Техническо устройство компьютерных сетей

4.4. Сетевые технические средства.

Сетевые технические средства – это различные устройства, обеспечивающие объединение компьютеров в единую компьютерную сеть.

Базовые компоненты и технологии, связанные с архитектурой локальных или территориально-распределенных сетей, могут включать в себя:

• Кабели (Wire)
• Серверы
• Сетевые интерфейсные платы (NIC, Network Interface Card)
• Концентраторы (Hub)
• Коммутаторы (Switch)
• Маршрутизаторы (Router, территориально-распределенные сети)
• Серверы удаленного доступа (Remote Server, территориально-распределенные сети)
• Модемы (территориально-распределенные сети)

Кабели.

Данные по кабелю передаются в виде отдельных порций — пакетов, пересылающихся с одного сетевого устройства на другое. Существует несколько типов кабелей, каждый из которых имеет свои преимущества. Структурированные кабельные системы (Structured Wiring System). В структурированной кабельной схеме применяется звездообразная конфигурация — отдельный сегмент недорогого кабеля соединяет компьютер каждого пользователя с центральным концентратором (или коммутатором, если в сети передаются большие объемы данных). Витая пара. Кабель типа «витая пара» (TP, Twisted Pair) бывает двух видов: экранированная витая пара (STP, Shielded Twisted Pair) и неэкранированная витая пара (UTP, Unshielded Twisted Pair). Оба типа кабеля состоят из пары скрученных медных проводов. Тонкий и толстый коаксиальный кабель. Эти типы кабеля аналогичны стандартному телевизионному кабелю. Коаксиальный кабель прокладывается от компьютера к компьютеру. У каждого компьютера оставляют небольшой запас кабеля на случай возможности его перемещения. При необходимости охватить локальной сетью площадь большую, чем это позволяют рассматриваемые кабельные системы, применяется дополнительные устройства – репитеры (повторители). Оптоволоконный кабель. Оптоволоконный кабель поддерживает скорость передачи данных (в виде пакетов) 10, 100 или 1000 Мбит/с. Данные передаются с помощью световых импульсов, проходящих по оптическому волокну. Благодаря совершенствованию оптоволоконной технологии данный кабель становится все более приемлемым по цене.

Серверы.

Сервер в сети клиент/сервер представляет собой компьютер с жестким диском большой емкости, на котором можно хранить приложения и файлы, доступные для других компьютеров в сети. Сервер может также управлять доступом к периферийным устройствам (таким как принтеры) и используется для выполнения сетевой операционной системы (NOS, Network Operating System).

Сетевые интерфейсные платы.

Сетевые интерфейсные платы (NIC, Network Interface Card) устанавливаются на настольных и портативных компьютерах. Они служат для взаимодействия с другими устройствами в локальной сети. Если рассматривать просто способ приема и передачи данных на подключенных к сети компьютерах, то современные сетевые платы (сетевые адаптеры) играют активную роль в повышении производительности, назначении приоритетов для ответственного трафика (передаваемой/принимаемой информации) и мониторинге трафика в сети. Кроме того, они поддерживают такие функции, как удаленная активизация с центральной рабочей станции или удаленное изменение конфигурации, что значительно экономит время и силы администраторов постоянно растущих сетей.

Концентраторы.

В структурированной кабельной конфигурации все входящие в сеть компьютеры взаимодействуют с концентратором (или коммутатором). Концентратор или хаб (Hub) — устройство множественного доступа, выполняющее роль центральной точки соединения в топологии “физическая звезда”. Компьютеры, соединенные с концентратором образуют один сегмент локальной сети. Такая схема упрощает подключение к сети большого числа пользователей, даже если они часто перемещаются. В основном, функция концентратора состоит в объединении пользователей в один сетевой сегмент. Традиционные концентраторы поддерживают только один сетевой сегмент, предоставляя всем подключаемым к ним пользователям одну и ту же полосу пропускания. Двухскоростные концентраторы (dual-speed) можно с выгодой использовать для создания современных сетей с совместно используемыми сетевыми сегментами. Кроме того, концентраторы служат центральной точкой для подключения кабелей, изменения конфигурации, поиска неисправностей и централизованного управления, упрощая выполнение всех этих операций. Коммутаторы. Коммутатор (Switch) — многопортовое устройство, обеспечивающее высокоскоростную коммутацию пакетов между портами. В сети с коммутацией пакетов — устройство, направляющее пакеты, обычно на один из узлов магистральной сети. Такое устройство называется также коммутатором данных (data PABX).

