Echipament pentru un server de rețea locală. Echipamente pentru retele. Echipamente active și pasive

În conformitate cu GOST R 51513-99, echipamentul activ este echipament care conține circuite electronice, primind energie de la rețeaua electrică sau din alte surse și efectuând amplificare, conversie a semnalului și alte funcții. Aceasta înseamnă capacitatea unui astfel de echipament de a procesa semnalul folosind algoritmi speciali. Transmisia de pachete de date are loc în rețele; fiecare pachet de date conține și informații tehnice: informații despre sursa sa, scopul, integritatea informațiilor și altele care permit ca pachetul să fie livrat la destinație. Echipamentul de rețea activ nu numai că captează și transmite semnalul, ci și procesează aceste informații tehnice, redirecționând și distribuind fluxurile de intrare în conformitate cu algoritmii încorporați în memoria dispozitivului. Această caracteristică „inteligentă”, împreună cu alimentarea de la rețea, este un semn distinctiv al echipamentului activ. De exemplu, echipamentul activ include următoarele tipuri de dispozitive:

adaptor de retea- o placă care este introdusă în computer și asigură conexiunea acestuia la LAN

repetitor- un dispozitiv, de obicei cu două porturi, conceput să repete un semnal pentru a mări lungimea unui segment de rețea

hub(hub activ, repetitor multiport) - un dispozitiv cu 4-32 de porturi, folosit pentru a conecta utilizatorii la o rețea

bridge - un dispozitiv cu 2 porturi, folosit de obicei pentru a conecta mai multe grupuri de lucru LAN, permite filtrarea traficului de rețea prin analizarea adreselor de rețea (MAC)

comutator (comutator)- un dispozitiv cu mai multe (4-32) porturi, folosit de obicei pentru a conecta mai multe grupuri de lucru LAN (altfel numit bridge multiport)

router(router) - folosit pentru a combina mai multe grupuri de lucru LAN, vă permite să filtrați traficul de rețea prin analizarea adreselor de rețea (IP)

convertor media- un dispozitiv, de obicei cu două porturi, folosit de obicei pentru a converti mediile de transmisie a datelor (coaxial-twisted pair, twisted pair-fiber)

transceiver de rețea- un dispozitiv, de obicei cu două porturi, folosit de obicei pentru a converti interfața de transfer de date (RS232-V35, AUI-UTP).

Rețineți că unii specialiști nu includ un repetor (repetitor) și un concentrator (hub) în echipamentul activ, deoarece aceste dispozitive pur și simplu repetă semnalul pentru a crește distanța de conectare sau ramificarea topologică și nu îl procesează folosind niciun algoritm. Dar hub-urile gestionate, chiar și cu această abordare, sunt clasificate ca echipamente de rețea active, deoarece pot fi dotate cu o anumită „funcție inteligentă”.

Echipamente de rețea pasive

GOST R 51513-99 definește echipamentele pasive ca fiind echipamente care nu primesc energie de la rețeaua electrică sau alte surse și îndeplinește funcțiile de distribuire sau reducere a nivelurilor de semnal. De exemplu, sistemul de cablare: cablu (coaxial și pereche torsadată), mufă/priză (RG58, RJ45, RJ11, GG45), panou de corelare, cablu coaxial balun (RG-58), etc. De asemenea, la echipamentele pasive se includ uneori traseul cablului echipamente: canale de cabluri, dulapuri de montaj si rafturi, dulapuri de telecomunicatii.

Să aruncăm o privire mai atentă asupra echipamentelor de rețea active:

Caracteristici și specificații adaptoare de rețea

Adaptorul de rețea (Network Interface Card (sau Controller), NIC) împreună cu driverul său implementează al doilea strat de legătură de date al modelului de sisteme deschise (OSI) în nodul final al rețelei - computerul. Mai exact, într-un sistem de operare în rețea, perechea adaptor și driver îndeplinește doar funcțiile straturilor fizice și MAC, în timp ce stratul LLC este de obicei implementat de un modul de sistem de operare care este comun tuturor driverelor și adaptoarelor de rețea. De fapt, așa ar trebui să fie în conformitate cu modelul de stivă de protocol IEEE 802. De exemplu, în Windows NT, nivelul LLC este implementat în modulul NDIS, comun tuturor driverelor adaptoarelor de rețea, indiferent de tehnologia suportată de driver.

