Oprema za poslužitelj lokalne mreže. Oprema za mreže. Aktivna i pasivna oprema

U skladu s GOST R 51513-99, aktivna oprema je oprema koja sadrži elektronički sklopovi, primanje energije iz električne mreže ili drugih izvora i obavljanje pojačanja, pretvorbe signala i drugih funkcija. To znači sposobnost takve opreme za obradu signala pomoću posebnih algoritama. Paketni prijenos podataka događa se u mrežama; svaki podatkovni paket također sadrži tehničke informacije: informacije o svom izvoru, namjeni, cjelovitosti informacija i druge koje omogućuju isporuku paketa na odredište. Aktivna mrežna oprema ne samo da hvata i prenosi signal, već i obrađuje ove tehničke informacije, preusmjerava i distribuira dolazne tokove u skladu s algoritmima ugrađenim u memoriju uređaja. Ova "pametna" značajka, zajedno s mrežnim napajanjem, zaštitni je znak aktivne opreme. Na primjer, aktivna oprema uključuje sljedeće vrste uređaja:

mrežni adapter- pločica koja se umeće u računalo i omogućuje njegovu vezu na LAN

repetitor- uređaj, obično s dva priključka, dizajniran za ponavljanje signala kako bi se povećala duljina mrežnog segmenta

središte(active hub, multiport repeater) - uređaj s 4-32 porta, služi za povezivanje korisnika na mrežu

most - uređaj s 2 priključka, obično se koristi za povezivanje nekoliko LAN radnih grupa, omogućuje filtriranje mrežnog prometa analiziranjem mrežnih (MAC) adresa

prekidač (prekidač)- uređaj s nekoliko (4-32) portova, obično se koristi za povezivanje nekoliko LAN radnih grupa (inače se naziva multiport bridge)

ruter(usmjerivač) - koristi se za kombiniranje nekoliko LAN radnih grupa, omogućuje vam filtriranje mrežnog prometa analiziranjem mrežnih (IP) adresa

pretvarač medija- uređaj, obično s dva priključka, koji se obično koristi za pretvaranje medija za prijenos podataka (koaksijalna parica, upredena parica)

mrežni primopredajnik- uređaj, obično s dva priključka, koji se obično koristi za pretvaranje sučelja za prijenos podataka (RS232-V35, AUI-UTP).

Imajte na umu da neki stručnjaci ne uključuju repetitor (repeater) i koncentrator (hub) u aktivnu opremu, budući da ti uređaji jednostavno ponavljaju signal za povećanje udaljenosti veze ili topološkog grananja i ne obrađuju ga nikakvim algoritmima. Ali upravljana čvorišta, čak i uz ovaj pristup, klasificiraju se kao aktivna mrežna oprema, budući da mogu biti obdarena određenom "inteligentnom značajkom".

Pasivna mrežna oprema

GOST R 51513-99 definira pasivnu opremu kao opremu koja ne prima napajanje iz električne mreže ili drugih izvora i obavlja funkcije distribucije ili smanjenja razine signala. Na primjer, sustav kabliranja: kabel (koaksijalni i upleteni par), utikač/utičnica (RG58, RJ45, RJ11, GG45), patch panel, koaksijalni kabel balun (RG-58), itd. Također, pasivna oprema ponekad uključuje kabelsku rutu oprema: kabelske police, montažni ormari i regali, telekomunikacijski ormari.

Pogledajmo pobliže aktivnu mrežnu opremu:

Značajke i specifikacije mrežni adapteri

Mrežni adapter (Network Interface Card (ili Controller), NIC) zajedno sa svojim pogoniteljem implementira drugi, podatkovni sloj modela otvorenih sustava (OSI) u konačnom mrežnom čvoru - računalu. Preciznije, u mrežnom operativnom sustavu par adaptera i upravljačkog programa obavlja samo funkcije fizičkog i MAC sloja, dok je LLC sloj obično implementiran modulom operativnog sustava koji je zajednički za sve upravljačke programe i mrežne adaptere. Zapravo, tako bi trebalo biti u skladu s modelom stoga protokola IEEE 802. Na primjer, u sustavu Windows NT, razina LLC implementirana je u NDIS modulu, zajedničkom za sve upravljačke programe mrežnog adaptera, bez obzira na tehnologiju koju upravljački program podržava.

Mrežni adapter zajedno s upravljačkim programom obavlja dvije operacije: prijenos okvira i prijem. Prijenos okvira s računala na kabel sastoji se od sljedećih koraka (neki mogu nedostajati, ovisno o usvojenim metodama kodiranja):

Prijem LLC podatkovnog okvira kroz međuslojno sučelje zajedno s informacijama o adresiranju MAC sloja. Obično se komunikacija između protokola unutar računala odvija preko međuspremnika koji se nalaze u RAM-u. Podaci koji se prenose u mrežu smještaju se u te međuspremnike pomoću protokola gornje razine, koji ih izvlače iz memorija diska ili iz predmemorije datoteke pomoću I/O podsustava operacijski sustav.

Formatiranje okvira podataka MAC sloja u koji je kapsuliran LLC okvir (sa odbačenim oznakama 01111110). Popunjavanje odredišne ​​i izvorne adrese, izračun kontrolne sume.

Formiranje kodnih simbola pri korištenju redundantnih kodova tipa 4B/5B. Kodovi za kodiranje za dobivanje ujednačenijeg spektra signala. Ovaj stupanj se ne koristi u svim protokolima - na primjer, 10 Mbit/s Ethernet tehnologija može bez njega.

Izlaz signala u kabel u skladu s prihvaćenim linearnim kodom - Manchester, NRZI, MLT-3 itd.

Prijem okvira s kabela na računalo uključuje sljedeće korake:

Primanje signala iz kabela koji kodiraju tok bitova.

Izolacija signala od šuma. Ovu operaciju mogu izvesti različiti specijalizirani čipovi ili procesori DSP signala. Kao rezultat toga, u prijemniku adaptera formira se određena sekvenca bitova, koja se s velikim stupnjem vjerojatnosti podudara s onom koju šalje odašiljač.

Ako su podaci kodirani prije slanja u kabel, prolaze kroz dekodator, nakon čega se kodni simboli koje šalje odašiljač vraćaju u adapter.

Provjera kontrolne sume okvira. Ako je neispravan, okvir se odbacuje, a odgovarajući kod pogreške šalje se LLC protokolu preko međuslojnog sučelja na vrh. Ako kontrolni zbroj je istina, tada se LLC okvir izdvaja iz MAC okvira i prenosi preko međuslojnog sučelja prema gore do LLC protokola. LLC okvir je u međuspremniku RAM memorija.

Raspodjela odgovornosti između mrežnog adaptera i njegovog upravljačkog programa nije definirana standardima, tako da svaki proizvođač samostalno odlučuje o ovom pitanju. Obično se mrežni adapteri dijele na adaptere za klijentska računala i adaptere za poslužitelje.

U adapterima za klijentska računala značajan dio posla prebacuje se na upravljački program, čineći adapter jednostavnijim i jeftinijim. Nedostatak ovog pristupa je visok stupanj opterećenja središnjeg procesora računala s rutinskim radom na prijenosu okvira iz RAM-a računala u mrežu. Središnji procesor je prisiljen obaviti ovaj posao umjesto izvršavanja korisničkih aplikacijskih zadataka.

Stoga su adapteri dizajnirani za poslužitelje obično opremljeni vlastitim procesorima, koji samostalno obavljaju većinu posla prijenosa okvira iz RAM-a u mrežu i obrnuto. Primjer takvog adaptera je SMC EtherPower mrežni adapter s ugrađenim Intelov procesor i960.

Ovisno o tome koji protokol adapter implementira, adapteri se dijele na Ethernet adaptere, Token Ring adaptere, FDDI adaptere itd. Budući da Fast Ethernet protokol omogućuje, kroz proceduru automatskog pregovaranja, automatski odabir brzine rada mrežnog adaptera ovisno o središte mogućnosti, mnogi Ethernet adapteri danas podržavaju dvije radne brzine i imaju prefiks 10/100 u svom nazivu. Neki proizvođači ovo svojstvo nazivaju autoosjetljivošću.

Mrežni adapter mora biti konfiguriran prije instalacije na računalo. Kada konfigurirate adapter, obično navedete IRQ broj koji koristi adapter, broj DMA kanala (ako adapter podržava DMA način) i osnovnu adresu I/O portova.

Ako mrežni adapter, računalni hardver i operativni sustav podržavaju standard Plug-and-Play, tada se adapter i njegov upravljački program automatski konfiguriraju. U suprotnom, prvo morate konfigurirati mrežni adapter, a zatim ponoviti njegove konfiguracijske postavke za upravljački program. Općenito, detalji postupka za konfiguriranje mrežnog adaptera i njegovog upravljačkog programa uvelike ovise o proizvođaču adaptera, kao io mogućnostima sabirnice za koju je adapter dizajniran.

Ako mrežni prilagodnik ne radi ispravno, njegov priključak može pokvariti.

Ponavljač (ponavljač)

Jedan od prvih izazova s ​​kojima se suočava bilo koja tehnologija prijenosa podataka je mogućnost prijenosa istih na najvećoj mogućoj udaljenosti. Fizička okolina nameće vlastita ograničenja ovom procesu - prije ili kasnije snaga signala opadne i prijem postaje nemoguć. Ali ono što je još važnije je da je "oblik signala" iskrivljen - obrazac prema kojem se trenutna vrijednost razine signala mijenja tijekom vremena. To se događa kao rezultat činjenice da žice kroz koje se prenosi signal imaju vlastiti kapacitet i induktivitet. Električno i magnetsko polje jednog vodiča inducira EMF u drugim vodičima (dugi vod).

Uobičajeno za analogni sustavi pojačanje nije prikladno za visokofrekventne digitalne signale. Naravno, kada se koristi, može se postići neki mali učinak, ali s povećanjem udaljenosti, distorzija će brzo uništiti integritet podataka.

Problem nije nov, au takvim situacijama koriste ponavljanje signala umjesto pojačanja. U tom slučaju uređaj na ulazu mora primiti signal, zatim prepoznati njegov izvorni oblik i generirati ga na izlazu točna kopija. Takva shema, u teoriji, može prenijeti podatke bilo kojem velike udaljenosti(ako ne uzmete u obzir osobitosti odvajanja fizičkog medija u Ethernetu).

U početku je Ethernet koristio koaksijalni kabel s topologijom sabirnice, a samo je nekoliko dugih segmenata trebalo spojiti zajedno. Za to su se obično koristili repetitori koji su imali dva priključka. Nešto kasnije pojavili su se višeulazni uređaji nazvani koncentratori. Njihovo fizičko značenje bilo je potpuno isto, ali je vraćeni signal emitiran na sve aktivne priključke osim na onaj s kojeg je signal dolazio.

Pojavom protokola 10baseT (upleteni par), kako bi se izbjegla terminološka zabuna, višeportni repetitori za upleteni par počeli su se nazivati ​​mrežni koncentratori (hubovi), a koaksijalni repetitori - repetitori (repetitori), barem u literaturi na ruskom jeziku. Ti su se nazivi dobro ukorijenili i sada se vrlo široko koriste.

Mrežno čvorište

Hub radi na prvom (fizičkom) sloju OSI mrežnog modela, prebacujući dolazni signal iz jednog od portova u signal svim ostalim (povezanim) portovima, implementirajući tako tipičnu Ethernet topologiju zajednički autobus, s podjelom propusnosti mreže između svih uređaja i radom u half-duplex modu. Sudari (odnosno, dva ili više uređaja koji pokušavaju započeti emitiranje u isto vrijeme) postupaju se na sličan način Ethernet mreže na drugim medijima - uređaji samostalno prestaju odašiljati i nastavljaju s pokušajima nakon nasumičnog vremenskog razdoblja; modernim rječnikom rečeno, čvorište ujedinjuje uređaje u jednu domenu kolizije.

