сообщающих о наличии подключения и передаче информации

Параметры сетевого адаптера

При конфигурировании карты сетевого адаптера могут быть доступны следующие параметры:

При конфигурировании карты сетевого адаптера могут быть доступны следующие параметры: номер линии запроса на аппаратное прерывание IRQ. номер канала прямого доступа к памяти DMA (если поддерживается).

Функции и характеристики сетевых адаптеров

Все функции сетевого адаптера делятся на магистральные и сетевые. К магистральным относятся те функции, которые осуществляют обмен адаптера с магистралью (системной шиной) компьютера (то есть опознание своего магистрального адреса, пересылка данных в компьютер и из компьютера, выработка сигнала прерывания компьютера и т.д.). Сетевые функции обеспечивают общение адаптера с сетью

Прием кадра из кабеля в компьютер включает следующие действия:

Прием кадра из кабеля в компьютер включает следующие действия: Прием из кабеля сигналов, кодирующих битовый поток. Выделение сигналов на фоне шума. Эту операцию могут выполнять различные специализированные микросхемы или сигнальные процессоры DSP.

В зависимости от того, какой протокол реализует адаптер, адаптеры делятся на:

В зависимости от того, какой протокол реализует адаптер, адаптеры делятся на Ethernet-адаптеры, Token Ring-адаптеры, FDDI-адаптеры и т. д. Так как протокол Fast Ethernet позволяет за счет процедуры автопереговоров автоматически выбрать скорость работы сетевого адаптера в зависимости от возможностей концентратора, то многие адаптеры Ethernet сегодня поддерживают две скорости работы и имеют в своем названии приставку 10/100.
Сетевой адаптер перед установкой в компьютер необходимо конфигурировать.

При конфигурировании адаптера обычно задаются номер прерывания IRQ, используемого адаптером, номер канала прямого доступа к памяти DMA (если адаптер поддерживает режим DMA) и базовый адрес портов ввода/вывода.

Сетевые адаптеры и шины

Шина – это компьютерная магистраль, по которой информация передается к процессору и периферийным устройствам, подключенным к компьютеру.

Типы шин:

Сетевые адаптеры различаются по типу и разрядности используемой в компьютере внутренней шины данных – ISA, EISA, PCI, MCA. Сетевые адаптеры различаются также по типу принятой в сети сетевой технологии – Ethernet, Token Ring, FDDI и т.п. Как правило, конкретная модель сетевого адаптера работает по определенной сетевой технологии (например, Ethernet).
Повторитель (репи́тер) – это предназначенное для увеличения расстояния сетевого соединения и его расширения за пределы одного сегмента или для организации двух ветвей, путём повторения электрического сигнала «один в один». Бывают однопортовые повторители и многопортовые. В терминах модели OSI работает на физическом уровне.
Целью использования повторителя является регенерация и ресинхронизация сетевых сигналов на битовом уровне, что позволяет передавать их по среде на большее расстояние. Термин повторитель (repeater) первоначально означал отдельный порт ‘‘на входе’’ некоторого устройства и отдельный порт на его ‘‘выходе’’
Концентратор — это это сетевое устройство, которое выполняет основную функцию — повторение кадра либо на всех портах (как определено в стандарте Ethernet), либо только на некоторых портах согласно алгоритму, определенному соответствующим стандартом.
Свойства концентраторов

Свойства мостов. Мосты являются более «интеллектуальными» устройствами, чем концентраторы. «Более интеллектуальные» в данном случае означает, что они могут анализировать входящие фреймы и пересылать их (или отбросить) на основе адресной информации
Функции концентраторов

Концентраторы считаются устройствами первого уровня, поскольку они всего лишь регенерируют сигнал и повторяют его на всех своих портах (на выходных сетевых соединениях). Сетевой адаптер узла принимает только сообщения, адресованные на правильный MAC-адрес. Узлы игнорируют сообщения, которые адресованы не им. Только узел, которому адресовано данное сообщение, обрабатывает его и отвечает отправителю. Для отправки и получения сообщений все порты концентратора Ethernet подключаются к одному и тому же каналу

Характеристики концентраторов:

Концентраторы и повторители имеют похожие характеристики, поэтому концентраторы часто называют многопортовыми повторителями (multiport repeater). Разница между повторителем и концентратором состоит лишь в количестве кабелей, подсоединенных к устройству
Сетевой коммутатор (жарг. свитч ) — устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного или нескольких сегментов сети. Коммутатор работает на канальном (втором) уровне сетевой модели OSI. Коммутаторы были разработаны с использованием мостовых технологий и часто рассматриваются как многопортовые мосты. Для соединения нескольких сетей на основе сетевого уровня служат маршрутизаторы (3 уровень OSI
Существует три способа коммутации. Каждый из них — это комбинация таких параметров, как время ожидания и надежность передачи. 1. С промежуточным хранением (Store and Forward). Коммутатор читает всю информацию во фрейме, проверяет его на отсутствие ошибок, выбирает порт коммутации и после этого посылает в него фрейм