Adaptorul de rețea împreună cu driverul efectuează două operațiuni: transmiterea și recepția cadrelor. Transmiterea unui cadru de la un computer la un cablu constă în următorii pași (unii pot lipsi, în funcție de metodele de codificare adoptate):

Recepția cadrului de date LLC prin interfața încrucișată împreună cu informațiile de adresare a stratului MAC. De obicei, comunicarea între protocoalele dintr-un computer are loc prin intermediul bufferelor situate în RAM. Datele care urmează să fie transmise în rețea sunt plasate în aceste buffere prin protocoale niveluri superioare, care le extrag din memorie pe disc sau din memoria cache de fișiere folosind subsistemul I/O sistem de operare.

Formatarea unui cadru de date din stratul MAC în care cadrul LLC este încapsulat (cu steagurile 01111110 eliminate). Completarea adreselor de destinație și sursă, calcularea sumei de control.

Formarea simbolurilor de cod la utilizarea codurilor redundante de tip 4B/5B. Codurile amestecate pentru a obține un spectru mai uniform de semnale. Această etapă nu este utilizată în toate protocoalele - de exemplu, tehnologia Ethernet de 10 Mbit/s se descurcă fără ea.

Ieșirea semnalelor în cablu în conformitate cu codul liniar acceptat - Manchester, NRZI, MLT-3 etc.

Recepția unui cadru de la un cablu la un computer implică următorii pași:

Primirea semnalelor de la cablu care codifică fluxul de biți.

Izolarea semnalelor de zgomot. Această operație poate fi efectuată de diverse cipuri specializate sau procesoare de semnal DSP. Ca urmare, în receptorul adaptorului se formează o anumită secvență de biți, care cu un grad mare de probabilitate coincide cu cea trimisă de transmițător.

Dacă datele au fost amestecate înainte de a fi trimise la cablu, acestea sunt trecute printr-un decriptator, după care simbolurile codului trimise de transmițător sunt restaurate în adaptor.

Verificarea sumei de verificare a cadrului. Dacă este incorect, cadrul este eliminat, iar codul de eroare corespunzător este trimis către protocolul LLC prin interfața inter-strat în partea de sus. Dacă verifica suma este adevărat, atunci un cadru LLC este extras din cadrul MAC și transmis prin interfața interstrat în sus către protocolul LLC. Cadrul LLC este tamponat memorie cu acces aleator.

Distribuția responsabilităților între un adaptor de rețea și driverul său nu este definită de standarde, astfel încât fiecare producător decide această problemă în mod independent. De obicei, adaptoarele de rețea sunt împărțite în adaptoare pentru computerele client și adaptoare pentru servere.

În adaptoarele pentru computerele client, o parte semnificativă a muncii este transferată către driver, făcând adaptorul mai simplu și mai ieftin. Dezavantajul acestei abordări este gradul mare de încărcare a procesorului central al computerului cu munca de rutină la transferul cadrelor din memoria RAM a computerului în rețea. Procesorul central este forțat să facă această muncă în loc să efectueze sarcinile aplicației utilizatorului.

Prin urmare, adaptoarele concepute pentru servere sunt de obicei echipate cu procesoare proprii, care realizează în mod independent cea mai mare parte a muncii de transfer de cadre din RAM în rețea și invers. Un exemplu de astfel de adaptor este adaptorul de rețea SMC EtherPower cu încorporat procesor Intel i960.

În funcție de protocolul implementat de adaptor, adaptoarele sunt împărțite în adaptoare Ethernet, adaptoare Token Ring, adaptoare FDDI etc. Deoarece protocolul Fast Ethernet permite, prin procedura de auto-negociere, selectarea automată a vitezei de funcționare a adaptorului de rețea în funcție de hub-ul de capabilități, multe adaptoare Ethernet suportă astăzi două viteze de operare și au prefixul 10/100 în numele lor. Unii producători numesc această proprietate autosensibilitate.

Adaptorul de rețea trebuie configurat înainte de instalare pe computer. Când configurați un adaptor, specificați de obicei numărul IRQ utilizat de adaptor, numărul canalului DMA (dacă adaptorul acceptă modul DMA) și adresa de bază a porturilor I/O.

