Модель пассивного сетевого оборудования

Пассивное сетевое оборудование

Под пассивным сетевым оборудованием подразумевается оборудование, не наделенное «интеллектуальными» особенностями. Например — кабельная система: кабель (коаксиальный и витая пара (UTP/STP)), вилка/розетка (RG58, RJ45, RJ11, GG45), повторитель (репитер), патч-панель, концентратор (хаб), балун (balun) для коаксиальных кабелей (RG-58) и т.д. Также, к пассивному оборудованию можно отнести монтажные шкафы и стойки, телекоммуникационные шкафы. Монтажные шкафы разделяют на: типовые, специализированные и антивандальные. По типу монтажа: настенные и напольные и другие.

Структурированная кабельная система (СКС) — физическая основа инфраструктуры здания, позволяющая свести в единую систему множество сетевых информационных сервисов разного назначения: локальные вычислительные и телефонные сети, системы безопасности, видеонаблюдения и т. д. Как правило, эти сервисы рассматриваются в рамках определенных служб предприятия.

СКС представляет собой иерархическую кабельную систему смонтированную в здании или в группе зданий, которая состоит из структурных подсистем. Её оборудование состоит из набора медных и оптических кабелей, кросс-панелей, соединительных шнуров, кабельных разъёмов, модульных гнезд, информационных розеток, а также из вспомогательного оборудования. Все элементы СКС интегрируются в единый комплекс (систему) и эксплуатируются согласно определённым правилам.

Кабельная система — это система, элементами которой являются кабели и компоненты, которые связаны с кабелем. К кабельным компонентам относится все пассивное коммутационное оборудование, служащее для соединения или физического окончания (терминирования) кабеля — телекоммуникационные розетки на рабочих местах, кроссовые и коммутационные панели (жаргон: «патч-панели») в телекоммуникационных помещениях, муфты и сплайсы;

Структурированная структура — это любой набор или комбинация связанных и зависимых составляющих частей. Термин «структурированная» означает, с одной стороны, способность системы поддерживать различные телекоммуникационные приложения (передачу речи, данных и видеоизображений), с другой — возможность применения различных компонентов и продукции различных производителей, и с третьей — способность к реализации так называемой мультимедийной среды, в которой используются несколько типов передающих сред — коаксиальный кабель, UTP, STP и оптическое волокно. Структуру кабельной системы определяет инфраструктура информационных технологий, IT (Information Technology), именно она диктует содержание конкретного проекта кабельной системы в соответствии с требованиями конечного пользователя, независимо от активного оборудования, которое может применяться впоследствии.

Сетевые адаптеры (Функции и характеристики сетевых адаптеров)

Сетевой адаптер (Network Interface Card, NIC) вместе со своим драйвером реализует второй, канальный уровень модели открытых систем в конечном узле сети -компьютере. Более точно, в сетевой операционной системе пара адаптер и драйвер выполняет только функции физического и МАС — уровней, в то время как LLC-уровень обычно реализуется модулем операционной системы, единым для всех драйверов и сетевых адаптеров. Например, в ОС Windows NT уровень LLC реализуется в модуле NDIS, общем для всех драйверов сетевых адаптеров, независимо от того, какую технологию поддерживает драйвер.

Сетевой адаптер совместно с драйвером выполняют две операции: передачу и прием кадра.

Передача кадра из компьютера в кабель состоит из перечисленных ниже этапов (некоторые могут отсутствовать, в зависимости от принятых методов кодирования):

• Прием кадра данных LLC через межуровневый интерфейс вместе с адресной информацией МАС — уровня. Обычно взаимодействие между протоколами внутри компьютера происходит через буферы, расположенные в оперативной памяти. Данные для передачи в сеть помещаются в эти буферы протоколами верхних уровней, которые извлекают их из дисковой памяти либо из файлового кэша с помощью подсистемы ввода/вывода операционной системы.
• Оформление кадра данных МАС — уровня, в который инкапсулируется кадр LLC (с отброшенными флагами 01111110). Заполнение адресов назначения и источника, вычисление контрольной суммы.
• Формирование символов кодов при использовании избыточных кодов типа 4В/5В. Скрэмблирование кодов для получения более равномерного спектра сигналов. Этот этап используется не во всех протоколах — например, технология Ethernet 10 Мбит/с обходится без него.
• Выдача сигналов в кабель в соответствии с принятым линейным кодом — манчестерским, NRZI, MLT-3 и т. п.