Mrežni hub također osigurava nesmetan rad mreže kada se uređaj isključi s nekog od portova ili se kabel ošteti, za razliku od npr. mreže na koaksijalnom kabelu koja u ovom slučaju potpuno prestaje raditi.

Mrežni prekidač

Prekidač pohranjuje u memoriju (tzv. asocijativnu memoriju) preklopnu tablicu, koja pokazuje korespondenciju MAC adrese glavnog računala s priključkom preklopnika. Kada je prekidač uključen, ova je tablica prazna i prekidač je u načinu učenja. U ovom načinu rada podaci koji stignu na bilo koji port prenose se na sve ostale portove preklopnika. U ovom slučaju, prekidač analizira okvire (okvirove) i, nakon što je odredio MAC adresu hosta koji šalje, unosi je u tablicu neko vrijeme. Naknadno, ako jedan od portova preklopnika primi okvir namijenjen glavnom računalu čija je MAC adresa već u tablici, tada će se ovaj okvir prenijeti samo kroz port naveden u tablici. Ako MAC adresa odredišnog glavnog računala nije pridružena nijednom priključku na preklopniku, okvir će biti poslan na sve priključke osim onog s kojeg je primljen. S vremenom preklopnik gradi tablicu za sve aktivne MAC adrese, što rezultira lokaliziranim prometom. Vrijedi napomenuti nisku latenciju (kašnjenje) i veliku brzinu prosljeđivanja na svakom portu sučelja.

Prebacivanje načina rada:

Postoje tri načina prebacivanja. Svaki od njih je kombinacija parametara kao što su latencija i pouzdanost prijenosa.

S međuspremištem (Store and Forward). Preklopnik čita sve informacije u okviru, provjerava ima li pogrešaka, odabire priključak preklopnika i zatim mu šalje okvir.

Prorez. Switch čita samo odredišnu adresu u okviru i zatim izvodi komutaciju. Ovaj način rada smanjuje kašnjenja prijenosa, ali nema metodu otkrivanja pogreške.

Bez fragmenata ili hibrid. Ovaj način je modifikacija prolaznog načina. Prijenos se provodi nakon filtriranja fragmenata kolizije (prva 64 bajta okvira analiziraju se na prisutnost pogreške, a ako nema pogreške, okvir se obrađuje u end-to-end modu).

Kašnjenje "odluke o prebacivanju" dodaje se vremenu potrebnom da okvir uđe i izađe iz priključka preklopnika i zajedno određuje ukupnu latenciju preklopnika.

Usmjerivač

Tipično, usmjerivač koristi odredišnu adresu navedenu u paketu podataka i iz tablice usmjeravanja određuje put kojim se podaci trebaju poslati. Ako u tablici usmjeravanja za adresu ne postoji opisana ruta, paket se odbacuje.

Postoje i drugi načini za određivanje rute prosljeđivanja paketa, koristeći, na primjer, adresu izvora, korištene protokole gornjeg sloja i druge informacije sadržane u zaglavljima paketa mrežnog sloja. Usmjerivači često mogu prevoditi adrese pošiljatelja i primatelja, filtrirati tok podataka o tranzitu na temelju određenih pravila za ograničavanje pristupa, šifrirati/dešifrirati prenesene podatke itd.

Tablica usmjeravanja sadrži podatke na temelju kojih router donosi odluku o daljnjem prosljeđivanju paketa. Tablica se sastoji od određenog broja unosa - ruta, od kojih svaka sadrži adresu mreže primatelja, adresu sljedećeg čvora na koji se paketi trebaju poslati, administrativnu udaljenost - stupanj povjerenja u izvor rute, te određena težina unosa – metrika. Mjerne vrijednosti unosa u tablici igraju ulogu u izračunavanju najkraćih ruta do različitih primatelja. Ovisno o modelu usmjerivača i korištenim protokolima usmjeravanja, tablica može sadržavati neke dodatne informacije o usluzi.

Tablica usmjeravanja može se sastaviti na dva načina:

statičko usmjeravanje- kada se unosi u tablicu unose i mijenjaju ručno. Ova metoda zahtijeva intervenciju administratora svaki put kada dođe do promjena u topologiji mreže. S druge strane, najstabilniji je i zahtijeva minimalne hardverske resurse usmjerivača za održavanje tablice.

dinamičko usmjeravanje- kada se unosi u tablici automatski ažuriraju korištenjem jednog ili više protokola usmjeravanja - RIP, OSPF, IGRP, EIGRP, IS-IS, BGP, itd. Osim toga, usmjerivač gradi tablicu optimalnih putova do odredišnih mreža na temelju različitih kriterija - broj međučvorova, kapacitet kanala, kašnjenje prijenosa podataka i sl. Kriteriji za izračun optimalnih ruta najčešće ovise o protokolu usmjeravanja, a postavljaju se i konfiguracijom usmjerivača. Ova metoda konstrukcije tablice omogućuje vam da automatski održavate tablicu usmjeravanja ažurnom i izračunate optimalne rute na temelju trenutne topologije mreže. Međutim, dinamičko usmjeravanje dodatno opterećuje uređaje, a visoka nestabilnost mreže može dovesti do situacija u kojima usmjerivači nemaju vremena sinkronizirati svoje tablice, što dovodi do proturječnih informacija o topologiji mreže u različitim njezinim dijelovima i gubitka prenesenih podataka.

Teorija grafova često se koristi za konstrukciju tablica usmjeravanja.

Pretvarač medija

Tradicionalno, u odnosu na mrežne tehnologije, pretvarači medija rade na razini 1 OSI modela. U ovom slučaju nemoguće je pretvoriti brzinu prijenosa podataka između 2 medija, a druge inteligentne obrade podataka također su nemoguće. U ovom slučaju, pretvarači medija također se mogu nazvati primopredajnicima. Kako je tehnologija napredovala, pretvarači medija opremljeni su dodatnom inteligencijom kako bi se starijim uređajima omogućilo povezivanje s novijima. Medijski pretvarači počeli su raditi na razini 2 OSI modela i bili su u mogućnosti pretvoriti ne samo medij, već i brzinu prijenosa podataka, imati druge uslužne funkcije, poput obavijesti o prekinutoj komunikacijskoj liniji na suprotnoj strani, kontrolu protok podataka i druge tehničke mogućnosti.

Mrežni primopredajnik

Primopredajnik omogućuje postaji odašiljanje i primanje iz zajedničkog prijenosnog medija mreže. Dodatno, Ethernet primopredajnici otkrivaju kolizije u mediju i osiguravaju električnu izolaciju između stanica. 10BASE2 i 10BASE5 primopredajnici spojeni su izravno na zajedničku sabirnicu prijenosnog medija (kabela). Dok prvi obično koristi interni primopredajnik ugrađen u upravljački krug i T konektor za spajanje na kabel, drugi (10Base5) koristi zasebni vanjski primopredajnik i AUI kabel ili kabel primopredajnika za povezivanje s kontrolerom. 10BASE-F, 10BASE-T, FOIRL također obično koriste interne primopredajnike. Mora se reći da postoje i vanjski primopredajnici za 10Base2, 10BaseF, 10baseT i FOIRL, koji se mogu zasebno spojiti na AUI port, bilo izravno ili preko AUI kabela.

Ako je primopredajnik poveznica između optičkih i bakrenih kabela, onda se često naziva i pretvornik medija.

Upravljanje i konfiguracija komunikacijske opreme.

Rasklopna oprema se dijeli na upravljanu i neupravljanu.

Pogledat ćemo upravljani hardver.

Prilikom konfiguriranja opreme mogu biti dostupne sljedeće opcije:

broj retka zahtjeva za hardverski prekid IRQ

Broj DMA kanala (ako je podržan)

osnovna I/O adresa

Osnovna adresa RAM memorije (ako se koristi)

podrška za standarde automatskog pregovaranja duplex/half-duplex, brzina

podrška za označene VLAN pakete (801.q) s mogućnošću filtriranja paketa danog VLAN ID-a

Parametri WON (Wakeupon LAN) Ovisno o snazi ​​i složenosti mrežne kartice, ona može implementirati računalne funkcije (uglavnom izračun i generiranje kontrolnih zbrojeva3 okvira) bilo u hardveru ili softveru (pomoću upravljačkog programa mrežne kartice pomoću središnjeg procesora)

Načela usmjeravanja. Metode za generiranje tablica usmjeravanja. Algoritmi usmjeravanja u IP mrežama. RIP protokol. OSPF protokol.

Zadatak usmjeravanja uključuje dva podzadatka:

Određivanje rute;

Obavještavanje mreže o odabranoj ruti.

Odredite rutu znači odabir niza tranzitnih čvorova i njihovih sučelja kroz koja se podaci moraju prenijeti kako bi se isporučili primatelju. Određivanje rute je težak zadatak, posebno kada je konfiguracija mreže takva da postoji više putanja između para komunikacijskih mrežnih sučelja. Najčešće je izbor napravljen na jednom optimalan prema nekom kriteriju rute. Kriteriji optimalnosti mogu uključivati, na primjer, nominalni protok i zagušenje komunikacijskih kanala; kašnjenja koja unose kanali; broj posrednih tranzitnih čvorova; pouzdanost kanala i tranzitnih čvorova.

Ali čak i u slučaju kada postoji samo jedan put, sa složenom topologijom mreže, njegovo pronalaženje može biti netrivijalan zadatak.

Rutu može odrediti empirijski ("ručno") administrator mreže na temelju različitih razmatranja koja često nisu formalizirana. Razlozi za odabir staze mogu uključivati ​​specifične mrežne zahtjeve različitih vrsta aplikacija, odluku o usmjeravanju prometa kroz mrežu određenog davatelja usluga, pretpostavke o vršnom opterećenju na nekim mrežnim vezama ili sigurnosna razmatranja.

Međutim, empirijski pristup određivanju ruta je od male koristi za velike mreže sa složenom topologijom. U ovom slučaju koriste se metode automatskog određivanja rute. U tu svrhu, krajnji čvorovi i drugi mrežni uređaji opremljeni su posebnim softverom koji organizira međusobnu razmjenu servisnih poruka, omogućujući svakom čvoru da formulira vlastitu “ideju” mreže. Zatim se na temelju prikupljenih podataka programskim metodama određuju racionalne rute.

Pri odabiru rute često su ograničeni samo podacima o topologiji mreže. Ovaj pristup ilustriran je na sl. 11.1. Za prijenos prometa između krajnjih čvorova A i C, postoje dvije alternativne rute: A-1-2-3-C I A-1-3-C. Ako uzmemo u obzir samo topologiju, onda je izbor očit - trasa A-1-3-C, koji ima manje tranzitnih čvorova.

Riža. 11.1. Odabir rute

Rješenje je nađeno minimiziranjem kriterija, koji je u ovom primjeru bio duljina rute, mjerena brojem tranzitnih čvorova. Međutim, naš izbor možda nije bio najbolji. Slika pokazuje da kanali 1-2 I 2-3 imaju propusnost od 100 Mbit/s, a kanal 1-3 - samo 10 Mbit/s. Ako želimo da se naše informacije prenose mrežom najvećom mogućom brzinom, tada bismo trebali odabrati rutu A-1-2-3-C, iako prolazi kroz velika količina međučvorovi. Odnosno, možemo reći da ruta A-1-2-3-C u ovom slučaju ispada "kraći".