Dacă adaptorul de rețea, hardware-ul computerului și sistemul de operare acceptă standardul Plug-and-Play, atunci adaptorul și driverul acestuia sunt configurate automat. În caz contrar, trebuie mai întâi să configurați adaptorul de rețea și apoi să repetați setările de configurare ale acestuia pentru driver. În general, detaliile procedurii de configurare a unui adaptor de rețea și a driverului acestuia depind în mare măsură de producătorul adaptorului, precum și de capacitățile magistralei pentru care este proiectat adaptorul.

Dacă un adaptor de rețea nu funcționează corect, portul său se poate eșua.

Repetitor (repetitor)

Una dintre primele provocări cu care se confruntă orice tehnologie de transport de date este capacitatea de a le transmite pe cea mai lungă distanță posibilă. Mediul fizic își impune propria limitare asupra acestui proces - mai devreme sau mai târziu puterea semnalului scade și recepția devine imposibilă. Dar ceea ce este și mai important este că „forma semnalului” este distorsionată - modelul conform căruia valoarea instantanee a nivelului semnalului se modifică în timp. Acest lucru se întâmplă ca urmare a faptului că firele prin care este transmis semnalul au propria capacitate și inductanță. Câmpurile electrice și magnetice ale unui conductor induc fem în alți conductori (linie lungă).

Obisnuit pentru sisteme analogice câștigul nu este potrivit pentru semnale digitale de înaltă frecvență. Desigur, atunci când îl utilizați, se poate obține un efect mic, dar odată cu creșterea distanței, distorsiunea va distruge rapid integritatea datelor.

Problema nu este nouă, iar în astfel de situații folosesc mai degrabă repetiția semnalului decât amplificarea. În acest caz, dispozitivul de la intrare trebuie să primească semnalul, apoi să-i recunoască forma originală și să-l genereze la ieșire copie exactă. O astfel de schemă, în teorie, poate transmite date către oricare distante lungi(dacă nu țineți cont de particularitățile separării mediului fizic în Ethernet).

Inițial, Ethernet folosea cablu coaxial cu o topologie de magistrală și doar câteva segmente lungi trebuiau conectate împreună. Pentru aceasta, se foloseau de obicei repetoare, care aveau două porturi. Ceva mai târziu, au apărut dispozitive multiport numite concentratoare. Semnificația lor fizică era exact aceeași, dar semnalul restabilit a fost transmis către toate porturile active, cu excepția celui de la care venea semnalul.

Odată cu apariția protocolului 10baseT (pereche răsucită), pentru a evita confuzia terminologică, repetoarele multiport pentru pereche răsucită au început să fie numite concentratoare de rețea (hubs) și repetoare coaxiale - repetoare (repetoare), cel puțin în literatura de limbă rusă. Aceste nume au prins bine rădăcini și sunt acum foarte utilizate pe scară largă.

Hub de rețea

Hub-ul funcționează la primul strat (fizic) al modelului de rețea OSI, retransmite semnalul de intrare de la unul dintre porturi într-un semnal către toate celelalte porturi (conectate), implementând astfel topologia tipică Ethernet autobuz comun, cu împărțirea lățimii de bandă a rețelei între toate dispozitivele și funcționare în modul half-duplex. Coliziunile (adică două sau mai multe dispozitive care încearcă să înceapă transmiterea în același timp) sunt tratate în mod similar Rețele Ethernet pe alte medii - dispozitivele nu mai transmit în mod independent și își reiau încercarea după o perioadă de timp aleatorie; în termeni moderni, un hub unește dispozitivele într-un singur domeniu de coliziune.

Un hub de rețea asigură, de asemenea, funcționarea neîntreruptă a rețelei atunci când un dispozitiv este deconectat de la unul dintre porturi sau cablul este deteriorat, spre deosebire, de exemplu, de o rețea pe un cablu coaxial, care în acest caz nu mai funcționează complet.

Comutator de rețea

Switch-ul stochează în memorie (așa-numita memorie asociativă) un tabel de comutare, care indică corespondența adresei MAC a gazdei cu portul switch-ului. Când comutatorul este pornit, acest tabel este gol și comutatorul este în modul de învățare. În acest mod, datele care ajung pe orice port sunt transmise către toate celelalte porturi ale comutatorului. În acest caz, comutatorul analizează cadrele (cadrele) și, după ce a determinat adresa MAC a gazdei expeditoare, o introduce în tabel pentru o perioadă de timp. Ulterior, dacă unul dintre porturile de comutare primește un cadru destinat unei gazde a cărei adresă MAC este deja în tabel, atunci acest cadru va fi transmis doar prin portul specificat în tabel. Dacă adresa MAC a gazdei de destinație nu este asociată cu niciun port de pe switch, atunci cadrul va fi trimis către toate porturile, cu excepția portului de la care a fost primit. În timp, comutatorul creează un tabel pentru toate adresele MAC active, rezultând trafic localizat. Este de remarcat latența scăzută (întârzierea) și viteza mare de redirecționare pe fiecare port de interfață.