Буферизация

явление, возникающее в сетях с коммутацией пакетов, когда чрезмерная буферизация вызывает увеличение времени прохождения пакетов (latency) и разброса задержки пакетов (jitter), и в результате уменьшение пропускной способности (throughput). Проект www.bufferbloat.net иронично определил этот термин, как «ухудшение производительности Интернета, вызванное предыдущими попытками её улучшения

Коммутаторы подразделяются на управляемые и неуправляемые. Сложные коммутаторы можно объединять в одно логическое устройство — стек — с целью увеличения числа портов.

В таблице коммутатора, которая называется таблицей MAC-адресов, находится список активных портов и MAC-адресов подключенных к ним узлов.
Мост (bridge) – это это способ соединения двух сегментов Ethernet на канальном уровне, т.е. без использования протоколов более высокого уровня, таких как IP. Пакеты передаются на основе Ethernet-адресов, а не IP-адресов (как в маршрутизаторе).

Свойства мостов

При получении из сети кадра (пакета) мост проверяет в его заголовке MAC-адрес назначения (англ. MAC (Media Access Control) address) и, если он принадлежит данной подсети, передаёт (транслирует) кадр дальше в тот сегмент, которому предназначался данный кадр; если кадр не принадлежит данной подсети, мост ничего не делает

Функции мостов

ограничение домена коллизий
задержку фреймов, адресованных узлу в сегменте отправителя
ограничение перехода из домена в домен ошибочных фреймов:
- карликов (фреймов меньшей длины, чем допускается по стандарту (64 байта))
- фреймов с ошибками в CRC
- фреймов с признаком «коллизия»
- затянувшихся фреймов (размером больше, чем разрешено стандартом)

Маршрутизатор (ра́утер, ру́тер или ро́утер) — специализированное устройство, которое пересылает пакеты между различными сегментами сети на основе правил и таблиц маршрутизации^[2]. Маршрутизатор может связывать разнородные сети различных архитектур. Для принятия решений о пересылке пакетов используется информация о топологии сети и определённые правила, заданные администратором.

Функции маршрутизаторов

это такое устройство (в виде коробочки), которое может принимать данные и передавать их по определенным правилам. В это устройство в Wan-порт можно воткнуть кабель вашего интернета и роутер будет уже раздавать интернет через Lan-порты (RJ-45), а если роутер поддерживает Wi-Fi сети (беспроводные сети), то и через Wi-Fi сеть

Брандмауэр Брандмауэр или фаерволл — это системная утилита (сетевой экран) для контроля и фильтрации входящего/исходящего трафика. Брандмауэр стал неотъемлемой частью операционных систем Windows, начиная с версии XP SP2.

Голосовые устройства, DSL-устройства, кабельные модемы и оптические устройства

Устройства, подключенные к какому-либо сегменту сети, называют сетевыми устройствами. Их принято подразделять на 2 группы:

Устройства пользователя. В эту группу входят компьютеры, принтеры, сканеры и другие устройства, которые выполняют функции, необходимые непосредственно пользователю сети;
Сетевые устройства. Эти устройства позволяют осуществлять связь с другими сетевыми устройствами или устройствами конечного пользователя. В сети они выполняют специфические функции.

Беспроводные сетевые адаптеры

Сетевая плата (в англоязычной среде NIC — англ. networkinterfacecontroller), также известная как сетевая карта, сетевой адаптер (в терминологии компании Intel^[1]), Ethernet-адаптер — по названию технологии — дополнительное устройство, позволяющее компьютеру взаимодействовать с другими устройствами сети. В настоящее время в персональных компьютерах и ноутбуках контроллер и компоненты, выполняющие функции сетевой платы, довольно часто интегрированы в материнские платы для удобства, в том числе унификации драйвера и удешевления всего компьютера в целом.

Точки беспроводного доступа

Точка доступа (AP) - это беспроводной "удлинитель-расширитель" проводной сети. Беспроводные домашние сети начинались именно с нее. Изначально это было очень простое устройство, главная задача которого - принять входящий трафик по кабелю (чаще всего от роутера) и раздать другим устройствам по WiFi

Вопросы для повторения:

Для чего служит сетевой адаптер?
Какие функции у сетевого адаптера?
В чем заключается подготовка данных сетевой картой?
Где хранится сетевой адрес?
Кто назначает сетевой адрес?
Какие параметры настройки существуют у сетевой карты?
Какие факторы учитываются при выборе сетевой карты?
Перечислите сетевое оборудование только для построения глобальных сетей.
Перечислите сетевое оборудование только для построения локальных сетей.
Назовите основные функции маршртизаторов.
Для чего в компьютерных сетях используются мультиплексоры?
Дайте характеристику сетевому оборудованию мост.