Apstraktni način mjerenja stupnja bliskosti između dva objekta naziva se metrika. Stoga se za mjerenje duljine rute mogu koristiti različite metrike - broj tranzitnih čvorova, kao u prethodnom primjeru, linearna duljina rute, pa čak i njezin trošak u novčanom iznosu. Za konstruiranje metrike koja uzima u obzir propusnost, često se koristi sljedeća tehnika: duljina svakog dijela kanala karakterizirana je recipročnom vrijednošću njegovog kapaciteta. Za rad s cijelim brojevima odabire se određena konstanta koja je očito veća od kapaciteta kanala u mreži. Na primjer, ako odaberemo 100 Mbit/s kao takvu konstantu, tada će metrika svakog od kabela 1-2 I 2-3 je jednak 1, a metrika kanala 1-3 je 10. Metrika rute jednaka je zbroju metrike svojih sastavnih kanala, tako da dio staze 1-2-3 ima metriku 2, a alternativni dio puta 1-3 - metrika 10. Biramo “kraći” put tj. put A-1-2-3-C.

Opisani pristupi odabiru ruta ne uzimaju u obzir trenutni stupanj prometne zagušenosti na kanalima. Koristeći analogiju s automobilskim prometom, možemo reći da smo rutu na karti birali vodeći računa o broju međugradova i širini ceste (analogno propusnosti kanala), dajući prednost brzim cestama. Ali nismo slušali radijski ili televizijski program koji izvještava o trenutnoj prometnoj gužvi. Stoga se pokazalo da naše rješenje nipošto nije najbolje kada je na ruti A-1-2-3-C velik broj streamova se već prenosi, a ruta A-1-3-C praktički besplatno.

Nakon što je ruta određena (ručno ili automatski), trebate obavijestiti svi uređaji na mreži su toga svjesni. Poruka rute trebala bi prenijeti svakom tranzitnom uređaju nešto poput ovoga: "svaki put kada uređaj primi podatke koji se odnose na protok P, treba ih proslijediti sučelju za daljnje prosljeđivanje F." Svaku takvu poruku rute obrađuje uređaj, što rezultira a novi unos V preklopni stol. U ovoj tablici, lokalni ili globalni atribut(i) toka (na primjer, oznaka, broj ulaznog sučelja ili odredišna adresa) pridružen je broju sučelja na koje bi uređaj trebao prenijeti podatke koji se odnose na ovo teći.

Tablica 2.1 je fragment komutacijske tablice koja sadrži unos napravljen na temelju poruke o potrebi prijenosa protoka P na sučelje F.

Naravno, detaljan opis strukture rutne poruke i sadržaja prespojne tablice ovisi o konkretnoj tehnologiji, ali te značajke ne mijenjaju bit procesa o kojima je riječ.

Prijenos informacija tranzitnim uređajima o odabranim rutama, kao i određivanje rute, može se vršiti ručno ili automatski. Mrežni administrator može popraviti rutu ručnim konfiguriranjem uređaja, na primjer, ožičenjem određenih parova ulaznih i izlaznih sučelja na duže vrijeme (kao što su "telefonske dame" radile na prvim prekidačima). Također može samoinicijativno unijeti unos rute u prespojnu tablicu.

Međutim, budući da se topologija i sastav tokova informacija mogu promijeniti (kvar čvorova ili pojava novih međučvorova, promjena adresa ili definiranje novih tokova), fleksibilno rješenje problema određivanja i specificiranja ruta uključuje stalna analiza status mreže i ažuriranje ruta i komutacijskih tablica. U takvim slučajevima problemi usmjeravanja se u pravilu ne mogu riješiti bez prilično složenog softvera i hardvera.

Algoritmi usmjeravanja u mrežamaIP

Algoritmi usmjeravanja koriste se za određivanje optimalnog puta za pakete od izvora do odredišta i osnova su svakog protokola usmjeravanja.

Algoritmi usmjeravanja mogu se klasificirati u vrste:

Statički ili dinamični. Statički algoritmi predstavljaju skup pravila za rad sa statičkim tablicama usmjeravanja koje konfiguriraju mrežni administratori. Dobro rade u slučaju predvidljivog prometa u mrežama sa stabilnom konfiguracijom. Algoritmi dinamičkog usmjeravanja prilagođavaju se promjenjivim mrežnim uvjetima u stvarnom vremenu. Oni to rade analizirajući dolazne poruke ažuriranja usmjeravanja. Ako poruka pokazuje da je došlo do promjene mreže, programi za usmjeravanje ponovno izračunavaju rute i šalju nove poruke za prilagodbu usmjeravanja. Takve poruke prožimaju mrežu, potičući usmjerivače da ponovno pokrenu svoje algoritme i u skladu s tim promijene tablice usmjeravanja. Algoritmi dinamičkog usmjeravanja mogu nadopuniti statičke rute gdje je to prikladno.

Jednosmjerni ili višesmjerni algoritmi. Neki složeni protokoli usmjeravanja pružaju više ruta do istog odredišta. Takvi algoritmi s više ruta omogućuju multipleksiranje prometa preko više linija; algoritmi s jednom rutom to ne mogu. Algoritmi s više ruta mogu pružiti znatno veću propusnost i pouzdanost.

Jednorazinski ili hijerarhijski algoritmi. Razlikuju se u principu međusobne interakcije. U jednoslojnom sustavu usmjeravanja svi su usmjerivači jednaki u međusobnom odnosu. U hijerarhijski sustav usmjeravanje, paketi podataka sele od usmjerivača niže razine do jezgrenih usmjerivača, koji obavljaju osnovno usmjeravanje. Jednom kada paketi dosegnu opće područje svog odredišta, oni se isprepliću niz hijerarhiju do odredišnog računala.

Algoritmi s izvornim usmjeravanjem. U izvornim sustavima usmjeravanja, usmjerivači jednostavno djeluju kao uređaji za pohranu i prosljeđivanje paketa, prosljeđujući ga do sljedeće stanice bez ikakvog razmišljanja, pretpostavljaju da pošiljatelj sam izračunava i određuje cijelu rutu. Drugi algoritmi pretpostavljaju da host koji šalje ne zna ništa o rutama. Kada koriste ovu vrstu algoritma, usmjerivači određuju rutu kroz mrežu na temelju vlastitih izračuna.

Unutar domene ili međudomene algoritmi. Neki algoritmi usmjeravanja rade samo unutar domena; drugi - unutar domena i između njih.

Algoritmi stanja kanala i vektora udaljenosti. Algoritmi stanja veze usmjeravaju tokove informacija o usmjeravanju do svih mrežnih čvorova. Svaki usmjerivač šalje samo onaj dio njemu poznatih informacija, koje opisuju stanje vlastitih kanala, ali svim čvorovima usmjeravanja. Vektori udaljenosti zahtijevaju da svaki usmjerivač proslijedi cijelu ili dio svoje tablice, ali samo svojim susjedima.

Usmjeravanje vektora udaljenosti. Interni protokol usmjeravanja RIP

Ovaj protokol usmjeravanja dizajniran je za relativno male i relativno homogene mreže. Rutu karakterizira vektor udaljenosti do odredišta. Pretpostavlja se da je svaki usmjerivač početna točka više ruta prema mrežama s kojima je povezan. Opisi ovih ruta pohranjeni su u posebnoj tablici koja se naziva tablica usmjeravanja. RIP tablica usmjeravanja sadrži unos za svaki stroj koji se poslužuje (za svaku rutu). Prijava mora sadržavati:

Odredišna IP adresa.

Metrika rute (od 1 do 15; broj koraka do odredišta).

IP adresa najbližeg routera (gateway) na putu do odredišta.

Mjerač vremena rute.

Povremeno (svakih 30 sekundi) svaki usmjerivač šalje kopiju svoje tablice usmjeravanja svim susjednim usmjerivačima s kojima je izravno povezan. Odredišni usmjerivač traži tablicu. Ako je u tablici prisutna nova staza ili poruka o kraćoj ruti, ili postoje promjene u duljini staze, primatelj bilježi te promjene u svojoj tablici usmjeravanja. RIP protokol mora moći obraditi tri vrste grešaka:

Cikličke rute.

Za suzbijanje nestabilnosti, RIP treba koristiti malu vrijednost za najveći mogući broj koraka (ne više od 16).

Spora distribucija informacija o usmjeravanju kroz mrežu stvara probleme kada se situacija usmjeravanja dinamički mijenja (sustav ne prati promjene). Mala metrička granica poboljšava konvergenciju, ali ne eliminira problem.

Razlika između tablice usmjeravanja i stvarne situacije tipična je ne samo za RIP, već je tipična za sve protokole koji se temelje na vektoru udaljenosti, gdje informativne poruke ažuriranja nose samo parove kodova: adresu odredišta i udaljenost do njega.

Glavna prednost algoritma vektora udaljenosti je njegova jednostavnost. Doista, tijekom rada, usmjerivač komunicira samo sa svojim susjedima, povremeno razmjenjujući kopije svojih tablica usmjeravanja s njima. Dobivši informacije o mogućim rutama od svih susjednih čvorova, usmjerivač odabire stazu s najnižom cijenom i unosi je u svoju tablicu.

Zadana ruta ima adresu 0.0.0.0 (ovo vrijedi i za druge protokole usmjeravanja). Svakoj ruti je dodijeljen mjerač vremena čekanja i sakupljač smeća. Mjerač vremena čekanja resetira se svaki put kada se ruta pokrene ili prilagodi. Ako su prošle 3 minute od posljednje korekcije ili je primljena poruka da je vektor udaljenosti 16, ruta se smatra zatvorenom. Ali zapis o tome se ne briše sve dok ne istekne vrijeme “odvoza smeća” (2 minute). Kada se pojavi ekvivalentna ruta, ne dolazi do prebacivanja na nju, čime se blokira mogućnost osciliranja između dvije ili više ekvivalentnih ruta.

Format poruke RIP protokola je:

Naredbeno polje određuje odabir prema sljedećoj tablici

Terenska verzija za RIP je 1 (za RIP-2 je dva). Polje i paket mrežnih protokola definira skup protokola koji se koriste u odgovarajućoj mreži (za Internet ovo polje ima vrijednost 2).

Udaljenost polja do mreže i sadrži cijeli broj koraka (od 1 do 15) do ove mreže. Jedna poruka može sadržavati informacije o 25 ruta. Prilikom implementacije RIP-a mogu se razlikovati sljedeći načini:

Inicijalizacija, određivanje svih "živih" sučelja slanjem zahtjeva, dobivanje tablica usmjeravanja od drugih usmjerivača. Često se koriste zahtjevi za emitiranje.

Zahtjev primljen. Ovisno o vrsti zahtjeva, isti se šalje primatelju pun stol usmjeravanje, ili se provodi individualna obrada.

Odgovor primljen. Tablica usmjeravanja se ispravlja (brisanje, ispravljanje, dodavanje).

Redovne korekcije. Svakih 30 sekundi, cijela ili dio tablice usmjeravanja šalje se svim susjednim usmjerivačima. Posebni upiti također se mogu poslati kada se tablica promijeni lokalno.

Nedostaci RIP-a:

RIP ne radi s podmrežnim adresama. Ako normalni 16-bitni ID glavnog računala klase B nije 0, RIP ne može odrediti je li dio koji nije nula ID podmreže ili puna IP adresa.

RIP-u je potrebno dugo vremena za ponovno uspostavljanje komunikacije nakon kvara usmjerivača (minute). U procesu uspostavljanja režima mogući su ciklusi.

Broj koraka je važan, ali ne i jedini parametar rute, a 15 koraka nije granica za moderne mreže.

Algoritmi za stanje veza. OSPF protokol (Dijkstrin algoritam)

Protokol OSPF (Open Shortest Path Firs) implementacija je algoritma stanja veze (usvojen 1991.) i ima mnogo značajki dizajniranih za korištenje u velikim heterogenim mrežama.

OSPF protokol izračunava rute na IP mrežama dok čuva druge protokole za razmjenu informacija o usmjeravanju.