Comutare moduri:

Există trei metode de comutare. Fiecare dintre ele este o combinație de parametri precum latența și fiabilitatea transmisiei.

Cu stocare intermediară (Store și Forward). Comutatorul citește toate informațiile din cadrul, le verifică pentru erori, selectează un port de comutare și apoi îi trimite cadrul.

Tăiat prin. Comutatorul citește doar adresa de destinație din cadru și apoi efectuează comutarea. Acest mod reduce întârzierile de transmisie, dar nu are o metodă de detectare a erorilor.

Fără fragmente sau hibrid. Acest mod este o modificare a modului de trecere. Transmisia se realizează după filtrarea fragmentelor de coliziune (primii 64 de octeți ai cadrului sunt analizați pentru prezența unei erori, iar dacă nu există nicio eroare, cadrul este procesat în modul end-to-end).

Latența „decizie de comutare” este adăugată la timpul necesar unui cadru pentru a intra și a ieși dintr-un port de comutare și împreună determină latența generală a comutatorului.

Router

De obicei, un router folosește adresa de destinație specificată în pachetul de date și determină din tabelul de rutare calea pe care ar trebui să fie trimise datele. Dacă nu există nicio rută descrisă în tabelul de rutare pentru o adresă, pachetul este aruncat.

Există și alte modalități de a determina ruta de redirecționare a pachetelor, folosind, de exemplu, adresa sursă, protocoalele de nivel superior utilizate și alte informații conținute în anteturile pachetelor de la nivelul rețelei. Adesea, routerele pot traduce adresele expeditorului și destinatarului, pot filtra fluxul de date de tranzit pe baza anumitor reguli pentru a limita accesul, cripta/decripta datele transmise etc.

Tabel de rutare conține informații pe baza cărora routerul ia o decizie cu privire la transmiterea ulterioară a pachetelor. Tabelul constă dintr-un anumit număr de intrări - rute, fiecare dintre ele conține adresa rețelei destinatare, adresa următorului nod către care ar trebui să fie transmise pachetele, distanța administrativă - gradul de încredere în sursa rutei, și o anumită pondere a intrării - o metrică. Valorile intrărilor din tabel joacă un rol în calcularea celor mai scurte rute către diverși destinatari. În funcție de modelul de router și de protocoalele de rutare utilizate, tabelul poate conține câteva informații suplimentare de service.

Tabelul de rutare poate fi compilat în două moduri:

Rutare statica- când intrările din tabel sunt introduse și modificate manual. Această metodă necesită intervenția administratorului de fiecare dată când apar modificări în topologia rețelei. Pe de altă parte, este cel mai stabil și necesită un minim de resurse hardware de router pentru a menține tabelul.

rutare dinamică- când intrările din tabel sunt actualizate automat folosind unul sau mai multe protocoale de rutare - RIP, OSPF, IGRP, EIGRP, IS-IS, BGP etc. În plus, routerul construiește un tabel cu căile optime către rețelele de destinație pe baza diferitelor criterii - numărul de noduri intermediare, capacitatea canalului, întârzierea transmisiei datelor etc. Criteriile de calcul a rutelor optime depind cel mai adesea de protocolul de rutare și sunt stabilite și de configurația routerului. Această metodă de construire a unui tabel vă permite să păstrați automat tabelul de rutare actualizat și să calculați rutele optime pe baza topologiei actuale a rețelei. Cu toate acestea, rutarea dinamică pune o sarcină suplimentară asupra dispozitivelor, iar instabilitatea ridicată a rețelei poate duce la situații în care routerele nu au timp să-și sincronizeze tabelele, ceea ce duce la informații contradictorii despre topologia rețelei în diferite părți ale acesteia și la pierderea datelor transmise.

Teoria graficelor este adesea folosită pentru a construi tabele de rutare.

