Вычислительные сети расширение локальных сетей

8. Расширение локальных сетей

ЛВС имеют свойство перерастать начальные проекты. С ростом компаний растут и ЛВС. Изменение профиля деятельности или организации работы компании могут потребовать переконфигурации сети. Это становится очевидным, когда:

• недопустимо долго документы стоят в очереди на сетевой принтер;
• увеличилось время запроса к БД;
• изменились требования по защите информации и т. д.

• сегментировать ЛВС так, что каждый сегмент станет самостоятельной ЛВС;
• объединять две ЛВС в одну;
• подключать ЛВС к другим сетям для объединения их в интернет.

8.2. Репитеры

Рис. 8.1. Подключение репитера в ЛВС Это устройства, которые принимают затухающий сигнал из одного сегмента сети, восстанавливают его и передают в следующий сегмент, чем повышают дальность передачи сигналов между отдельными узлами сети (рис. 8.1). Репитеры передают весь трафик в обоих направлениях и работают на физическом уровне модели OSI. Это означает, что каждый сегмент должен использовать одинаковые: форматы пакетов, протоколы и методы доступа. То есть, с помощью репитера можно объединить в единую сеть два сегмента Ethernet и невозможно Ethernet и Token Ring. Однако репитеры позволяют соединять два сегмента, которые используют различные физические среды передачи сигналов (кабель – оптика, кабель – пара и т. д.). Некоторые многопортовые репитеры работают как многопортовые концентраторы, соединяющие разные типы кабелей. Применение репитеров оправдано в тех случаях, когда требуется преодолеть ограничение по длине сегмента или по количеству РС. Причем ни один из сегментов сети не генерирует повышенного трафика, а стоимость ЛВС – главный фактор. Связано это с тем, что репитеры не выполняют функций: изоляции и фильтрации. Так передавая из сегмента в сегмент каждый бит данных, они будут передавать и искаженные пакеты, и пакеты, не предназначенные этому сегменту. В результате проблемы одного сегмента скажутся и на других. Т.е. применение репитеров не обеспечивает функцию изоляции сегментов. Кроме того, репитеры будут распространять по сети все широковещательные пакеты. И если устройство не отвечает на все пакеты или пакеты постоянно пытаются достичь устройств, которые никогда не отзываются, то производительность сети падает, т. е. репитеры не осуществляют фильтрацию сигналов.

8.3. Мосты

• увеличивать размер сети и количество РС в ней;
• соединять разнородные сетевые кабели.

• восстанавливать форму сигналов, но делая это на уровне пакетов;
• соединять разнородные сегменты сети (например, Ethernet и Token Ring) и переносить между ними пакеты;
• повысить производительность, эффективность, безопасность и надежность сетей (что будет рассмотрено ниже).

Источник

2.19. Расширение локальных вычислительных сетей. Особенности репитеров, мостов, маршрутизаторов.

1. Репитеры.
2. Мосты.
3. Маршрутизаторы.

4. Коммутаторы. Коммутаторы. – это сетевое оборудование, которое коммутирует каналы с небольшой пропускной способностью: каждый порт коммутатора обеспечивает наиболее пропускную способность, которая соответствует сетевому оборудованию (кабель, сетевые адаптеры, подключенные к коммутатору). Расширение локальных сетей – увеличение количества узлов и увеличение общей длины сети. Репитеры.Репитеры – это сетевое оборудование, которое восстанавливает ослабленный сигнал и используется для увеличения длины сети или увеличения количества узлов. Репитеры – это повторители. Аналогичные функции заложены у концентратора (HUB). Особенности:

1. Репитеры работают на физическом уровне модели OSI.
2. Соединяемые сегменты (репитеры) должны иметь одинаковый метод доступа. Повторители не преобразуют кадры данных одного метода в кадры данных другого метода.
3. В повторителях отсутствует фильтрация данных. Из одного сегмента в другой передаются все кадры данных, в том числе искаженные кадры и широковещательные кадры.
4. Многопортовые репитеры (несколько разъемов) называются концентраторами. Они поддерживают различные типы кабельных систем. Из одного типа в другой.
5. Концентраторы (многопортовые репитеры) не используются, если: — в сети существует интенсивный трафик; — в сегментах разные методы доступа; — необходима фильтрация.
6. Самый дешевый способ расширения сети, если сеть не перегружена.
7. Они поддерживают разделяемую среду передачи данных.