Izravno povezani usmjerivači nazivaju se "susjedi". Svaki usmjerivač pohranjuje informacije o stanju u kojem misli da je njegov susjed. Usmjerivač se oslanja na susjedne usmjerivače i prosljeđuje im pakete podataka samo ako je siguran da su potpuno operativni. Kako bi saznali stanje konekcija, susjedni ruteri često razmjenjuju kratke HELLO poruke.

Za distribuciju informacija o statusu veze kroz mrežu, usmjerivači razmjenjuju druge vrste poruka. Te se poruke nazivaju reklama za usmjerivačke veze - obavijest o poveznicama usmjerivača (točnije o stanju poveznica). OSPF usmjerivači razmjenjuju ne samo vlastite, već i tuđe reklame veza, u konačnici primajući informacije o stanju svih veza u mreži. Ove informacije čine graf mrežnih veza, koji je, naravno, isti za sve usmjerivače na mreži.

Osim podataka o susjedima, usmjerivač u svojoj reklami ispisuje IP podmreže s kojima je izravno povezan, stoga se, nakon što dobije informaciju o grafu mrežne veze, izravno iz tog grafa pomoću Dijkstrinog algoritma izračuna ruta do svake mreže. Točnije, usmjerivač izračunava put ne do određene mreže, već do usmjerivača na koji je ta mreža povezana. Svaki usmjerivač ima jedinstveni identifikator koji se prenosi u oglasu o stanju veze. Usmjerivač izračunava optimalnu rutu do svake adresirane mreže, ali pamti samo prvi međuusmjerivač iz svake rute. Dakle, rezultat izračuna optimalnih ruta je popis redaka koji označavaju broj mreže i identifikator usmjerivača na koji treba proslijediti paket za tu mrežu. Navedeni popis ruta je tablica usmjeravanja.

OSPF format paketa

Postoji pet vrsta OSPF paketa. Svi OSPF paketi započinju standardnim zaglavljem od 24 bajta.

Verzija (1 bajt). Polje označava broj verzije paketa OSPF protokola koji koristi ovaj paket.

Tip (1 bajt). Ovisno o vrsti, paket obavlja određene funkcije:

Tip = 1 - Pozdrav Šalje se u redovitim intervalima radi uspostavljanja i održavanja međususjedskih odnosa.

Tip =2 - Opis baze podataka Paketi opisuju sadržaj baze podataka. Ti se paketi razmjenjuju tijekom inicijalizacije susjednih usmjerivača, tj. onih s identičnim topološkim bazama podataka.

Tip =3 - Link-State Request Zahtjev za stanje veze

Tip =4 - Ažuriranje stanja veze Paketi ažuriranja stanja veze - odgovor na pakete zahtjeva o stanju veze.

Type =5 - Link-Sate Acknowledgement Potvrda stanja veze. Priznaje pakete prilagodbe stanja veze.

Duljina paketa (16 bita). Polje duljine paketa (u bajtovima) zajedno sa standardnim zaglavljem.

RouterlD (32 bita). Polje ID pošiljatelja.

ArealD (32 bita). Polje identificira područje kojem ovaj paket pripada.

Kontrolni zbroj (16 bita). Polje kontrolne sume paketa.

Autentifikacija (16 bita). Polje tipa autentifikacije. Na primjer, "jednostavna lozinka". Sve razmjene OSPF protokola provode se uz autentifikaciju pošiljatelja i njegovih prava. Vrsta provjere autentičnosti postavlja se na temelju područja.

Autentifikacijski podaci (64 bita). Polje sadrži podatke za provjeru autentičnosti.

Strukture okvira i paketa u komunikacijskim mrežama.

Informacije u lokalnim mrežama se u pravilu prenose u odvojenim dijelovima, dijelovima koji se nazivaju paketi, okviri ili blokovi u različitim izvorima. Štoviše, maksimalna duljina ovih paketa je strogo ograničena (obično nekoliko kilobajta). Duljina paketa također je ograničena odozdo (obično nekoliko desetaka bajtova). Odabir paketnog prijenosa uključuje nekoliko važnih razmatranja.

Namjena paketa i njihova struktura

Informacije u lokalnim mrežama se u pravilu prenose u odvojenim dijelovima, dijelovima koji se nazivaju paketi, okviri ili blokovi u različitim izvorima. Štoviše, maksimalna duljina ovih paketa je strogo ograničena (obično nekoliko kilobajta). Duljina paketa također je ograničena odozdo (obično nekoliko desetaka bajtova). Odabir paketnog prijenosa povezan je s nekoliko važnih razmatranja.Lokalna mreža, kao što je već navedeno, mora osigurati visokokvalitetnu, transparentnu komunikaciju svim pretplatnicima (računalima) mreže. Najvažniji parametar je takozvano vrijeme pristupa mreži (accesstime), koje se definira kao vremenski interval između trenutka kada je pretplatnik spreman za prijenos (kada ima što za slati) i trenutka kada taj prijenos počinje. To je vrijeme koje pretplatnik čeka na početak svog prijenosa. Naravno, ne smije biti prevelika, inače će se vrijednost stvarne, integralne brzine prijenosa informacija između aplikacija jako smanjiti čak i uz brzu komunikaciju. Čekanje na početak prijenosa je zbog činjenice da se nekoliko prijenosa ne može dogoditi istovremeno u mreži (barem s topologijama sabirnice i prstena). Uvijek postoji samo jedan odašiljač i jedan prijamnik (rjeđe više prijamnika). Inače se informacije iz različitih odašiljača miješaju i iskrivljuju. U tom smislu, pretplatnici prenose svoje podatke jedan po jedan. I svaki pretplatnik, prije početka prijenosa, mora pričekati svoj red. Ovo vrijeme čekanja na red je pristupno vrijeme.Kada bi neki pretplatnik sve tražene informacije odašiljao odmah, kontinuirano, bez podjele na pakete, to bi dovelo do ekskluzivnog preuzimanja mreže od strane tog pretplatnika na dosta dugo vrijeme. Svi ostali pretplatnici morali bi čekati kraj prijenosa svih informacija, što bi u nekim slučajevima moglo trajati desetke sekundi ili čak minuta (primjerice, kod kopiranja sadržaja cjeline). tvrdi disk). Kako bi se izjednačila prava svih pretplatnika, kao i vrijeme pristupa mreži i cjelovita brzina prijenosa informacija za sve njih bili približno jednaki, koriste se paketi (okviri) ograničene duljine. Također je važno da je pri prijenosu velike količine informacija vjerojatnost pogrešaka zbog smetnji i kvarova prilično velika. Na primjer, s vjerojatnošću pojedinačne pogreške od 10-8 tipičnom za lokalne mreže, paket duljine 10 Kbit bit će iskrivljen s vjerojatnošću 10-4, a niz duljine 10 Mbit bit će iskrivljen s vjerojatnošću 10-1. Osim toga, prepoznavanje pogreške u nizu od nekoliko megabajta mnogo je teže nego u paketu od nekoliko kilobajta. A ako se otkrije pogreška, morat ćete ponoviti prijenos cijelog velikog niza. Ali čak i kod ponovnog slanja velikog niza, vjerojatnost greške je opet velika, a ovaj se proces može ponavljati ad infinitum ako je niz prevelik. S druge strane, relativno veliki paketi imaju prednosti u odnosu na vrlo male pakete, na primjer, u odnosu na prijenos informacija bajt po bajt (8 bita) ili riječ po riječ (16 bita ili 32 bita).Činjenica je da svaki paket , osim stvarnih podataka koje je potrebno prenijeti, mora sadržavati određenu količinu servisnih informacija. Prije svega, to su podaci o adresi, koji određuju od koga i kome se određeni paket šalje (kao na poštanskoj omotnici - adrese primatelja i pošiljatelja). Ako je udio prenesenih podataka vrlo malen (primjerice nekoliko bajtova), tada će udio servisnih informacija postati previsok, što će naglo smanjiti integralnu brzinu razmjene informacija preko mreže.

Postoji određena optimalna duljina paketa (ili optimalan raspon duljina paketa) pri kojoj će prosječna brzina razmjene informacija preko mreže biti maksimalna. Ova duljina nije konstantna vrijednost, ovisi o razini smetnji, načinu kontrole prometa, broju mrežnih pretplatnika, prirodi informacija koje se prenose i mnogim drugim čimbenicima. Postoji raspon duljina koji je blizu optimalnog.

Dakle, proces razmjene informacija u mreži je izmjena paketa, od kojih svaki sadrži informacije koje se prenose od pretplatnika do pretplatnika.

Prijenos paketa preko mreže između dva pretplatnika

Crtanje. 12.1. Prijenos paketa preko mreže između dva pretplatnika.

U posebnom slučaju (slika 12.1), sve te pakete može odašiljati jedan pretplatnik (kada drugi pretplatnici ne žele odašiljati). Ali obično mreža izmjenjuje pakete koje šalju različiti pretplatnici (Sl. 12.2).

Slika 12.2. Prijenos paketa preko mreže između nekoliko pretplatnika

Struktura i veličina paketa u svakoj mreži strogo su određene standardom za određenu mrežu i povezane su, prije svega, s hardverskim značajkama određene mreže, odabranom topologijom i vrstom medija za prijenos informacija. Osim toga, ovi parametri ovise o korištenom protokolu (redoslijed razmjene informacija).

Ali postoje neka opća načela za formiranje strukture paketa koja uzimaju u obzir karakteristične značajke razmjene informacija preko bilo koje lokalne mreže.

Crtanje12.3 . Tipična struktura paketa

Početni bitni uzorak ili preambula koja pruža preliminarnu konfiguraciju adaptera ili drugog hardvera mrežnog uređaja za primanje i obradu paketa. Ovo polje može biti potpuno odsutno ili smanjeno na jedan početni bit.

Mrežna adresa (identifikator) pretplatnika primatelja, odnosno pojedinačni ili grupni broj dodijeljen svakom pretplatniku primatelja na mreži. Ova adresa omogućuje primatelju da prepozna paket upućen njemu osobno, grupi kojoj je član ili svim pretplatnicima mreže istovremeno (u slučaju širokog emitiranja).

Mrežna adresa (identifikator) odašiljačkog pretplatnika, odnosno pojedinačni broj dodijeljen svakom odašiljačkom pretplatniku. Ova adresa obavještava pretplatnika primatelja odakle je paket došao. Uključivanje adrese odašiljača u paket potrebno je u slučaju kada jedan primatelj može naizmjenično primati pakete od različitih odašiljača.

Servisne informacije koje mogu naznačiti vrstu paketa, njegov broj, veličinu, format, put njegove dostave, što primatelj treba učiniti s njim, itd.

Podatak (podatkovno polje) je informacija za čiji se prijenos paket koristi. Za razliku od svih ostalih polja paketa, podatkovno polje ima varijabilnu duljinu koja, zapravo, određuje ukupnu duljinu paketa. Postoje posebni kontrolni paketi koji nemaju podatkovno polje. Mogu se smatrati mrežnim naredbama. Paketi koji sadrže podatkovno polje nazivaju se informacijski paketi. Kontrolni paketi mogu obavljati funkciju početka i završetka komunikacijske sesije, potvrđivanja prijema informacijskog paketa ili zahtjeva informacijski paket itd.

Kontrolni zbroj paketa je numerički kod koji generira odašiljač prema određenim pravilima i koji sadrži informacije o cijelom paketu u sažetom obliku. Primatelj, ponavljajući izračune koje je odašiljač napravio s primljenim paketom, uspoređuje njihov rezultat s kontrolnim zbrojem i donosi zaključak o ispravnosti ili pogrešci prijenosa paketa. Ako je paket pogrešan, primatelj zahtijeva da se ponovno pošalje. Obično se koristi ciklički kontrolni zbroj (CRC).