Маршрутизаторы.

• Подключение локальных сетей (LAN) к территориально-распределенным сетям (WAN).
• Соединение нескольких локальных сетей.

Серверы удаленного доступа.

Если вам нужно обеспечить доступ к сети удаленных пользователей, устанавливающих коммутируемое соединение из дома или во время поездки, нужно инсталлировать сервер удаленного доступа. Это устройство позволяет нескольким пользователям подключаться к сети по телефонной линии (набирая один телефонный номер) и обращаться к сетевым ресурсам, как и при работе в офисе. Кроме того, такие серверы могут предусматривать защиту от несанкционированного доступа пользователей.

Модемы.

Модемы позволяют пользователям компьютеров обмениваться информацией и подключаться к Интернету по обычным телефонным линиям. Название «модем» обусловлено функцией устройства и означает «модулятор/демодулятор». Модем модулирует цифровые сигналы, поступающие от компьютера, в аналоговые сигналы, передаваемые по телефонной сети общего пользования, а другой модем демодулирует эти сигналы на приемном конце, снова преобразуя их в цифровую форму.

Источник

Телекоммуникационное оборудование: разбираемся в терминологии и основных отличиях

Сетевое или телекоммуникационное оборудование – класс технических устройств по обеспечению работоспособности различных типов компьютерной сети. Почти в каждую компьютерной сети есть три основных устройства – роутер, коммутатор и межсетевой экран. Каждый вид сетевого оборудования играет свою роль на определенном уровне.

Перечисленные устройства отличаются друг от друга по функционалу, но некоторые отдельно взятые опции могут быть интегрированы в одно оборудование. Путаницу вызывают и разные названия одних и тех же устройств, из-за чего некоторые пользователи испытывают трудности с определением отличий. Например, нередко путают коммутатор с концентратором или маршрутизатор с роутером. Рассмотрим подобнее эти технические устройства и их назначения.

Типы сетевого оборудования

Все оборудование для сетей делят на две группы – активное и пассивное. Устройства из первой группы работают от электричества, но самое главное – принимают активное участие в процессах обработки и передачи данных между другим элементами сети. Фактически такие устройства берут на себя задачу передачи, сортировки и группировки информации. Задача пассивных телекоммуникационных устройств понятна из одного названия: они не принимают активного участия в обработке и передачи данных, но создают условия для работоспособности сети. В эту группу относят розетки, коннекторы, патч-корды, муфты, кроссы и тому подобное.

Коммутатор или свитч

Коммутатор или свитч — устройство, создающее связь между всеми узлами сети с целью организации общей системы и обеспечения доступа пользователя сети ко всем ресурсам.

Чтобы понять роль коммутатора, достаточно представить путепроводы, которые сходятся в одном центральном месте. В компьютерной сети именно свитч является таким центром.

С его помощью не составит труда соединить несколько узлов (компьютеры, мобильные телефоны, любое сетевое оборудование) с тем условием, что данное соединение не выйдет за пределы сегментов сети.

Хаб или концентратор

Хаб (от анг. Hub) или же сетевой концентратор. Если перевести Hub с английского на русский язык, то получим «узел», «разветвление» или «развилка». Нужен с той целью, чтобы объединить компьютеры и физические серверы отдельно взятой компании в единую локальную сеть. Количество допустимых к подключению устройств зависит от числа разъемов/портов на корпусе сетевого концентратора.

