Учебник для вузов Общие сведения Аппаратное обеспечение
 Скачать 5.31 Mb.
|
2.8 Оборудование компьютерных сетей Основные задачи, которые позволяет решать ЛС: использование автоматизированных систем управления предприятием и создание единой информационной среды предприятия; надежное хранение больших объемов информации на сервере с регу- лярным ее резервным копированием; совместное использования в организациях общих ресурсов, таких как жесткие диски, принтеры, накопители CD-ROM, серверные приложе- ния (серверы баз данных, почтовые серверы, Интернет-серверы и пр.). Для организации территориально-распределенных сетей ис- пользуется коммутируемая телефонная сеть общего пользования (PSTN, Public Switched Telephone Network) с соединением через модем, линии вы- сокоскоростной цифровой сети с предоставлением комплексных услуг (ISDN, Integrated Services Digital Network), оптоволоконная связь, спутни- ковые каналы связи. При постоянном использовании организацией линии территори- ально-распределенной сети (прежде всего, для связи с Интернет-про- вайдером), используют выделенную телефонную линию с аналоговой или цифровой передачей данных. За выделенную линию вносится фиксиро- ванная плата. Коммутируемое соединение или ISDN предусматривают по- временную оплату. Стандарты в области локальных сетей объединяет семейство IEEE 802.××, а также ISO 8802-1...5. Эти стандарты были созданы на основе распространенных фирменных стандартов сетей Ethernet, ArcNet и Token Ring. В частности, стандарт IEEE 802.3 описывает модификации сетей Ethernet – 10Base-5, 10Base-2, 10Base-T, 10Base-F, раздел стандарта IEEE 802.3u описывает технологию Fast Ethernet (100Base-T), IEEE 802.3ak стандартизует одну их технологий гигабитных сетей – 10GBase-CX4. Для организации работы локальных сетей может использоваться следующее основное оборудование: интегрированные на материнской плате сетевые адаптеры или сетевые интерфейсные платы; концентраторы; коммутаторы; кабели; маршрутизаторы (территориально-распределенные сети); модемы (территориально-распределенные сети). Сетевыеадаптеры Назначение сетевого адаптера – обеспечение работы ПК в локальной сети. Для подключения к сетевому кабелю сетевая карта имеет соответ- ствующий разъем. Материнские платы современных ПК обычно имеют интегрирован- ную гигабитную сетевую подсистему (10/100/1000 Мбит/с) технологии Ethernet (см. п. 2.3). Однако выпускаются и отдельные сетевые интерфейсные платы (NIC, Network Interface Card), подключаемые к слоту PCI или USB. Концентраторы В локальной сети технологии Ethernet все входящие в сеть ПК взаи- модействуют с концентраторами (HUB) или коммутаторами. Соединенные с одним концентратором ПК образуют сегмент локальной сети. Концен- траторы бывают разных видов и обычно обеспечивают соединение 12 – 24-х пользователей в пределах одного помещения или группы соседних помещений. При применении концентратора все пользователи делят между со- бой полосу пропускания сети. Пакет, принимаемый по одному из портов концентратора, рассылается во все другие порты, которые анализируют этот пакет (предназначен он для них или нет). В настоящее время вместо концентраторов используются неуправ- ляемые коммутаторы (hub-switch, см. рисунок 2.44). Коммутаторы Коммутатор предоставляет каж- дому устройству (серверу, ПК или дру- гому коммутатору/концентратору), подключенному к одному из его пор- тов, всю полосу пропускания сети. Это повышает производительность и уменьшает время отклика сети за счет сокращения числа пользователей на  Рисунок 2.44. 48-портовый неуправляемый коммутатор сегмент. Новые коммутаторы обычно поддерживают скорости передачи 10/100/1000 Мбит/с в зависимости от максимальной скорости подключае- мого устройства и могут автоматически настраиваться на оптимальную скорость. В отличие от концентраторов, осуществляющих широковеща- тельную рассылку всех пакетов, принимаемых по любому из портов, ком- мутаторы передают пакеты только целевому устройству (адресату), так как знают MAC-адрес (Media Access Control) каждого подключенного устройства. В результате уменьшается трафик и повышается общая про- пускная способность, а эти два фактора являются критическими с учетом растущих требований к полосе пропускания сети современных сложных бизнес-приложений. Пример описания неуправляемого коммутатора 8 D-Link DGS- 1008D (стоимость около 1500 руб.): коммутатор с 8 медными портами Gigabit Ethernet. Стандарты: IEEE 10BASE-T Ethernet, IEEE 802.3u 100BASE-TX Fast Ethernet, IEEE 802.3ab 1000BASE-T Gigabit Ethernet, ANSI/IEEE 802.3 NWay определение скорости и режима работы, IEEE 802.3x управление потоком. Количество портов: 8 портов 10BASE-T/100BASE-TX/1000BASE-T. Пол- ный/полудуплекс для скоростей 10/100Мбит/с, полный дуплекс для скоро- сти Gigabit Ethernet. Метод коммутации: Store-and-forward. Размер табли- цы MAC-адресов: 8K записей на устройство. Изучение MAC -адресов: ав- томатическое обновление. Буфер RAM: 256К на устройство. Размеры: 235×161.9×35.6 мм. Кабели В наиболее распространенной в настоящее время сетевой техноло- гии Ethernet сетевой кабель соединяет между собой сетевой адаптер ПК и концентратор или неуправляемый коммутатор (switch). Для подключения на концах кабеля обжимаются коннекторы (наиболее часто – восьми кон- тактные RJ-45). Существует несколько типов кабелей, применяемых в различных сетевых технологиях.  