Мосты.Мосты – это сетевое оборудование для объединения сегментов сети, которое позволяет сегментировать (изолировать) сетевой трафик. Мосты поддерживают функции репитеров. Особенности: 1. Мосты позволяют разделить перегруженную сеть на сегменты с уменьшенным трафиком, в результате каждый сегмент работает более эффективно. 2.Мосты функционируют на канальном уровне модели OSI.

1. Соединяют сегменты сети с разными методами доступа, т.е. могут преобразовывать кадры данных.
2. В своей работе мосты используют таблицу маршрутизации. Они читают адреса источника и назначения в каждом кадре данных, строят таблицу, сохраняя в оперативной памяти. Таблица маршрутизации применяется для сегментирования сетевого трафика. Использование таблицы маршрутизации.

В начале работы сети таблица маршрутизации моста пуста (незаполнена). Когда компьютеры передают кадры (MAC-адреса), адреса источников копируются в таблицу маршрутизации. На основе этой информации мост запоминает расположение станций рабочих сегментов. Принимая очередной кадр данных мост ищет адрес источника в таблице маршрутизации, если не найден адрес источника, то добавляет, а если адрес источника есть, то мост сравнивает адрес назначения с таблицей маршрутизации: 1). Если адрес назначения текущего кадра есть В таблице и получатель в одном сегменте с источником, то мост отбрасывает этот кадр и не передает в другой сегмент. Таким образом, происходит сегментирование сетевого трафика. 2). Если адрес получателя есть в таблице, то получатель и источник в разных сегментах, то мост передает кадр в соответствующий сегмент. 3). Если адреса получателя нет в таблице, то мост передает кадр во все сегменты. Сегментирование сетевого трафика – это фильтрация кадров данных по адресам с целью уменьшения сетевого трафика. Виды мостов:

1. Внешние мосты – это автономное устройство для подключения сетевых сегментов

(двух и более).

1. Внутренние мосты – это мост, реализованный на сервере с несколькими сетевыми адаптерами.

3. Удаленные мосты – это устройства для соединения удаленных ЛВС через выделенную линию. Они работают параллельно с модемами или другим оборудованием, преобразующие из цифрового в аналоговый сигнал. Различия между репитерами и мостами:

1. Мосты работают на более высоком уровне (на канальном).
2. Мосты анализируют кадры данных и работают с MAC-адресами (MAC-адреса используются в таблице маршрутизации).
3. Мосты могут передавать данные и кадры на большие расстояния (выделенные линии).
4. Позволяют подключать большее количество узлов.
5. Мосты обеспечивают более высокую производительность за счет сегментирования.

Недостатки мостов: 1. Мосты пропускают кадры с неизвестными адресами во все сегменты. 2.Пропускают все широковещательные кадры, допускает перегрузку сети. 3.Немаршрутизирует передачу кадров данных, нет алгоритма определения оптимального маршрута. Маршрутизаторы(Router).Маршрутизаторы – это сетевое оборудование для соединения сегментов сети, определяющее наилучший маршрут передачи данных. Особенности:

1. Поддерживает функции моста (сегментирование сетевого трафика).
2. Маршрутизатор функционирует на сетевом уровне модели OSI.
3. Использует таблицы маршрутизации: — в таблицу заносятся известные сетевые адреса (адреса сетей, к которым подключен маршрутизатор); — характеристики каналов связи (какой тип кабельной системы, скорость передачи, нагрузка); — возможные пути передачи пакетов данных; — стоимость передачи данных по различным каналам.
4. Маршрутизатор может поддерживать работу с различными протоколами (IPX, TCP/IP). Для каждого протокола свои таблицы маршрутизации.
5. Маршрутизаторы взаимодействуют не с отдельными компьютерами, а с сетями и с другими маршрутизаторами. Маршрутизаторы передают пакеты данных в соответствующие сети, а не в отдельный компьютер.
6. Для определения наилучшего маршрута используются алгоритмы маршрутизации. Два основных типа алгоритма: — алгоритм на основе состояния каналов (учитывается стоимость, скорость, нагрузка). Применяется в основном в глобальных сетях.

• дистационно-векторный алгоритм (учитывается расстояние). Применяется в локальных сетях.