Stop kombinacija služi za obavještavanje pretplatničke opreme primatelja o završetku paketa i osigurava da oprema primatelja izađe iz stanja primanja. Ovo polje može biti odsutno ako se samosinkronizirajući kod koristi za određivanje kada je paket završio prijenos.

Slika 12.4. Pričvršćivanje okvira na paket

Često se u strukturi paketa razlikuju samo tri polja:

Početno kontrolno polje paketa (ili zaglavlje paketa), odnosno polje koje sadrži početnu kombinaciju, mrežne adrese prijamnika i odašiljača, kao i servisne informacije.

Polje paketnih podataka.

Završno kontrolno polje paketa (zaključak, trailer), koje uključuje kontrolni zbroj i stop kombinaciju, kao i eventualno servisne informacije.

Kao što je već spomenuto, osim pojma „paket“, u literaturi se često susreće i pojam „okvir“. Ponekad ti izrazi znače istu stvar. Ali ponekad se podrazumijeva da su okvir i paket različiti. Štoviše, ne postoji jedinstvo u objašnjenju ovih razlika, neki izvori tvrde da je okvir ugrađen u paket. U ovom slučaju, sva navedena polja paketa osim preambule i stop kombinacije pripadaju okviru (slika 12.4). Na primjer, opisi Ethernet mreže kažu da se početak okvira prenosi na kraju preambule, dok drugi, naprotiv, podržavaju ideju da je paket ugniježđen unutar okvira. A onda paket označava samo informacije sadržane u okviru koji se prenosi mrežom i opremljen je servisnim poljima. Da ne bi došlo do zabune, u ovoj će se knjizi koristiti pojam "paket" kao razumljiviji i univerzalniji. Tijekom sesije informacija razmjena preko mreže između odašiljača i pretplatnika primatelja razmjenjuju informacije i kontrolne pakete prema utvrđenim pravilima, koja se nazivaju protokol razmjene. To omogućuje pouzdan prijenos informacija u bilo kojem intenzitetu razmjene preko mreže.

U Expocentru možete posjetiti veliki broj izložbi. Uključujući izložba "Komunikacija", koji će govoriti o širokom spektru telekomunikacijskih tehnologija i mreža. Osim toga, bit će moguće pronaći aktivna i pasivna mrežna oprema, shvatite koja je razlika između njih i zašto je to potrebno.

Na kraju, ovo je korisno za svakoga od nas, jer živimo među tim i aktivno koristimo sve tehnologije, ali imamo samo okvirnu predodžbu kako sve funkcionira.

Što je mrežna oprema?

Ova oprema uključuje sve ono što služi za prijenos različitih signala između uređaja ili njihovo puštanje u mrežu.

Sva oprema je podijeljena u velike skupine, od kojih svaka ima svoju specifičnu svrhu i dosljedno je ispunjava. Detalji i pojedini modeli mogu se poboljšavati svake godine, ali princip ostaje nepromijenjen dugo vremena.

Sada ovaj popis grupa izgleda otprilike ovako:

• Preklopni sustavi. Naime, svi trenuci i detalji koji su odgovorni za povezivanje dvaju pretplatnika.


• Satelitski komunikacijski sustavi, kanali putem satelita, koji omogućuju visokokvalitetnu komunikaciju diljem svijeta.


• Pretplatnička telekomunikacijska oprema, odnosno osobna oprema svakog korisnika, linija koja mu je dodijeljena.


• Oprema za prijenos podataka.

Sve to koriste svi u isto vrijeme modernog čovjeka, a ponekad čak i u nekoliko različitih oblika odjednom. Ne možemo zamisliti svoj život bez takvih značajki, želimo sami moći lako komunicirati, primati informacije i prenositi ih.

Raznolikost mrežne opreme

Cijela raznolikost aktivne i pasivne mrežne opreme svodi se na tri različite opcije.

Prije svega, to su fiksni telefoni, koji su gotovo stvar prošlosti, ali unatoč tome telefonija i dalje postoji i neki je vrlo aktivno koriste.

Druga točka postaje mobilna veza. Sličan mali telefoni Sada ga imaju i djeca, a aktivna i pasivna mrežna oprema omogućuje svakome trenutno povezivanje sa svojim sugovornikom.

Sada se aktivno koristi i Internet, koji je trenutno najpopularnija mreža za komunikaciju i dobivanje informacija.

Sama oprema je ogromna, ovisno o konkretnoj opremi. No, sve se to dijeli na aktivnu i pasivnu mrežnu opremu, te se te dvije skupine međusobno razlikuju.

Aktivna oprema

Među ogromnom količinom opreme, aktivna oprema uključuje preklopnike, čvorišta, adaptere, usmjerivače, poslužitelje za ispis i još mnogo toga. Pasiv se sastoji od utičnica, raznih kablova, konektora i sličnih predmeta.

Valja napomenuti da je upravo aktiv taj koji osigurava prijenos podataka, bilo da se radi o komunikaciji ili jednostavnom gledanju vijesti, bez obzira na kanal i tehnologiju koja se za to koristi, računalo ili telefon.

Aktivna mrežna oprema je odgovorna za to da sve informacije budu razvrstane u pakete, te da su svi paketi strogo odvojeni po potrebnim kanalima. Zbog ogromnog opterećenja, takve tehnologije moraju moći samostalno stvoriti kanal ako je potrebno.

Usput, kako bi zaštitili korisničku opremu od kvarova, ti isti različiti uređaji osiguravaju raspodjelu opterećenja prilikom primanja i slanja paketa.

Pasivna mrežna oprema sastoji se od rute i staze, odnosno kabela i utičnica. Obje opreme pružaju veze, ali različiti putevi, međutim, jedna vrsta jednostavno ne bi mogla postojati bez druge.

Suvremena aktivna i pasivna mrežna oprema prikazana je na godišnjoj izložbi SVIAZ.

Oprema za lokalna mreža- ovo je solidan popis raznih međusobno povezanih elemenata i uređaja potrebnih za rad i. Prije svega, to su mrežni poslužitelji, radne stanice, usmjerivači, komunikatori, kabeli, mostovi. Sve to i mnogo više općenito osigurava visoko produktivan i nesmetan rad mreže, pa se ne može reći da je ova ili ona oprema za lokalnu mrežu važnija od druge.

Glavne vrste opreme za lokalnu mrežu i njezine funkcionalne zadaće

U profesionalnom okruženju uobičajeno je identificirati nekoliko najvažnijih ključnih čvorova lokalne računalne mreže:

• poslužitelji. To su najjača računala, "mozgovi" LAN-a. Njihovi glavni zadaci uključuju pohranu datoteka, pružanje zajedničkog pristupa podacima, nadzor sigurnosti sustava, upravljanje mrežom itd.
• Kablovi i žice. Ovo je "cirkulacijski sustav" LAN-a, kroz koji se električni računalni signali prenose drugim "organima" mreže. Nijedna računalna mreža ne može funkcionirati bez žica. Naravno, postoji i bežični način prijenos podataka, međutim, to su isti žičani putovi, samo virtualni. Osim toga, nijednom profesionalcu ne bi palo na pamet izgraditi mrežu temeljenu na Wi-Fi-ju, koji je u početku samo “primijenjeni” način stvaranja veza između radnih stanica.
• Razvodni ormarići, utičnice, patch paneli su neka vrsta "skladišta" za akumulaciju (prebacivanje) žica.
• IP telefonija. Ako su prije samo nekoliko godina telefoni klasificirani u telefonska mreža, onda to sada nije samo primitivni uređaj, već i neka vrsta računala. Zato moderni telefoni s naprednim funkcijama, na primjer, videotelefoni ili mini-PBX-ovi, zauzeli su svoje mjesto na popisu opreme za lokalnu mrežu.
• Aktivna oprema - sklopke, modemi, gateway itd. - uređaji za odvajanje ili pojačanje signala, pristup Internetu itd.
• Terminalna oprema su korisnička računala i periferni uređaji (pisači, skeneri, faksovi i dr.) - komponente spojene na mrežu koje zahtijevaju stalno održavanje.
• I na kraju, lokalna mrežna oprema uključuje uređaje koji osiguravaju neprekidno napajanje glavnim komponentama mreže.

Flylink stručnjaci će razviti i

Mrežna oprema uključuje sve uređaje koji povezuju računala u jedinstveni prostor za razmjenu i korištenje informacija, kao i dijeljenje PC.

Značajke mrežne opreme za izradu mreža

Kako bi se stvorio singl informacijsko okruženje Svaka tvrtka mora izgraditi lokalnu mrežu koja ima niz prednosti, uključujući:

• kontinuitet pristupa osoblja zajedničkim resursima tvrtke;


• osiguravanje zajedničkog korištenja uredske opreme;


• jednostavnost dodavanja nove opreme ili otvaranja dodatnih poslova;


• povećanje sigurnosti komercijalnih informacija.

Kako bi korisnici mogli slobodno uživati ​​u svim gore navedenim pogodnostima, lokalna mreža mora:

• biti lak za upravljanje;
• pouzdano zaštititi sve informacije od unutarnjih i vanjskih prijetnji;


• prilagoditi se suvremeni uređaji i kabeli;


• imaju na raspolaganju rezervne kanale i potencijal za optimizaciju i proširenje.

Za povezivanje računala u lokalnu mrežu morate osigurati visokokvalitetnu mrežnu opremu.

Mrežna oprema uključuje:

• usmjerivači (usmjerivači ili modemi);


• prekidači;


• koncentratori;


• ponavljači;


• patch paneli i još mnogo toga.

Ovisno o namjeni, mrežna oprema obavlja različite radnje. Na primjer, usmjerivač ili modem koriste se za prijenos signala pretplatnicima koji su spojeni na mrežu. Pristupne točke koriste se za proširenje područja pokrivenosti.

Kao dodatna oprema pri stvaranju lokalnih mreža mogu se koristiti posebne antene koje mogu pojačati primljeni signal.

Kvaliteta komunikacije i mogućnosti cijele skupine korisnika u potpunosti ovise o kvaliteti mreže, stoga se izboru opreme mora pristupiti odgovorno.

Unatoč činjenici da sada postoji mnogo tvrtki koje nude svoju opremu, bolje je koristiti samo jednog proizvođača za izgradnju lokalne mreže.

Ako se oprema kupuje od različitih tvrtki, postoji rizik da neki od uređaja neće moći međusobno komunicirati.

Pri odabiru mrežne opreme nema smisla štedjeti jer će o njezinoj kvaliteti u potpunosti ovisiti kvaliteta komunikacije i nesmetan rad cijele mreže.

Aktivna i pasivna oprema

Sva mrežna oprema podijeljena je u dvije vrste: aktivna i pasivna. Aktivna mrežna oprema uključuje uređaje kao što su čvorišta, usmjerivači, preklopnici i još mnogo toga, dok pasivna mrežna oprema uključuje utičnice, konektore, kabele i druge slične stavke.

Aktivna oprema je nužna za prijenos podataka, a pasivna za rad svih uređaja.

Bez obzira kakva je aktivna ili pasivna oprema potrebna za uspostavljanje veze, ove vrste uređaja ne mogu funkcionirati jedna bez druge.

Mrežna oprema lokalnih računalnih mreža

U današnje vrijeme postoji ogroman broj elemenata mrežne opreme za lokalne računalne mreže.

Najčešće korišteni elementi su:

• Usmjerivači su posebni uređaji koji donose odluke na temelju određenih pravila ili na temelju podataka iz tablica usmjeravanja o slanju paketa.


• Prekidači su specijalizirani procesori koji obrađuju pakete za svaki port.


• Modemi su uređaji koji omogućuju kontakt s drugim radnim stanicama. Kontakt se ostvaruje putem telefonske ili kabelske mreže.


• Koncentratori ili hubovi potrebni su za spajanje uređaja u jedan segment. Povezivanje se odvija putem kabela.