Витая пара (TP, Twisted Pair) – основ- ной тип кабеля в настоящее время. Бывает двух видов: неэкранированная витая пара (UTP, Unshielded Twisted Pair, см. рисунок 2.45) и экранированная витая пара (STP, Shielded Twisted Pair). Оба типа кабеля состо- ят из нескольких пар скрученных изолиро- ванных медных проводов. Кабель типа не- экранированная витая пара стал наиболее по-пулярным благодаря своей низкой стоимости, гибкости и простоте установки. Недостатком Рисунок 2.45. Кабель UTP, категория 5, 4 пары такого кабеля является уязвимость к электрическим помехам и шумам в линии. Кабели витая пара бывают разной категории (3, 4, 5 или 6). Чем выше номер категории, тем большую скорость передачи поддерживает ка- бель. Оптоволоконный кабель применяется в центральных магист- ральных сетях и связи между коммутаторами локальных сетей, находя- щимися на значительном расстоянии один от другого. Обеспечивает пол- ную защиту от электрических помех, позволяет передавать информацию на большие расстояния. Поддерживает скорость передачи данных 10, 100, 1000 Мбит/с, 10 Гбит/с. Данные передаются с помощью световых импуль- сов, проходящих по оптическому волокну. Недостатки – сложность мон- тажа и высокая стоимость. Тонкий и толстый коаксиальный кабель – в настоящее время практически не используется. Конструкция его аналогична стандартному телевизионному кабелю. Каждая технология ЛС (10-Мбит/с Ethernet, 100-Мбит/с Fast Ethernet или Gigabit Ethernet, 10-Gigabit Ethernet) предполагает использование од- ного или нескольких типов сетевого кабеля. Наиболее часто применяется кабель UTP категории 5 и 5e (см. таблицу 2.19). Таблица 2.19. Использование различных типов сетевого кабеля
Маршрутизаторы Маршрутизаторы могут выполнять следующие функции: Подключение локальных сетей (LAN) к территориально-рас- пределенным сетям (WAN). Соединение нескольких локальных сетей. В основном их применяют для объединения сетей разных типов, за- частую несовместимых по архитектуре и протоколам, например для объ- единения локальных сетей Ethernet и WAN-соединений, использующих протоколы xDSL, PPP, ATM, Frame relay и т. д. Нередко маршрутизатор используется для обеспечения доступа из локальной сети в глобальную сеть Интернет, осуществляя функции трансляции адресов и межсетевого экрана. Например, маршрутизатор Wi-Fi ASUS DSL-N10 имеет следующие характеристики: стандарт IEEE 802.11 b/ g/ n рабочая частота 2.4 ГГц скорость передачи данных до 150 МБит/сек маршрутизатор Да ADSL 2+ модем Да точка доступа Да коммутатор Ethernet 4 порта интерфейс связи с ПК Wi-Fi; LAN. Данный маршрутизатор может использоваться для организации до- машней беспроводной сети с подключением к Интернету по телефонному проводу по технологии ADSL. Производительность маршрутизатора (объем передаваемых данных в секунду) обычно пропорциональна его стоимости. Поскольку мар- шрутизатор работает на основе протокола, он может принимать решение о наилучшем маршруте доставки данных, руководствуясь такими фактора- ми, как стоимость, скорость доставки и т.д. Кроме того, маршрутизаторы позволяют эффективно управлять трафиком широковещательной рассыл- ки, обеспечивая передачу данных только в нужные порты. Модемы Модемы позволяют пользователям ПК обмениваться информацией и подключаться к Internet по обычным телефонным линиям. Название «мо- дем» означает «модулятор/демодулятор». Модем кодирует цифровые сигналы, поступающие от ПК, в аналоговые или цифровые сигналы, пере- даваемые по телефонной сети общего пользования, а модем на приемном конце линии демодулирует эти сигналы, снова преобразуя их в первона- чальную цифровую форму. Модем поддерживает в каждый момент только одно соединение. Для ПК применяются встроенные и внешние модемы, а для портативных компьютеров обычно используются модемы формата PC Card. Модемы используют специальные протоколы модуляции при пере- даче информации, коррекции ошибок и сжатия данных. Протоколы передачи данных для модемов установлены Междуна- родным институтом телекоммуникаций ITU (International Telecommuni- cation Union). Основными характеристиками протоколов передачи данных являют- ся скорость передачи и режим: дуплекс или полудуплекс. В полнодуп- лексном режиме устройство может одновременно передавать и принимать данные. Аналоговые модемы голосового диапазона используют протоколы V.42, V.42bis, V.92, позволяющие эффективно выполнять коррекцию оши- бок и сжатие данных. Скорость передачи информации для протокола V.92 – 56 Кбит/с. Модемы DSL-технологии (Digital Subscriber Line – цифровая або- нентская лини) позволяют организовать цифровую передачу данных по телефонной линии, одновременно та же линия может использоваться и для обычных телефонных разговоров. В последнее время широкое распро- странение получило безлимитное подключение к Интернету по техноло- гии ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line – асимметричная цифровая абонентская линия) c использованием ADSL-модемов. Соединение явля- ется некоммутируемым, т. е. для подключения к провайдеру достаточно включить настроенный модем и компьютер. Технология ADSL обеспечи- вает скорость нисходящего потока данных (от абонента к провайдеру) в пределах от 1,5 Мбит/с до 8 Мбит/с и скорость восходящего потока от 640 Кбит/с до 1,5 Мбит/с. Скорость обычно ограничивается провайде- ром в зависимости от суммы ежемесячной абонентской оплаты за соеди- нение. |