Важно понимать разницу между хабом и коммутатором. Любой концентратор – простое и в некотором роде примитивное оборудование. Поступающий пакет данных хаб отправляет каждому подключенному устройству. Конечный ПК или сервер самостоятельно определяет, является ли он адресатом или нет. Если устройство не выступает таковым, то пакет попросту уничтожается. Подобная методика передачи данных отнюдь не практичная.

Разница между концентратором и коммутатором достаточно ощутимая: последний передает пакет данных конкретному адресату, когда хаб этого не делает.

Роутер или маршрутизатор

Многие задаются вопросом, в чем разница между роутером и маршрутизатором? На самом деле, это одно и то же устройство. Он нужен для установления связи между глобальной и локальной сетью. Это полноценный сетевой компьютер, оснащенный минимум одним сетевым интерфейсом. Маршрутизатором называют данное устройство не просто так.

Кроме того, что в переводе с английского router означает «маршрутизатор» так еще это оборудование занимается распределением трафика. Роутер пересылает пакеты с данными разным сегментам сети, а также принимает решение об отправке данных на основании заданных администратором параметров и информации о топологии сети. Настраивается роутер посредством специального ПО или веб-интерфейса.

Любой маршрутизатор оснащен WAN-портом, обеспечивающим подключение к внешнему источнику связи для выхода в Интернет. Модели роутера премиального класса могут иметь встроенный межсетевой экран, который администратор может настроить по своему усмотрению.

Межсетевой экран или Firewall

Любая сеть нуждается в надежной защите. Если защиты не будет, то высока вероятность столкнуться с различного рода неприятностями – взломом и потерей данных. С целью обеспечения защиты был создан межсетевой экран (МСЭ), осуществляющий мониторинг входящего и исходящего трафика. Администратором устанавливается определенный набор правил, в соответствии с которыми и действует Firewall. Решение может быть таким – пропустить или заблокировать определенный трафик.

Межсетевой экран устанавливают в качестве первой оборонной линии компьютерной сети. Причем с этой задачей он справляется уже более 25 лет. В его задачу входит установка барьера между внутренними сетями с доверием и сетями без доверия – интернет.

Сегодня известно несколько разновидностей межсетевого экрана. Одни представлены в качестве специального ПО и сервисов, они схожи на работу прокси-сервера, соединяющего две сети. Другие являются программно-аппаратным комплексом. Аппаратный межсетевой экран – специальное техническое оборудование, у которого процессор, материнская плата и другие составляющие спроектированы под задачи обработки трафика. Для обеспечения более серьезного уровня сетевой безопасности применяются решения по защите от DDoS-атак.

Отличия сетевых устройств

Теперь можно подытожить все вышесказанное.

Коммутатор (свитч) – создает условия для построения локальных сетей. Взаимодействует с таблицей коммутации и MAC-адресами. Обычно настраивается через консоль. Работа коммутатора происходит на канальном уровне, а общение происходит с помощью кадров. Не может являться DHCP-сервером, раздающим IP-адреса. Как правило, устанавливается на предприятиях, где есть необходимость одновременно подключить несколько сетевых устройств и ПК. Бессмыслен в домашних условиях, поскольку он не предназначен для взаимодействия с глобальной сетью.

Сетевой концентратор (хаб) – устаревшее устройство, которое при отправке сообщения направляет его на все подключенное сетевое оборудование. Функционирует примитивно и не отличается какой-либо сложностью настроек.

Роутер (маршрутизатор) – имеет уже большой перечень настроек. Применяется с целью выстраивания локальной сети и для работы шлюза. Возможно его взаимодействие с несколькими сетями и грамотное распределение трафика. Используется повсеместно: дома, офис, при размещении серверов в дата-центре. Часто применяется для распределения трафика между несколькими сетями.

Межсетевой экран (Firewall) отделяет локальную сеть от глобальной. Кроме того, он может быть использован для решения такой задачи, как сегментирование данных повышенной важности от данных не особо важных. Это в какой-то мере обеспечивает защищенность от внутреннего вторжения.

Понимание основных отличий играет принципиально важное значение в вопросе выбора подходящего оборудования для компьютерной сети.

Источник