Bilo koje Hardver lokalna računalna mreža mora biti opremljena poslužiteljskim i klijentskim dijelom. Poslužitelj je u ovom slučaju moćno računalo, koji ima ogroman mrežni značaj. Njegove su funkcije posluživanje korisnika, obrada kodova i pohranjivanje informacija.

Poslužitelj mora biti smješten samo u zasebnoj hladnoj prostoriji administratori sustava i čelnici poduzeća.

Multiservisna mrežna oprema

Najnoviji napredak u području komunikacija je multiservisna mreža koja omogućuje prijenos podataka u fizičkom okruženju. Usluge koje pruža multiuslužna mreža uključuju televiziju, internet, učenje na daljinu, telefoniju, sigurnost, alarme i još mnogo toga.

Multiuslužna mrežna oprema uključuje sljedeće:

• teleporti - potrebni su za stvaranje, prijenos, obradu i upravljanje podacima;


• transportne mreže – koriste se za prijenos podataka. Sastoje se od optičkih kabela i spajaju se izravno na teleporte ili klastere;


• Klasteri su posebne skupine korisnika koje su dio interaktivne distribucijske mreže.

Komunikacijska mrežna oprema

Bazne stanice se smatraju glavnom komponentom komunikacijskih mreža. Oni su neophodni za prijenos signala pretplatnicima. Izravno na bazna stanica Svi ostali elementi koji su potrebni za nesmetan i ispravan rad su uključeni.

Bazne stanice mogu biti žične i bežične. Zahvaljujući tome, moguće je svugdje instalirati baznu stanicu i uspostaviti komunikaciju s kontrolnim centrom.

Oprema za optičke mreže

Optičke mreže su u posljednje vrijeme postale vrlo popularne. To je zbog ne samo niske cijene opreme, već i visoka kvaliteta prijenos podataka.

Ovisno o vrsti, optičke mreže su analogne ili digitalne.

Opremu za optičke mreže dijelimo na pasivnu i aktivnu.

Pasivna oprema uključuje razne spojne elemente, razdjelnike, spojnice i ostale elemente potrebne za postavljanje, a aktivna sva ostala oprema koja obrađuje i distribuira podatkovne pakete.

Električna mrežna oprema

Posebna se pozornost posvećuje opremi električnih mreža. Glavni uvjet ovdje je sigurnost i neprekinuti rad, stoga se za svaki čvor odabiru isključivo specijalizirane komponente. Takva oprema uključuje razne rastavljače, sklopke, osigurače, kratke spojeve, razdjelnike i uzemljivače.

Spajanje pomoćne opreme na električnu mrežu

Spajanje pomoćne opreme na električnu mrežu provode stručnjaci koji imaju III skupinu koja upravlja ovom električnom mrežom.

Prilikom spajanja morate provjeriti cjelovitost i pouzdanost pričvrsnih elemenata, kabela, utikača, dijelova kućišta, zaštitnih poklopaca, ispravnost rada prekidača i provesti ispitivanje, kao i ispravnost krugova uzemljenja.

Električna oprema elektrana i mreža

Posebna pozornost posvećena je elektroopremi elektrana i mreža.

Takva oprema uključuje:

• generatori;


• sinkroni kompenzatori;


• električni motori;


• energetski transformatori;


• naftni rektori;


• distribucijski uređaji;


• baterije i kondenzatorske instalacije;


• nadzemni električni vodovi, energetski kabelski vodovi;


• relejna zaštita, električna automatizacija, razni uređaji za uzemljenje;


• postrojenja za rasvjetu i elektrolizu.

Održavanje električnih mreža i opreme trafostanica

Prilikom rada električnih mreža i trafostanica moraju se izvoditi radovi na njihovim održavanje. Ovaj rad je neophodan radi održavanja operativnosti i pravovremenog otkrivanja kvarova.

Takav rad uključuje:

• mjesečni obilasci i inspekcije;


• izvanredni pregledi, koji se moraju provesti nakon nesreća, poplava, mraza ili požara u blizini objekta;


• preventivna ispitivanja.

Sustav planiranog preventivnog održavanja opreme i mreža industrijske energetike

U strukturi svakog poduzeća energetski servis ima odgovorno i specifično značenje. Prije svega, u potpunosti osigurava nesmetanu i sigurnu opskrbu svim energetskim resursima.

Kako bi se spriječili različiti kvarovi, potrebno je sustavno provoditi preventivno održavanje opreme. Da biste to učinili, potrebno je voditi računa o stvaranju sustava upravljanja opremom i industrijskim energetskim mrežama.

PPR sustav je skup mjera za održavanje i popravak opreme i mreža.

Proizvođači i dobavljači mrežne opreme

Trenutno postoje mnoge tvrtke koje proizvode mrežnu opremu.

“4aFora” - ova tvrtka proizvodi poznate medijske pretvarače i SFP module. Proizvodi ove tvrtke razlikuju se ne samo po kvaliteti, već i po prilično razumnim cijenama opreme.

"A-GEAR" - tvrtka proizvodi aktivnu i pasivnu opremu, kao i mrežne kartice, primopredajnike i još mnogo toga. Opremu odlikuje ne samo veliki asortiman, već i izvrsna kvaliteta.

"Acer" - ova tvrtka proizvodi visokokvalitetne računalne opreme i srodni proizvodi.

"AEG" - ova njemačka marka već je dugo poznata cijelom svijetu. Tvrtka se bavi proizvodnjom opreme za backup i neprekidni izvor napajanja, razne stabilizatore i drugu opremu za mreže.

Alcatel-Lucent je tvrtka koja se bavi proizvodnjom računalne i telekomunikacijske opreme. Organizacija se etablirala kao proizvođač pristupačne mrežne opreme.

Suvremena oprema za mreže: lokalne, globalne, računalne, optičke, električne; demonstriraju se na godišnjoj izložbi "Komunikacija".

Ovaj je članak posvećen osnove lokalne mreže, ovdje će biti obrađene sljedeće teme:

• Pojam lokalne mreže;
• Lokalni mrežni uređaj;
• Oprema za lokalnu mrežu;
• Topologija mreže;
• TCP/IP protokoli;
• IP adresiranje.

Pojam lokalne mreže

Neto - skupina računala međusobno povezanih pomoću posebne opreme koja omogućuje razmjenu informacija između njih. Veza između dva računala može biti izravna ( veza od točke do točke) ili pomoću dodatnih komunikacijskih čvorova.

Postoji nekoliko vrsta mreža, a lokalna mreža samo je jedna od njih. Lokalna mreža je u biti mreža koja se koristi unutar jedne zgrade ili pojedinačnog prostora, kao što je stan, kako bi se omogućila komunikacija računala i programa koji se koriste unutar njih. Lokalne mreže koje se nalaze u različitim zgradama mogu se međusobno povezati satelitskim komunikacijskim kanalima ili optičkim mrežama, što omogućuje stvaranje globalne mreže, tj. mreža koja uključuje nekoliko lokalnih mreža.

Internet je još jedan primjer mreže koja je odavno postala svjetska i prožimajuća, sadržavajući stotine tisuća različitih mreža i stotine milijuna računala. Bez obzira na koji način pristupate Internetu, putem modema, lokalne ili globalne veze, svaki korisnik Interneta je zapravo korisnik mreže. Širok izbor programa koristi se za surfanje internetom, kao što su internetski preglednici, FTP klijenti, programi za e-poštu i mnogi drugi.

Računalo koje je spojeno na mrežu naziva se radna stanica ( Radna stanica). U pravilu, osoba radi s ovim računalom. U mreži postoje i računala na kojima nitko ne radi. Koriste se kao kontrolni centri u mreži i kao uređaji za pohranu informacija. Takva se računala nazivaju poslužitelji,
Ako su računala smještena relativno blizu jedno drugom i povezana pomoću mrežnih adaptera velike brzine, tada se takve mreže nazivaju lokalnim mrežama. Kada koristite lokalnu mrežu, računala se obično nalaze u istoj prostoriji, zgradi ili u nekoliko obližnjih kuća.
Za povezivanje računala ili cijelih lokalnih mreža koje se nalaze na znatnoj udaljenosti jedna od druge koriste se modemi, kao i namjenski ili satelitski kanali komunikacije. Takve mreže nazivamo globalnim. Obično je brzina prijenosa podataka u takvim mrežama mnogo niža nego u lokalnim.

LAN uređaj

Postoje dvije vrste mrežne arhitekture: peer-to-peer ( Peer-to-peer) i klijent/poslužitelj ( Klijent/poslužitelj), uključeno ovaj trenutak klijent/poslužitelj arhitektura praktički je zamijenila peer-to-peer arhitekturu.

Ako se koristi peer-to-peer mreža, sva računala uključena u nju imaju ista prava. Sukladno tome, svako računalo može djelovati kao poslužitelj koji omogućuje pristup svojim resursima ili kao klijent koji koristi resurse drugih poslužitelja.

U mreži izgrađenoj na arhitekturi klijent/poslužitelj postoji nekoliko glavnih računala – poslužitelja. Ostala računala koja su dio mreže nazivaju se klijentima ili radnim stanicama.

poslužitelj - to je računalo koje služi drugim računalima na mreži. Postoje različite vrste poslužitelja, koji se međusobno razlikuju po uslugama koje pružaju; poslužitelji baze podataka, poslužitelji datoteka, poslužitelji za ispis, poslužitelji pošte, web poslužitelji itd.

Peer-to-peer arhitektura postala je široko rasprostranjena u malim uredima ili kućnim lokalnim mrežama.U većini slučajeva za stvaranje takve mreže trebat će vam nekoliko računala koja su opremljena mrežnim karticama i kabelom. Koristi se kao kabel upletena paricačetvrta ili peta kategorija. Upletena parica je dobila ime jer su parovi žica unutar kabela upredeni ( time se izbjegavaju smetnje i vanjski utjecaji). Još uvijek možete pronaći prilično stare mreže koje koriste koaksijalni kabel. Takve mreže su zastarjele, a brzina prijenosa informacija u njima ne prelazi 10 Mbit/s.

Nakon što je mreža stvorena i računala povezana, potrebno je programski konfigurirati sve potrebne parametre. Prije svega, provjerite imaju li računala na koja se povezujete operativne sustave koji podržavaju umrežavanje ( Linux, FreeBSD, Windows)

Sva računala u peer-to-peer mreži ujedinjena su u radne grupe koje imaju vlastita imena ( identifikatori).
U slučaju mrežne arhitekture klijent/poslužitelj, kontrola pristupa se provodi na razini korisnika. Administrator ima mogućnost dopustiti pristup resursu samo određenim korisnicima. Pretpostavimo da svoj pisač učinite dostupnim korisnicima mreže. Ako ne želite da netko ispisuje na vašem pisaču, trebali biste postaviti lozinku za rad s ovim resursom. S peer-to-peer mrežom svatko tko zna vašu lozinku može dobiti pristup vašem pisaču. U mreži klijent/poslužitelj određenim korisnicima možete ograničiti korištenje pisača, bez obzira znaju li lozinku ili ne.

Za pristup resursu na lokalnoj mreži izgrađenoj na klijent/poslužitelj arhitekturi, korisnik mora unijeti korisničko ime (Login) i lozinku (Password). Treba napomenuti da je korisničko ime otvorene informacije, a lozinka je povjerljiva.

Proces provjere korisničkog imena naziva se autentifikacija. Postupak provjere odgovara li unesena lozinka korisničkom imenu je autentifikacija. Identifikacija i autentifikacija zajedno čine proces autorizacije. Često se izraz " ovjera" - koristi se u širem smislu: za označavanje autentifikacije.