1. Различают статические и динамические маршрутизаторы. В статических администратор вручную указывает маршруты передачи данных. Такие маршруты более безопасны, т.е. администратор сам указывает маршрут. Динамический маршрутизатор: методы определяются автоматически, уровень безопасности ниже.

Различия между маршрутизаторами и мостами.

1. Маршрутизатор работает на более высоком уровне модели OSI (сетевом) и обрабатывает сетевые IP-адреса; мосты обрабатывают физические MAC-адреса.
2. Маршрутизаторы не пропускают пакеты с неизвестным адресом, не пропускают широковещательные сообщения, т.е. маршрутизаторы применяются в качестве барьеров безопасности, которые защищают сети (это межсетевые экраны, брандмаузер, Fire Wall).
3. Маршрутизаторы определяют оптимальный маршрут.
4. Маршрутизаторы работают медленнее, чем мосты, т.к. ими выполняется более сложная обработка пакета.

Для продолжения скачивания необходимо пройти капчу:

Источник

Расширение лвс

Увеличение участка, охватываемого сетью, вызывает необходимость ее расширения.

В сети с топологией «шина» кабель обычно удлиняется двумя способами.

1. Для соединения двух отрезков кабеля можно воспользоваться баррел-коннектором (barrel connector). Но злоупотреблять ими не стоит, так как сигнал при этом ослабевает. Лучше купить один длинный кабель, чем соединять несколько коротких отрезков. При большом количестве «стыковок» нередко происходит искажение сигнала.

Рис. 5 Отрезки кабеля соединены баррел-моннектором

1. Для соединения двух отрезков кабеля служит репитер (repeater). В отличие от коннектора, он усиливает сигнал перед передачей его в следующий сегмент. Поэтому предпочтительнее использовать репитер, чем баррел-коннектор или даже один длинный кабель: сигналы на большие расстояния пойдут без искажений.

Рис.6 Репитер соединяет отрезки кабеля и усиливает сигнал

1. Звезда

При топологии «звезда» все компьютеры с помощью сегментов кабеля подключаются к центральному компоненту, именуемому концентратором (hub). Сигналы от передающего компьютера поступают через концентратор ко всем остальным. Эта топология возникла на заре вычислительной техники, когда компьютеры были подключены к центральному, главному, компьютеру.

Рис 7. Простая сеть с топологией «звезда»

В сетях с топологией «звезда» подключение кабеля и управление конфигурацией сети централизованны. Но есть и недостаток: так как все компьютеры подключены к центральной точке, для больших сетей значительно увеличивается расход кабеля. К тому же, если центральный компонент выйдет из строя, нарушится работа всей сети. А если выйдет из строя только один компьютер (или кабель, соединяющий его с концентратором), то лишь этот компьютер не сможет передавать или принимать данные по сети. На остальные компьютеры в сети это не повлияет.

1. Кольцо

При топологии «кольцо» компьютеры подключаются к кабелю, замкнутому в кольцо. Поэтому у кабеля просто не может быть свободного конца, к которому надо подключать терминатор. Сигналы передаются по кольцу в одном направлении и проходят через каждый компьютер. В отличие от пассивной топологии «шина», здесь каждый компьютер выступает в роли репитера, усиливая сигналы и передавая их следующему компьютеру. Поэтому, если выйдет из строя один компьютер, прекращает функционировать вся сеть.

Рис. 8. Простая сеть с топологией «кольцо»

Передача маркера Один из принципов передачи данных в кольцевой сети носит название передачи маркера. Суть его такова. Маркер последовательно, от одного компьютера к другому, передается до тех пор, пока его не получит тот, который «хочет» передать данные. Передающий компьютер изменяет маркер, помещает электронный адрес в данные и посылает их по кольцу.

Рис. 9Компьютер захватывает маркер и передает его по кольцу

Данные проходят через каждый компьютер, пока не окажутся у того, чей адрес совпадает с адресом получателя, указанным в данных. После этого принимающий компьютер посылает передающему сообщение, где подтверждает факт приема данных. Получив подтверждение, передающий компьютер создает новый маркер и возвращает его в сеть. На первый взгляд кажется, что передача маркера отнимает много времени, однако на самом деле маркер передвигается практически со скоростью света. В кольце диаметром 200 м маркер может циркулировать с частотой 10 000 оборотов в секунду.

Источник