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 результате в приемнике адаптера образуется некоторая битовая последовательность, с большой степенью вероятности совпадающая с той, которая была послана передатчиком.
• Если данные перед отправкой в кабель подвергались скрэмблированию, то они пропускаются через дескрэмблер, после чего в адаптере восстанавливаются символы кода, посланные передатчиком.
• Проверка контрольной суммы кадра. Если она неверна, то кадр отбрасывается, а через межуровневый интерфейс наверх, протоколу LLC передается соответствующий код ошибки. Если контрольная сумма верна, то из МАС — кадра извлекается кадр LLC и передается через межуровневый интерфейс наверх, протоколу LLC. Кадр LLC помещается в буфер оперативной памяти.

Распределение обязанностей между сетевым адаптером и его драйвером стандартами не определяется, поэтому каждый производитель решает этот вопрос самостоятельно. Обычно сетевые адаптеры делятся на адаптеры для клиентских компьютеров и адаптеры для серверов.

В адаптерах для клиентских компьютеров значительная часть работы перекладывается на драйвер, тем самым адаптер оказывается проще и дешевле. Недостатком такого подхода является высокая степень загрузки центрального процессора компьютера рутинными работами по передаче кадров из оперативной памяти компьютера в сеть.

Поэтому адаптеры, предназначенные для серверов, обычно снабжаются собственными процессорами, которые самостоятельно выполняют большую часть работы по передаче кадров из оперативной памяти в сеть и в обратном направлении.

Источник

4.2. Пассивные сетевые устройства

Под пассивными сетевыми устройствами подразумеваются устройства, функционирующие на физическом уровне эталонной мо­дели OSI и не наделенные «интеллектуальными» способностями, т.е. они не производят никакого анализа поступающих данных. К таким устройствам относятся повторители и концентраторы.

При передаче электрических или электромагнигиых сигналов (данных) происходит их ослабление и искажение. Этот эффект называ­ется затуханием (attenuation). Для устранения этого эффекта исполь­зуются повторители. Повторитель (repeater) (рис. 4.2, а) — это устрой­ство, которое воспринимает входные сигналы и восстанавливает все их характеристики в исходное состояние, что позволяет передавать их в физической среде на большие расстояния.

Концентратор (hub) (рис. 4.2, б) — сетевое устройство, предназна­ченное для подключения в сеть нескольких компьютеров или сетевых устройств. Концентратор повторяет сигнал, полученный от одного из подключенных к нему устройств, на все остальные устройства, под­ключенные к этому концентратору.

Рис. 4.2. Пассивные сетевые устройства: а — повторитель; б- концентратор

Концентраторы и повторители очень похожи, разница между ними состоит лишь в количестве портов. Поэтому концентраторы часто называют многопортовыми повторителями (multiport repeater).

4.3. Активные сетевые устройства

Под активными сетевыми устройствами подразумеваются устрой­ства, наделенные «интеллектуальными» способностями. К таким устройствам относятся коммутаторы, мосты и маршрутизаторы.

Коммутатор (switch) (рис. 4.3, а) — сетевое устройство, функцио­нирующее па канальном уровне модели OSI и предназначенное для подключения в сеть нескольких компьютеров или сетевых устройств. В отличие от концентратора, который передает данные от одного под­ключенного устройства всем остальным, коммутатор передает данные только непосредственно получателю.

Коммутатор хранит в памяти таблицу коммутации, в которой ука­зывается соответствие физического адреса подключенного сетевого устройства порту коммутатора. При включении коммутатора эта таб­лица пуста. Когда коммутатор принимает кадры, он извлекает из них физические адреса отправителя и получателя. Физический адрес от­правителя заносится в таблицу коммутации. Впоследствии, если на один из портов коммутатора поступит кадр, предназначенный для устройства, физический адрес которого уже есть в таблице, то этот кадр будет передан только через порт, указанный в таблице. Если фи­зический адрес получателя не ассоциирован с каким-либо портом коммутатора, то кадр будет отправлен на все порты.

Мост (bridge) (рис. 4.3, б) представляет собой устройство каналь­ного уровня эталонной модели OSI. предназначенное для объединения сетей. Получив кадр, мост определяет подсеть, в которую должен быть передан полученный кадр. Мост передает кадры из одной подсети в другую только в том случае, если такая передача действительно необ­ходима, то есть, если адрес назначения принадлежит другой подсети.

Рис. 4.3. Коммутатор (а) и сетевой мост (б)

Мосты похожи на коммутаторы в том, что используют адреса кад­ров. Однако коммутаторы используются для подключения отдельных устройств в сеть, а мосты — для объединения сетей.

Рис. 4.4. Маршрутизатор

Маршрутизатор (router) (рис. 4.4) — сетевое устройство, функци­онирующее на сетевом уровне модели OSI и которое служит для объ­единения сетей. Задачей маршрутизатора является анализ входящих пакетов, выбор для них наилучшего пути по сети и их коммутация на соответствующий выходной порт. В крупных сетях маршрутизаторы являются главными устройствами, регулирующими перемещение по сети потоков данных.

Источник