Подготовка данных, поступающих от компьютера, к передаче по сетевому кабелю

Передача данных другому компьютеру

Управление потоком данных между компьютером и средой передачи

Приём данных из кабеля и перевод в форму, понятную центральному процессору компьютера

Подготовка данных. Плата сетевого адаптера принимает параллельные данные из шины и организует их для последовательной передачи. Этот процесс завершается переводом цифровых данных компьютера в электрические или оптические сигналы, передающиеся по кабелю (или радиосигнал). Отвечает за это преобразование специальное устройство - трансивер (приёмо-передатчик). Название "Transceiver" происходит от английских слов transmiter (передатчик) и receiver (приемник). ... Шина компьютера передаёт данные из памяти ПК, и если они поступают быстрее, чем их способна передать плата, то они временно помещаются в буфер сетевого адаптера. Передача и управление данными.
Windows хранит свой IP в реестре (кто бы сомневался), по адресу: Сетевые настройки, вписанные в эту ветку, применяются сразу после отключения-включения сетевого подключения (пользуясь терминологией Microsoft 🙂 или, как вариант, после перезагрузки компьютера.
ОБЩЕДОСТУПНЫЙ IP-адрес назначается провайдером, а ЧАСТНЫЕ IP-адреса предоставляются вашим маршрутизатором. Когда вы подключаете свой модем к интернет-провайдеру, интернет-провайдер “случайным образом назначает” вашему модему ОБЩЕДОСТУПНЫЙ IP-адрес из своего свободного диапазона (динамический) или назначает вам ТОЧНЫЙ IP-адрес (статический IP).
Для правильной работы платы её параметры должны быть установлены корректно.

В их число входит:

1. Номер прерывания. (IRQ)

2. Базовый адрес порта ввода-вывода. (i/o port)

3. Базовый адрес памяти.

Линии запроса прерывания – это физические линии, по которым различные устройства могут отправить микропроцессору запрос на обслуживание. Линии запроса встроены в оборудование компьютера и имеют различные уровни приоритета, что позволяет процессору определить наиболее важный из запросов. Посылая компьютеру запрос, устройство организует прерывание – электрический сигнал, который направляется к центральному процессору. Все устройства в компьютере должны пользоваться разными линиями запроса прерывания. Линия запроса задаётся при настройке устройства.

Платы сетевого адаптера могут использовать прерывания IRQ 3, 5, 10, 11, но если есть возможность выбирать, то рекомендуется IRQ 10, так как это значение установлено по умолчанию во многих системах.

Базовый порт ввода-вывода. Определяется канал, по которому передаются данные между устройством компьютера и процессором. Для центрального процессора порт выглядит как адрес, представленный в 16-ричном формате.

Базовый адрес памяти. Указывает на ту область ОЗУ, которая используется платой сетевого адаптера в качестве буфера. Для входящих и исходящих данных этот адрес называют начальным адресом ОЗУ. Некоторые платы имеют параметры, позволяющие задать объём памяти.

Факторы учитываемые при выборе сетевой карты: • Тип шины данных, установленной в вашем компьютере (ISA, VESA, PCI или какой-либо еще). Старые компьютеры 286, 386 содержат только ISA, соответственно и карту вы можете установить только на шине ISA. Pentium, Pentium Pro, Pentium-2 и им подобные используют ISA и PCI шины данных, причем шина ISA — для совместимости со старыми картами.
Сетево́е (телекоммуника́ционное) обору́дование — устройства, необходимые для работы компьютерной сети, например: маршрутизатор, коммутатор, концентратор, коммутационная панель и др.
Сетевое оборудование — устройства, необходимые для работы компьютерной сети, например: маршрутизатор, коммутатор, концентратор, патч-панель и др.
К числу основных функций маршрутизаторов относятся: · маршрутизация обычных (unicast) IP-пакетов · динамическое изменение таблиц маршрутизации для адаптации к изменению. графа связности маршрутизаторов · маршрутизация групповых (multicast) IP-пакетов · обеспечение удаленного мониторинга и изменения состояния маршрутизатора и.
Мультиплексоры и демультиплексоры – это комбинационные устройства, предназначенные для коммутации сигналов и потоков данных в линиях связи по заданным адресам и маршрутам. Основное назначение оптических мультиплексоров заключается в передаче сигналов из нескольких входов на один выход, причем выбор выхода может осуществляется при помощи сочетания определенных управляющих сигналов.
Мост, сетевой мост, бридж (калька с англ. Bridge) — сетевое оборудование для объединения сегментов локальной сети. Сетевой мост работает на втором уровне модели OSI, обеспечивая ограничение домена коллизий (в случае сети Ethernet).