Iz svega rečenog možemo zaključiti da je jedina prednost peer-to-peer arhitekture njezina jednostavnost i niska cijena. Mreže klijent/poslužitelj pružaju više visoka razina brzina i zaštita.
Vrlo često isti poslužitelj može obavljati funkcije nekoliko poslužitelja, na primjer poslužitelj datoteka i web poslužitelj. Naravno, ukupan broj funkcija koje će poslužitelj obavljati ovisi o opterećenju i njegovim mogućnostima. Što je veća snaga poslužitelja, to više klijenata može poslužiti i više usluga može pružiti. Stoga se kao poslužitelj gotovo uvijek dodjeljuje snažno računalo s velikom količinom memorije i brzim procesorom ( U pravilu se višeprocesorski sustavi koriste za rješavanje ozbiljnih problema)

Oprema za lokalnu mrežu

U najjednostavnijem slučaju za rad mreže dovoljne su mrežne kartice i kabel. Ako trebate stvoriti prilično složenu mrežu, trebat će vam posebna mrežna oprema.

Kabel

Računala unutar lokalne mreže povezana su kabelima koji prenose signale. Kabel koji povezuje dvije mrežne komponente ( na primjer, dva računala), naziva se segment. Kabeli se klasificiraju ovisno o mogućim vrijednostima brzine prijenosa informacija i učestalosti kvarova i pogrešaka. Postoje tri glavne kategorije kabela koje se najčešće koriste:

• Upletena parica;
• Koaksijalni kabel;
• optički kabel,

Danas se najviše koristi za izgradnju lokalnih mreža. upletena parica. Iznutra se takav kabel sastoji od dva ili četiri para bakrene žice upletene zajedno. Upleteni par također ima svoje varijante: UTP ( Unshielded Twisted Pair - neoklopljena upredena parica) i STP ( Shielded Twisted Pair - oklopljena upredena parica). Ove vrste kabela sposobne su prenositi signale na udaljenosti od oko 100 m. U pravilu se UTP koristi u lokalnim mrežama. STP ima pletenu bakrenu žicu koja ima višu razinu zaštite i kvalitete od UTP kabelske ovojnice.

U STP kabelu svaki par žica dodatno je oklopljen ( zamota se u sloj folije), koji štiti podatke koji se prenose od vanjskih smetnji. Ovo rješenje vam omogućuje podršku velike brzine prijenos na veće udaljenosti nego kod korištenja UTP kabela. Kabel s upredenom paricom povezuje se s računalom pomoću RJ-45 konektora ( Registriran Jack 45), koja vrlo nalikuje telefonskoj utičnici RJ-11 ( Regi-steredjack). Kabel s upletenom paricom može osigurati mrežni rad pri brzinama od 10,100 i 1000 Mbit/s.

Koaksijalni kabel sastoji se od bakrene žice prekrivene izolacijom, zaštitnog metalnog pletiva i vanjskog omotača. Centralna žica kabela prenosi signale u koje su podaci prethodno pretvoreni. Takva žica može biti puna ili višežilna. Za organiziranje lokalne mreže koriste se dvije vrste koaksijalni kabel: ThinNet ( tanki, 10Base2) i ThickNet ( debljina, 10Base5). U ovom trenutku lokalne mreže temeljene na koaksijalnom kabelu praktički nisu pronađene.

U srži optički kabel Postoje optička vlakna (svjetlovodi), kojima se podaci prenose u obliku svjetlosnih impulsa. Optičkim kabelom se ne prenose električni signali, pa se signal ne može presresti, što praktički eliminira neovlašteni pristup podacima. Optički kabel koristi se za prijenos velikih količina informacija najvećim dostupnim brzinama.

Glavni nedostatak takvog kabela je njegova krhkost: lako ga je oštetiti, a može se montirati i spojiti samo pomoću posebne opreme.

Mrežne kartice

Mrežne kartice omogućuju povezivanje računala i mrežnog kabela. Mrežna kartica pretvara podatke koji se namjeravaju poslati u posebne pakete. Paket je logična zbirka podataka koja uključuje zaglavlje s informacijama o adresi i samu informaciju. Zaglavlje sadrži adresna polja u kojima se nalaze informacije o podrijetlu i odredištu podataka Mrežna kartica analizira odredišnu adresu primljenog paketa i utvrđuje da li je paket stvarno poslan ovo računalo. Ako je izlaz pozitivan, ploča će poslati paket operativnom sustavu. U suprotnom, paket neće biti obrađen. Poseban softver omogućuje vam obradu svih paketa koji prolaze unutar mreže. Ovu priliku koriste administratori sustava prilikom analize rada mreže, a napadači za krađu podataka koji kroz nju prolaze.

Svaka mrežna kartica ima individualnu adresu ugrađenu u svoje čipove. Ova adresa se naziva fizička ili MAC adresa ( Media Access Control - kontrola pristupa prijenosnom mediju).

Redoslijed izvršenih radnji Mrežna kartica, takav.

1. Primanje informacija od operacijskog sustava i njihovo pretvaranje u električne signale za daljnje slanje putem kabela;
2. Primanje električnih signala putem kabela i njihovo pretvaranje natrag u podatke s kojima operativni sustav može raditi;
3. Utvrđivanje je li primljeni paket podataka namijenjen posebno ovom računalu;
4. Kontrola protoka informacija koje prolaze između računala i mreže.

Čvorišta

Središte (središte) je uređaj sposoban kombinirati računala u topologiju fizičke zvijezde. Hub ima nekoliko priključaka koji vam omogućuju povezivanje mrežnih komponenti. Čvorište sa samo dva priključka naziva se most. Za spajanje dva mrežna elementa potreban je most.

Mreža zajedno s čvorištem je " zajednički autobus" Paketi podataka kada se prenose kroz čvorište bit će isporučeni svim računalima spojenim na lokalnu mrežu.

Postoje dvije vrste koncentratora.

Pasivna čvorišta. Takvi uređaji šalju primljeni signal bez prethodne obrade.
Aktivna čvorišta ( repetitori s više stupova). Oni primaju dolazne signale, obrađuju ih i šalju povezanim računalima.

Prekidači

Prekidači su potrebni za bližu organizaciju Mrežna veza između računala pošiljatelja i odredišnog računala. Tijekom prijenosa podataka preko preklopnika, podaci o MAC adresama računala se bilježe u njegovu memoriju. Koristeći te informacije, preklopnik sastavlja tablicu usmjeravanja, u kojoj je za svako računalo naznačeno da pripada određenom segmentu mreže.

Kada preklopnik primi pakete podataka, stvara posebnu internu vezu ( segment) između dva svoja priključka pomoću tablice usmjeravanja. Zatim šalje paket podataka na odgovarajući priključak na odredišnom računalu, na temelju informacija opisanih u zaglavlju paketa.

Dakle, ova veza je izolirana od ostalih priključaka, što omogućuje računalima razmjenu informacija maksimalna brzina, koji je dostupan za ovu mrežu. Ako sklopka ima samo dva priključka, naziva se most.

Prekidač nudi sljedeće značajke:

• Pošaljite paket s podacima s jednog računala na odredišno računalo;
• Povećajte brzinu prijenosa podataka.

Usmjerivači

Usmjerivač je u principu sličan preklopniku, ali ima veći skup funkcionalnost,Uči ne samo MAC već i IP adrese oba računala uključena u prijenos podataka. Prilikom prijenosa informacija između različitih mrežnih segmenata, usmjerivači analiziraju zaglavlje paketa i pokušavaju izračunati optimalni put kojim će paket putovati. Usmjerivač može odrediti stazu do proizvoljnog segmenta mreže pomoću informacija iz tablice ruta, što vam omogućuje stvaranje zajedničke veze s internetom ili globalna mreža.
Usmjerivači omogućuju isporuku paketa na najbrži način, što povećava propusnost velikih mreža. Ako je neki segment mreže preopterećen, tok podataka će ići drugim putem,

Topologija mreže

Redoslijed kojim su računala i drugi elementi smješteni i povezani na mrežu naziva se topologija mreže. Topologija se može usporediti s mrežnom kartom koja prikazuje radne stanice, poslužitelje i drugu mrežnu opremu. Odabrana topologija utječe na sveukupne mogućnosti mreže, protokole i mrežnu opremu koja će se koristiti te na mogućnost daljnjeg proširenja mreže.

Fizička topologija - to je opis kako će fizički elementi mreže biti povezani. Logička topologija definira rute za prijenos paketa podataka unutar mreže.

Postoji pet vrsta mrežnih topologija:

• Zajednički autobus;
• Zvijezda;
• Prsten;

Zajednički autobus

U ovom slučaju sva su računala spojena na jedan kabel koji se naziva podatkovna sabirnica. U tom slučaju paket će primiti sva računala spojena na ovaj segment mreže.

Rad mreže uvelike je određen brojem računala povezanih na zajedničku sabirnicu. Što je više takvih računala, mreža radi sporije. Osim toga, takva topologija može uzrokovati razne kolizije koje nastaju kada više računala istovremeno pokušava prenijeti informacije u mrežu. Vjerojatnost sudara raste s brojem računala spojenih na sabirnicu.

Prednosti korištenja mreža s topologijom " zajednički autobus" sljedeće:

• Značajna ušteda kabela;
• Jednostavan za izradu i upravljanje.

Glavni nedostaci:

• vjerojatnost sudara kako se povećava broj računala na mreži;
• prekid kabela će isključiti mnoga računala;
• niska razina zaštite prenesenih informacija. Svako računalo može primati podatke koji se prenose preko mreže.

Zvijezda

Kada koristite topologiju zvijezda, svaki segment kabela koji dolazi s bilo kojeg računala na mreži bit će spojen na središnji preklopnik ili čvorište. Svi paketi će se prenositi s jednog računala na drugo preko ovog uređaja. Mogu se koristiti i aktivna i pasivna čvorišta. Ako se veza između računala i čvorišta izgubi, ostatak mreže nastavlja raditi. Ako hub zakaže, mreža će prestati raditi. Uz pomoć zvjezdaste strukture čak se i lokalne mreže mogu međusobno povezati.

Korištenje ove topologije prikladno je pri traženju oštećenih elemenata: kabela, mrežnih adaptera ili konektora, " Zvijezda" udobnije " zajednički autobus"i u slučaju dodavanja novih uređaja. Također treba uzeti u obzir da se mreže s brzinama prijenosa od 100 i 1000 Mbit/s grade prema topologiji “ zvijezda».

Ako u samom centru" zvijezde» postavite čvorište, logička topologija će se promijeniti u "zajedničku sabirnicu".
prednosti " zvijezde»:

• jednostavnost stvaranja i upravljanja;
• visoka razina pouzdanosti mreže;
• visoka sigurnost informacija koje se prenose unutar mreže ( ako se u središtu zvijezde nalazi komutator).

Glavni nedostatak je što kvar huba dovodi do prestanka rada cijele mreže.

Topologija prstena

Kada koristite prstenastu topologiju, sva su računala na mreži spojena na jedan prstenasti kabel. Paketi prolaze duž prstena u jednom smjeru kroz sve mrežne kartice računala spojenih na mrežu. Svako računalo će pojačati signal i poslati ga dalje duž prstena.

U prikazanoj topologiji prijenos paketa duž prstena organiziran je metodom tokena. Marker predstavlja određeni slijed binarni bitovi koji sadrže kontrolne podatke. Ako mrežni uređaj ima token, tada ima pravo slati informacije mreži. Unutar prstena može se prenijeti samo jedan token.

Računalo koje će prenijeti podatke uzima token iz mreže i šalje tražene informacije oko prstena. Svako sljedeće računalo će dalje slati podatke sve dok ovaj paket ne stigne do primatelja. Nakon što ga primi, primatelj će vratiti potvrdu primitka računalu pošiljatelju, a ono će kreirati novi token i vratiti ga na mrežu.

