8.3. Основное сетевое коммутационное оборудование Сетевые адаптеры
Сетевые адаптеры или NIC (Network Interface Card) – это сетевое оборудование, обеспечивающее функционирование сети на физическом и канальном уровнях.
Сетевой адаптер относится к периферийному устройству компьютера, непосредственно взаимодействующему со средой передачи данных, которая прямо или через другое коммуникационное оборудование связывает его с другими компьютерами. Это устройство решает задачи надежного обмена двоичными данными по внешним линиям связи. Как и любой контроллер компьютера, сетевой адаптер работает под управлением драйвера операционной системы, и распределение функций между сетевым адаптером и драйвером может изменяться от реализации к реализации.
Сетевые адаптеры вместе с сетевым программным обеспечением способны распознавать и обрабатывать ошибки, которые могут возникнуть из-за электрических помех, коллизий или плохой работы оборудования.
Современные типы сетевых адаптеров поддерживают технологию Plug and Play (вставляй и работай). Если сетевую карту установить в компьютер, то при первой загрузке система определит тип адаптера и запросит для него драйверы.
Сетевые адаптеры различаются по типу и разрядности используемой в компьютере внутренней шины данных – ISA, EISA, PCI, MCA. Они 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). В связи с тем, что для каждой технологии сейчас имеется возможность использования различных сред передачи данных (тот же Ethernet поддерживает коаксиальный кабель, медную витую пару и оптоволоконный кабель), сетевой адаптер может поддерживать как одну, так и одновременно несколько сред. В случае, когда сетевой адаптер поддерживает только одну среду передачи данных, а необходимо использовать другую, применяются трансиверы и конверторы.
Различные типы сетевых адаптеров отличаются не только методами доступа к среде и протоколами, но еще и следующими параметрами: скоростью передачи, объемом буфера для пакета, типом шины, быстродействием шины, совместимостью с различными микропроцессорами, возможностью использования прямого доступа к памяти (DMA), адресацией портов ввода/вывода и запросов прерывания, конструкцией разъема.
Повторители и концентраторы.
Основная функция повторителя (repeater), как это следует из его названия, – повторение сигналов, поступающих на его порт. Повторитель улучшает электрические характеристики сигналов и их синхронность, и за счет этого появляется возможность увеличивать общую длину кабеля между самыми удаленными в сети узлами.
Многопортовый повторитель часто называют концентратором (concentrator) или хабом (hub), что отражает тот факт, что данное устройство реализует не только функцию повторения сигналов, но и концентрирует в одном центральном устройстве функции объединения компьютеров в сеть. Практически во всех современных сетевых стандартах концентратор является необходимым элементом сети, соединяющим отдельные компьютеры в сеть.
Концентратор представляет собой сетевое устройство, действующее на физическом уровне сетевой модели OSI.
Концентратор является активным оборудованием. Концентратор служит центром звездообразной конфигурации сети и обеспечивает подключение сетевых устройств. В концентраторе для каждого узла (ПК, принтеры, серверы доступа, IP-телефоны и пр.) должен быть предусмотрен отдельный порт.
Все порты хаба равноправны, никакой логической обработке сигнал не подвергается, не буферизируется, коллизии не обрабатываются (только фиксируются их наличие на индикации некоторых моделей устройств).
Концентраторы образуют из отдельных физических отрезков кабеля общую среду передачи данных – логический сегмент. Логический сегмент также называют доменом коллизий, поскольку при попытке одновременной передачи данных любых двух компьютеров этого сегмента, хотя бы и принадлежащих разным физическим сегментам, возникает блокировка передающей среды (рис. 8.1.).
Рис. 8.1. Логический сегмент, построенный с использованием концентраторов
Концентраторы поддерживают технологию plug and play и не требуют какой-либо установки параметров.
В современных технологиях компьютерных сетей хабы относят к устаревшему оборудованию.
Мост (bridge) – ретрансляционная система, соединяющая каналы передачи данных.
В соответствии с базовой эталонной моделью взаимодействия открытых систем мост описывается протоколами физического и канального уровней, над которыми располагаются канальные процессы. Мост опирается на пару связываемых им физических средств соединения, которые в этой модели представляют физические каналы. Мост преобразует физический (1A, 1B) и канальный (2A, 2B) уровни различных типов (рис. 8.2). Что касается канального процесса, то он объединяет разнотипные каналы передачи данных в один общий.
Мосты могут соединять сегменты, использующие разные типы носителей, например Gigabit Ethernet (витая пара) и 10Base2 (тонкий коаксиальный кабель). Они могут соединять сети с разными методами доступа к каналу, например сети Ethernet (метод доступа CSMA/CD) и Token Ring (метод доступа TPMA).
4.1.2 Повторители и усилители
Как говорилось ранее, сигнал при перемещении по сети, ослабевает. Чтобы предотвратить это ослабление, можно использовать повторители и (или) усилители, которые усиливают сигнал, проходящий через них.
Повторители (repeater) используются в сетях с цифровым сигналом для борьбы с затуханием (ослаблением) сигнала. Когда репитер получает ослабленный сигнал, он очищает этот сигнал, усиливает и посылает следующему сегменту.