Convertor media

În mod tradițional, în legătură cu tehnologiile de rețea, convertoarele media operează la nivelul 1 al Modelului OSI. În acest caz, este imposibil să convertiți rata de transfer de date între cele 2 medii, iar alte procesări inteligente de date sunt, de asemenea, imposibile. În acest caz, convertoarele media pot fi numite și transceiver. Pe măsură ce tehnologia a avansat, convertoarele media au fost echipate cu inteligență suplimentară pentru a permite dispozitivelor mai vechi să interfațeze cu altele mai noi. Convertoarele media au început să funcționeze la nivelul 2 al modelului OSI și au putut să convertească nu numai mediul, ci și rata de transfer de date, au alte funcții de serviciu, cum ar fi notificarea unei linii de comunicație întrerupte pe partea opusă, controlul fluxul de transfer de date și alte capacități tehnice.

Transceiver de rețea

Transceiver-ul permite unei stații să transmită și să primească de la un mediu de transmisie de rețea comun. În plus, transceiverele Ethernet detectează coliziunile în mediu și asigură izolarea electrică între stații. Transceiverele 10BASE2 și 10BASE5 sunt conectate direct la magistrala comună a mediului de transmisie (cablu). În timp ce primul folosește de obicei un transceiver intern încorporat în circuitul controlerului și un conector T pentru a se conecta la cablu, al doilea (10Base5) folosește un transceiver extern separat și un cablu AUI sau un cablu transceiver pentru a se conecta la controler. 10BASE-F, 10BASE-T, FOIRL folosesc, de obicei, transceiver interne. Trebuie spus că există și transceiver externe pentru 10Base2, 10BaseF, 10baseT și FOIRL, care pot fi conectate separat la portul AUI, fie direct, fie printr-un cablu AUI.

Dacă transceiver-ul este legătura dintre cablurile optice și de cupru, atunci este adesea numit un convertor media.

Managementul si configurarea echipamentelor de comunicatii.

Echipamentul de comutare este împărțit în gestionat și negestionat.

Ne vom uita la hardware-ul administrat.

La configurarea echipamentului, pot fi disponibile următoarele opțiuni:

Numărul liniei de cerere de întrerupere hardware IRQ

Numărul canalului DMA (dacă este acceptat)

adresa de bază I/O

Adresa de bază a memoriei RAM (dacă este utilizată)

suport pentru standarde duplex/half-duplex de auto-negociere, viteza

suport pentru pachetele VLAN etichetate (801.q) cu capacitatea de a filtra pachete cu un anumit ID VLAN

Parametri WON (Wakeupon LAN) În funcție de puterea și complexitatea plăcii de rețea, aceasta poate implementa funcții de calcul (în principal calculul și generarea de checksums3 cadre) fie în hardware, fie în software (prin driverul unei plăci de rețea folosind un procesor central)

Principii de rutare. Metode de generare a tabelelor de rutare. Algoritmi de rutare în rețele IP. protocol RIP. protocol OSPF.

Sarcina de rutare include două sarcini secundare:

Determinarea rutei;

Notificarea rețelei despre ruta selectată.

Stabiliți rutaînseamnă alegerea unei secvențe de noduri de tranzit și a interfețelor acestora prin care datele trebuie transmise pentru a le livra destinatarului. Determinarea unei rute este o sarcină dificilă, mai ales atunci când configurația rețelei este astfel încât există mai multe căi între o pereche de interfețe de rețea comunicante. Cel mai adesea alegerea se face la unu optim după un anumit criteriu de traseu. Criteriile de optimizare pot include, de exemplu, debitul nominal și congestionarea canalelor de comunicație; întârzieri introduse de canale; numărul de noduri intermediare de tranzit; fiabilitatea canalelor și nodurilor de tranzit.

Dar chiar și în cazul în care există doar unu cale, cu o topologie de rețea complexă, găsirea acesteia poate fi o sarcină netrivială.

Ruta poate fi determinată empiric („manual”) de către administratorul de rețea pe baza diferitelor considerente care adesea nu sunt formalizate. Motivele pentru alegerea unei căi pot include cerințe specifice de rețea din diferite tipuri de aplicații, decizia de a direcționa traficul prin rețeaua unui anumit furnizor de servicii, ipoteze despre sarcinile de vârf pe unele legături de rețea sau considerații de securitate.