Prednosti ove topologije su sljedeće:

• Velike količine podataka servisiraju se učinkovitije nego u slučaju zajedničke sabirnice;
• svako računalo je repetitor: pojačava signal prije nego što ga pošalje sljedećem stroju, što vam omogućuje značajno povećanje veličine mreže;
• mogućnost postavljanja različitih prioriteta pristupa mreži; u ovom slučaju, računalo s višim prioritetom moći će duže zadržati token i prenijeti više informacija.

Mane:

• prekinuti mrežni kabel dovodi do neoperabilnosti cijele mreže;
• bilo koje računalo može primati podatke koji se prenose preko mreže.

TCP/IP protokoli

TCP/IP protokoli ( Protokol kontrole prijenosa/internetski protokol) glavni su mrežni protokoli i upravljaju prijenosom podataka između mreža različitih konfiguracija i tehnologija. Upravo se ova obitelj protokola koristi za prijenos informacija na internetu, kao iu nekim lokalnim mrežama. Obitelj TPC/IP protokola uključuje sve međuprotokole između aplikacijskog sloja i fizička razina. Njihov ukupan broj je nekoliko desetaka.

Glavni su:

• Prijenosni protokoli: TCP - Transmission Control Protocol ( protokol kontrole prijenosa) i drugi - upravljanje prijenosom podataka između računala;
• Protokoli usmjeravanja: IP - internetski protokol ( internetski protokol) i drugi - osigurati stvarni prijenos podataka, obraditi adresiranje podataka, odrediti najbolji put do primatelja;
• Protokoli za podršku mrežne adrese: DNS - sustav imena domene ( sustav imena domene) i drugi - osigurava određivanje jedinstvene adrese računala;
• Protokoli aplikacijskih usluga: FTP - File Transfer Protocol ( protokol za prijenos datoteka), HTTP - HyperText Transfer Protocol, TELNET i drugi - koriste se za pristup razne usluge: prijenos datoteka između računala, pristup WWW-u, udaljeni terminalski pristup sustavu itd.;
• Protokoli pristupnika: EGP - Protokol vanjskog pristupnika ( vanjski pristupni protokol) i drugi - pomažu u prijenosu poruka o usmjeravanju i informacija o statusu mreže preko mreže, kao i obradi podataka za lokalne mreže;
• Protokoli pošte: POP - poštanski protokol ( protokol prijema pošte) - koristi se za primanje poruka E-mail, SMPT Jednostavni protokol prijenosa pošte ( protokol prijenosa pošte) - koristi se za prijenos e-mail poruka.

Svi glavni mrežni protokoli ( NetBEUI, IPX/SPX i TCIP) su usmjeravani protokoli. Ali morate samo ručno konfigurirati TCPIP usmjeravanje. Ostale protokole automatski usmjerava operativni sustav.

IP adresiranje

Prilikom izgradnje lokalne mreže temeljene na TCP/IP protokolu, svako računalo dobiva jedinstvenu IP adresu, koju može dodijeliti ili DHCP poslužitelj - poseban program instaliran na jednom od računala na mreži, bilo korištenjem Windows alata ili ručno.

DHCP poslužitelj omogućuje fleksibilnu distribuciju IP adresa računalima i dodjeljivanje trajnih, statičkih IP adresa nekim računalima. Ugrađeni Windows alat nema takve mogućnosti. Stoga, ako na mreži postoji DHCP poslužitelj, onda pomoću Windows je bolji nemojte koristiti, postavljanje mrežnih postavki operativnog sustava na automatsko ( dinamičan) dodjeljivanje IP adrese. Instaliranje i konfiguriranje DHCP poslužitelja je izvan opsega ove knjige.

Međutim, treba napomenuti da ako koristite DHCP poslužitelj ili alate za dodjelu IP adrese Windows pokretanje računala na mreži i operacija dodjele IP adresa zahtijeva dugo vremena, tim više više mreže. Osim toga, prvo mora biti uključeno računalo s DHCP poslužiteljem.
Ako ručno dodijelite statičke mreže računalima ( stalan, nepromjenjiv) IP adrese, tada će se računala brže pokrenuti i odmah pojaviti u mrežnom okruženju. Za male mreže ova opcija je najpoželjnija i to je ono što ćemo razmotriti u ovom poglavlju.

Za skup TCP/IP protokola, IP protokol je osnovni, budući da je on taj koji se bavi kretanjem paketa podataka između računala kroz mreže koristeći različite mrežne tehnologije. Zahvaljujući univerzalne karakteristike IP protokol omogućio je samo postojanje interneta koji se sastoji od ogromnog broja heterogenih mreža.

Paketi podataka IP protokola

IP protokol je usluga isporuke za cijelu TCP-iP obitelj protokola. Informacije koje dolaze iz drugih protokola pakiraju se u podatkovne pakete IP protokola, dodaje im se odgovarajuće zaglavlje i paketi započinju svoje putovanje kroz mrežu

IP sustav adresiranja

Neka od najvažnijih polja u zaglavlju paketa IP podataka su izvorna i odredišna adresa paketa. Svaka IP adresa mora biti jedinstvena u mrežnoj mreži gdje se koristi kako bi paket stigao do željenog odredišta. Čak i na cijelom globalnom internetu nemoguće je pronaći dvije identične adrese.

IP adresa, za razliku od obične poštanska adresa, sastoji se isključivo od brojeva. Zauzima četiri standardne memorijske ćelije računala - 4 bajta. Budući da je jedan bajt (Byte) jednak 8 bita (Bit), duljina IP adrese je 4 x 8 = 32 bita.

Bit predstavlja najmanju moguću jedinicu pohrane informacija. Može sadržavati samo 0 ( malo očišćeno) ili 1 ( set bitova).

Iako je IP adresa uvijek iste duljine, može se pisati na različite načine. Format za snimanje IP adrese ovisi o brojevnom sustavu koji se koristi. U isto vrijeme, ista adresa može izgledati potpuno drugačije:

Binarni broj 10000110 pretvara se u decimalni na sljedeći način: 128 + 0 + 0 + 0 + 0 + 4 + 2 + 0 =134.
Najpoželjnija opcija, sa stajališta ljudske čitljivosti, je format pisanja IP adrese u decimalnom zapisu s točkama. Ovaj format sastoji se od četiri decimalna broja odvojena točkama. Svaki broj, koji se naziva oktet, predstavlja decimalnu vrijednost odgovarajućeg bajta u IP adresi. Oktet se zove tako jer se jedan bajt u binarnom obliku sastoji od osam bitova.

Kada koristite decimalni zapis s točkama za pisanje okteta u IP adresu, imajte na umu sljedeća pravila:

• Samo cijeli brojevi su valjani;
• Brojevi moraju biti u rasponu od 0 do 255.

Najznačajniji bitovi u IP adresi, smješteni s lijeve strane, određuju klasu i broj mreže. Njihova zbirka naziva se identifikator podmreže ili mrežni prefiks. Kod dodjele adresa unutar iste mreže, prefiks uvijek ostaje nepromijenjen. Identificira vlasništvo nad IP adresom na određenoj mreži.

Na primjer, ako su IP adrese računala na podmreži 192.168.0.1 192.168.0.30, tada prva dva okteta definiraju ID podmreže - 192.168.0.0, a sljedeća dva - ID hosta.

Koliko se točno bitova koristi za određene svrhe ovisi o klasi mreže. Ako je broj glavnog računala nula, tada adresa ne upućuje na jedno određeno računalo, već na cijelu mrežu u cjelini.

Klasifikacija mreže

Postoje tri glavne klase mreža: A, B, C. Međusobno se razlikuju po najvećem mogućem broju hostova koji se mogu spojiti na mrežu određene klase.

U sljedećoj tablici prikazana je općeprihvaćena klasifikacija mreža koja označava najveći broj mrežnih sučelja dostupnih za povezivanje, koji se okteti IP adrese koriste za mrežna sučelja (*), a koji ostaju nepromijenjeni (N).

Na primjer, u najčešćim mrežama klase C ne može biti više od 254 računala, pa se samo jedan, najniži bajt IP adrese, koristi za numeriranje mrežnih sučelja. Ovaj bajt odgovara krajnjem desnom oktetu u decimalnom zapisu s točkama.

Postavlja se opravdano pitanje: zašto se samo 254 računala mogu spojiti na mrežu klase C, a ne 256? Činjenica je da su neke intranet IP adrese namijenjene posebnoj upotrebi, naime:

O - identificira samu mrežu;
255 - emitiranje.

Segmentacija mreže

Adresni prostor unutar svake mreže može se podijeliti na manje podmreže na temelju broja hostova ( Podmreže). Proces podmrežavanja naziva se i segmentacija.

Na primjer, ako je mreža klase C 192.168.1.0 podijeljena na četiri podmreže, tada će njihovi rasponi adresa biti sljedeći:

• 192.168.1.0-192.168.1.63;
• 192.168.1.64-192.168.1.127;
• 192.168.1.128-192.168.1.191;
• 192.168.1.192-192.168.1.255.

U ovom slučaju, za numeriranje glavnog računala, ne koristi se cijeli desni oktet od osam bitova, već samo 6 najmanje značajnih. A preostala dva najznačajnija bita određuju broj podmreže, koji može imati vrijednosti od nula do tri.

Obični i prošireni mrežni prefiksi mogu se identificirati pomoću podmrežne maske ( Maska podmreže), koji također omogućuje odvajanje identifikatora podmreže od identifikatora glavnog računala u IP adresi, maskirajući brojem dio IP adrese koji identificira podmrežu.

Maska je kombinacija brojeva, prema izgled nalik na IP adresu. Binarna reprezentacija maske podmreže sadrži nule u bitovima koji se tumače kao broj glavnog računala. Preostali bitovi postavljeni na jedan pokazuju da je ovaj dio adrese prefiks. Maska podmreže uvijek se koristi zajedno s IP adresom.

U nedostatku dodatnog podmrežavanja, standardne maske klase mreže imaju sljedeća značenja:

Kada se koristi mehanizam podmrežavanja, maska ​​se u skladu s tim modificira. Objasnimo to na već spomenutom primjeru dijeljenja mreže klase C na četiri podmreže.

U ovom slučaju, dva najznačajnija bita u četvrtom oktetu IP adrese koriste se za numeriranje podmreža. Zatim maska ​​unutra binarni oblik izgledat će ovako: 11111111.11111111.11111111.11000000, a u decimali s točkama -255.255.255.192.

Rasponi adresa privatne mreže

Svako računalo spojeno na mrežu ima svoju jedinstvenu IP adresu. Za neke strojeve, poput poslužitelja, ova se adresa ne mijenja. Ova stalna adresa naziva se statična. Za druge, kao što su klijenti, IP adresa može biti stalna (statična) ili se dodjeljivati ​​dinamički svaki put kada se povežu na mrežu.

Da biste dobili jedinstvenu statičku, odnosno stalnu IP adresu na Internetu, potrebno je kontaktirati posebnu organizaciju InterNIC - Internet Network Information Center ( Informacijski centar internetske mreže). InterNIC dodjeljuje samo mrežni broj i daljnji rad Administrator mreže mora samostalno kreirati podmreže i hostove brojeva.

Ali službena registracija u InterNIC-u za dobivanje statičke IP adrese obično je potrebna za mreže koje imaju stalnu vezu s Internetom. Za privatne mreže koje nisu dio Interneta posebno je rezervirano nekoliko blokova adresnog prostora koji se mogu slobodno koristiti za dodjelu IP adresa bez registracije na InterNIC:

Međutim, te se adrese koriste samo za interno adresiranje mreža i nisu namijenjene za hostove koji se izravno spajaju na Internet.

LINKLOCAL raspon adresa nije mrežna klasa u uobičajenom smislu. Windows ga koristi za automatsko dodjeljivanje osobnih IP adresa računalima u lokalnoj mreži.

Nadam se da sada imate ideju o lokalnoj mreži!