Усилители (amplifier), хоть и имеют схожее назначение, используются для увеличения дальности передачи в сетях, использующих аналоговый сигнал. Это называется широкополосной передачей. Носитель делится на несколько каналов, так что разные частоты могут передаваться параллельно.
Обычно сетевая архитектура определяет максимальное количество повторителей, которые могут быть установлены в отдельной сети. Причиной этого является феномен, известный как «задержка распространения». Период, требуемый каждому повторителю для очистки и усиления сигнала, умноженный на число повторителей, может приводить к заметным задержкам передачи данных по сети.
4.1.3 Концентраторы
Концентратор (HUB) представляет собой сетевое устройство, действующее на физическом уровне сетевой модели OSI, служащее в качестве центральной точки соединения и связующей линии в сетевой конфигурации «звезда».
Существует три основных типа концентраторов:
4.1.4 Мосты
Мост (bridge) представляет собой устройство, используемое для соединения сетевых сегментов. Мосты можно рассматривать как усовершенствование повторителей, так как они уменьшают загрузку сети: мосты считывают адрес сетевой карты (MAC address) компьютера-получателя из каждого входящего пакета данных и просматривают специальные таблицы, чтобы определить, что делать с пакетом. Мост функционирует на канальном уровне сетевой модели OSI. Мост функционирует как повторитель, он получает данные из любого сегмента, но он более разборчив, чем повторитель. Если получатель находится в том же физическом сегменте, что и мост, то мост знает, что пакет больше не нужен. Если получатель находится в другом сегменте, мост знает, что пакет надо переслать. Эта обработка позволяет уменьшить загрузку сети, поскольку сегмент не будет получать сообщений, которые к нему не относятся. Мосты могут соединять сегменты, которые используют разные типы носителей (10BaseT, 10Base2), а также с разными схемами доступа к носителю (Ethernet, Token Ring).
4.1.5 Маршрутизаторы
Маршрутизатор (router) представляет собой сетевое коммуникационное устройство, работающее на сетевом уровне сетевой модели, и может связывать два и более сетевых сегментов (или подсетей). Он функционирует подобно мосту, но для фильтрации трафика он использует не адрес сетевой карты компьютера, а информацию о сетевом адресе, передаваемую в относящейся к сетевому уровню части пакета. После получения этой информации маршрутизатор использует таблицу маршрутизации, чтобы определить, куда направить пакет. Существует два типа маршрутизирующих устройств: статические и динамические. Первые используют статическую таблицу маршрутизации, которую должен создавать и обновлять сетевой администратор. Вторые – создают и обновляют свои таблицы сами. Маршрутизаторы могут уменьшить загрузку сети, увеличить пропускную способность, а также повысить надежность доставки данных. Маршрутизатором может быть как специальное электронное устройство, так и специализированный компьютер, подключенный к нескольким сетевым сегментам с помощью нескольких сетевых карт. Он может связывать несколько небольших подсетей, использующих различные протоколы, если используемые протоколы поддерживают маршрутизацию. Маршрутизируемые протоколы обладают способностью перенаправлять пакеты данных в другие сетевые сегменты (TCP/IP, IPX/SPX). Не маршрутизируемый протокол – NetBEUI. Он не может работать за пределами своей собственной подсети.
Что такое повторитель в компьютерных сетях?
Сетевые повторители (также называемые усилителями сигнала и расширителями диапазона) — это небольшие устройства, которые принимают входящие электрические, беспроводные и оптические сигналы и ретранслируют их в точки, недоступные для передачи данных по Ethernet и Wi-Fi . Повторители пытаются сохранить целостность сигнала и увеличить расстояние, на которое могут перемещаться данные.
Типичное использование для повторителя
Типичный маршрутизатор обычно достаточно силен, чтобы подавать сигнал Wi-Fi в небольшом доме или квартире, но он может быть недостаточно силен для обслуживания большого дома. Это приводит к мертвым зонам в доме, где нет сигнала . Вы можете воспользоваться установкой ретранслятора, если:
- Ваш офис или дом имеет беспроводное подключение к Интернету, которое является сильным в большинстве областей, но слабым или отсутствует в его отдаленных районах.
- Ваш Wi-Fi страдает от проблемы прямой видимости, такой как металлическая стена между комнатой и маршрутизатором.
- Вы хотите транслировать контент снаружи, например, во время гриля или на заднем дворе.
Как использовать репитер
Расположение повторителя в правильном месте — где сигнал сильный — очень важно. Расположение на полпути между маршрутизатором и самой слабой зоной приема идеально. Затем, следуя инструкциям, прилагаемым к повторителю, войдите в повторитель Wi-Fi на компьютере и введите данные для входа и пароль вашей сети Wi-Fi. Повторитель подключается к сети Wi-Fi и повышает уровень сигнала от его местоположения наружу.
Некоторые расширители дальности усиливают сигнал одинаково во всех направлениях, но если у вашего повторителя есть антенны, вы можете направить их в области с самым слабым приемом.
Перед установкой вашего ретранслятора используйте онлайн-тест скорости в зоне плохого приема. Перезапустите тест после установки повторителя, чтобы оценить улучшение скорости, которое дает вам повторитель.