Cu toate acestea, abordarea empirică pentru determinarea rutelor este de puțin folos pentru o rețea mare cu o topologie complexă. În acest caz, se folosesc metode automate de determinare a rutei. În acest scop, nodurile terminale și alte dispozitive de rețea sunt echipate cu software special care organizează schimbul reciproc de mesaje de serviciu, permițând fiecărui nod să-și formuleze propria „idee” a rețelei. Apoi, pe baza datelor colectate, se determină trasee raționale folosind metode software.

Atunci când alegeți o rută, acestea sunt adesea limitate doar de informații despre topologia rețelei. Această abordare este ilustrată în Fig. 11.1. Pentru a transmite traficul între nodurile terminale A și C, există două rute alternative: A-1-2-3-CȘi A-1-3-C. Dacă luăm în considerare doar topologia, atunci alegerea este evidentă - ruta A-1-3-C, care are mai puține noduri de tranzit.

Orez. 11.1. Selectarea rutei

Soluția a fost găsită prin minimizarea criteriului, care în acest exemplu a fost lungimea traseului, măsurată prin numărul de noduri de tranzit. Cu toate acestea, este posibil ca alegerea noastră să nu fi fost cea mai bună. Figura arată că canalele 1-2 Și 2-3 au un debit de 100 Mbit/s, iar canalul 1-3 - doar 10 Mbit/s. Dacă dorim ca informațiile noastre să fie transmise prin rețea la cea mai rapidă viteză posibilă, atunci ar trebui să alegem o rută A-1-2-3-C, deși trece prin cantitate mare nodurile intermediare. Adică putem spune că traseul A-1-2-3-Cîn acest caz se dovedește a fi „mai scurt”.

Un mod abstract de a măsura gradul de apropiere dintre două obiecte se numește metrică. Astfel, pentru a măsura lungimea unui traseu, pot fi utilizate diferite metrici - numărul de noduri de tranzit, ca în exemplul anterior, lungimea liniară a rutei și chiar costul acesteia în termeni monetari. Pentru a construi o metrică care să ia în considerare debitului, se folosește adesea următoarea tehnică: lungimea fiecărei secțiuni de canal este caracterizată de reciproca capacității sale. Pentru a opera cu numere întregi, se alege o anumită constantă, care este evident mai mare decât capacitatea canalelor din rețea. De exemplu, dacă alegem 100 Mbit/s ca atare constantă, atunci metrica fiecăruia dintre cabluri 1-2 Și 2-3 este egal cu 1 și valoarea canalului 1-3 este 10. Metrica traseului este egală cu suma metricilor canalelor sale constitutive, deci o parte a căii 1-2-3 are metrica 2 și partea alternativă a căii 1-3 - metrica 10. Alegem calea „mai scurtă”, adică calea A-1-2-3-C.

Abordările descrise în alegerea rutelor nu țin cont de gradul actual de congestionare a traficului pe canale. Folosind o analogie cu traficul auto, putem spune că am ales un traseu pe hartă, ținând cont de numărul de orașe intermediare și de lățimea drumului (analog cu capacitatea unui canal), dând prioritate autostrăzilor. Dar nu am ascultat programul de radio sau de televiziune care semnalează congestionarea actuală a traficului. Așa că soluția noastră se dovedește a fi deloc cea mai bună pe parcursul traseului A-1-2-3-C un număr mare de fluxuri sunt deja transmise, iar traseul A-1-3-C practic gratuit.

Odată ce traseul a fost determinat (manual sau automat), trebuie notifica toate dispozitivele din rețea sunt conștiente de acest lucru. Mesajul rutei ar trebui să transmită fiecărui dispozitiv de tranzit ceva de genul: „de fiecare dată când dispozitivul primește date legate de flux P, ar trebui să fie transmise interfeței pentru redirecționare ulterioară F". Fiecare astfel de mesaj de rută este procesat de dispozitiv, rezultând a intrare nouă V masa de comutare.În acest tabel, atributele locale sau globale ale unui flux (de exemplu, o etichetă, un număr de interfață de intrare sau o adresă de destinație) sunt asociate cu numărul interfeței către care dispozitivul ar trebui să transmită date referitoare la acest tabel. curgere.

Tabelul 2.1 este un fragment din tabelul de comutare care conține o intrare făcută pe baza mesajului despre necesitatea transferului unui flux P la interfață F.