Сетевая семиуровневая модель ISO OSI

СЕАНСОВЫЙ УРОВЕНЬ

ТРАНСПОРТНЫЙ УРОВЕНЬ

СЕТЕВОЙ УРОВЕНЬ

КАНАЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ

ФИЗИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ

Топологии сети

Сетевая топология — это Топология сети-это расположение элементов (звеньев, узлов и т. Д.) сети связи. Топология сети может использоваться для определения или описания расположения различных типов телекоммуникационных сетей, в том числе командных и управляющих радиосетей, промышленных полевых автобусов и компьютерных сетей.

Сетевая топология может быть

Сетевая топология разделяется на:

Физическая топология сети — описывает реальное расположение и связи между узлами сети

Логическая топология сети — описывает хождение сигнала в рамках физической топологии

Конфигурации топологии

Неполносвязная

Полносвязная

Сеть, в которой каждый компьютер непосредственно связан со всеми остальными. Однако этот вариант громоздкий и неэффективный, потому что каждый компьютер в сети должен иметь большое количество коммуникационных портов, достаточное для связи с каждым из остальных компьютеров.

Неполносвязных топологий существует несколько. В них, в отличие от полносвязных, может применяться передача данных не напрямую между компьютерами, а через дополнительные узлы.

Т опология шина

Топтология шина
Топология данного типа представляет собой общий кабель (называемый шина или магистраль), к которому подсоединены все рабочие станции. На концах кабеля находятся терминаторы, для предотвращения отражения сигнала.

Топология звезда

Топология «звезда» - это топология, в которой каждый узел в сети подключен к одному центральному коммутатору. Каждое устройство в сети напрямую связано с коммутатором и косвенно связано с любым другим узлом.

Топология «кольцо» (ring topology) – это последовательное соединение устройств однонаправленными линиями связи, как показано на Рисунке 5-18. Эти связи образуют замкнутое кольцо, не имеющее подключения к центральной системе (имеющейся в топологии «звезда»).

Ячеистая топология

Ячеистая топология (mesh-сеть) — сетевая топология компьютерной сети, построенная на принципе ячеек, в которой рабочие станции сети соединяются друг с другом и способны принимать на себя роль коммутатора для остальных участников. Данная организация сети является достаточно сложной в настройке, однако при такой топологии реализуется высокая отказоустойчивость. Как правило, узлы соединяются по принципу «каждый с каждым». Таким образом, большое количество связей обеспечивает широкий выбор маршрута трафика внутри сети — следовательно, обрыв одного соединения не нарушит функционирования сети в целом

______________________________________________________________________

Дополнительные (производные) топологии

Двойное кольцо

§ Кольцо. § Звезда. § Полносвязная. § Дерево. И дополнительные (производные): § Двойное кольцо. § Ячеистая топология. § Решётка. § Fat Tree. Дополнительные способы являются комбинациями базовых. В общем случае такие топологии называются смешанными или гибридными, но некоторые из них имеют собственные названия, например «Дерево

Решётка

понятие из теории организации компьютерных сетей. Это топология компьютерной сети, в которой узлы образуют регулярную многомерную решётку. При этом каждое ребро решётки параллельно её оси и соединяет два смежных узла вдоль этой оси. Не следует путать с понятием Грид, обозначающем вычислительную систему

Дерево

топология компьютерной сети, в которой каждый узел более высокого уровня связан с узлами более низкого уровня звездообразной связью, образуя комбинацию звезд. Также дерево называют иерархической звездой

Fat Tree

топология компьютерной сети, изобретённая Чарльзом Лейзерсоном из MIT, является дешевой и эффективной для суперкомпьютеров^[1]. В отличие от классической топологии дерево, в которой все связи между узлами одинаковы, связи в утолщённом дереве становятся более широкими (толстыми, производительными по пропускной способности) с каждым уровнем по мере приближения к корню дерева. Часто используют удвоение пропускной способности на каждом уровне
Дополнительные способы являются комбинациями базовых. Смешанная топология — топология, преобладающая в крупных сетях с произвольными связями между компьютерами. В таких сетях можно выделить отдельные произвольно связанные фрагменты (подсети), имеющие типовую топологию, поэтому их называют сетями со смешанной топологией.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11