Desigur, descrierea detaliată a structurii mesajului de rută și a conținutului tabelului de comutare depinde de tehnologia specifică, dar aceste caracteristici nu schimbă esența proceselor în cauză.

Transmiterea informațiilor către dispozitivele de tranzit despre rutele selectate, precum și determinarea rutei, se pot face manual sau automat. Administratorul de rețea poate repara ruta configurând manual dispozitivul, de exemplu, prin cablarea anumitor perechi de interfețe de intrare și ieșire pentru o lungă perioadă de timp (cum au lucrat „doamnele de la telefon” la primele comutatoare). De asemenea, poate, din proprie inițiativă, să introducă o intrare de rută în tabelul de comutare.

Totuși, întrucât topologia și compoziția fluxurilor de informații se pot modifica (eșecuri ale nodurilor sau apariția de noi noduri intermediare, schimbarea adreselor sau definirea de noi fluxuri), o soluție flexibilă la problemele de determinare și specificare a rutelor presupune analiză constantă starea rețelei și actualizarea rutelor și tabelelor de comutare. În astfel de cazuri, problemele de rutare, de regulă, nu pot fi rezolvate fără software și hardware destul de complexe.

Algoritmi de rutare în rețeleIP

Algoritmii de rutare sunt utilizați pentru a determina calea optimă pentru pachete de la sursă la destinație și sunt baza oricărui protocol de rutare.

Algoritmii de rutare pot fi clasificați în tipuri:

Static sau dinamic. Algoritmii statici reprezintă un set de reguli pentru lucrul cu tabelele de rutare statice care sunt configurate de administratorii de rețea. Ele funcționează bine în cazul traficului previzibil în rețele cu o configurație stabilă. Algoritmii de rutare dinamică se adaptează la schimbarea condițiilor rețelei în timp real. Ei fac acest lucru analizând mesajele de actualizare de rutare primite. Dacă mesajul indică faptul că a avut loc o schimbare în rețea, programele de rutare recalculează rutele și trimit noi mesaje de ajustare a rutare. Asemenea mesaje pătrund în rețea, determinând routerelor să-și ruleze din nou algoritmii și să schimbe tabelele de rutare în consecință. Algoritmii de rutare dinamică pot completa rutele statice acolo unde este cazul.

Cu o singură rută sau cu mai multe rute algoritmi. Unele protocoale complexe de rutare oferă mai multe rute către aceeași destinație. Astfel de algoritmi cu mai multe rute fac posibilă multiplexarea traficului pe mai multe linii; algoritmii cu o singură rută nu pot face acest lucru. Algoritmii cu mai multe rute pot oferi un randament și fiabilitate semnificativ mai mari.

Un singur nivel sau ierarhic algoritmi. Ele diferă prin principiul interacțiunii între ele. Într-un sistem de rutare cu un singur strat, toate routerele sunt egale între ele. ÎN sistem ierarhic rutare, pachetele de date se deplasează de la routere de nivel inferior la routere de bază, care efectuează rutarea de bază. Odată ce pachetele ajung în zona generală a destinației lor, ele sunt intercalate în ierarhie până la gazda destinație.

Algoritmi cu rutarea sursei. În sistemele de rutare sursă, routerele acționează pur și simplu ca dispozitive de stocare și redirecționare pentru pachet, redirecționându-l la următoarea oprire fără niciun gând, presupun că expeditorul calculează și determină însuși întreaga rută. Alți algoritmi presupun că gazda care trimite nu știe nimic despre rute. Când folosesc acest tip de algoritm, routerele determină ruta prin rețea pe baza propriilor calcule.

Intra-domeniu sau între domenii algoritmi. Unii algoritmi de rutare operează numai în cadrul domeniilor; altele - atât în ​​cadrul domeniilor, cât și între ele.

Algoritmi de vector de stare și distanță a canalului. Algoritmii de stare de legătură direcţionează fluxurile de informaţii de rutare către toate nodurile reţelei. Fiecare router trimite doar acea parte din informațiile cunoscute de el, care descrie starea propriilor canale, dar către toate nodurile de rutare. Vectorii distanță necesită ca fiecare router să redirecționeze tot sau o parte din tabelul său, dar numai către vecinii săi.

Dirijarea vectorului de distanță. Protocol intern de rutare RIP

Acest protocol de rutare este conceput pentru rețele relativ mici și relativ omogene. Traseul este caracterizat de un vector de distanță până la destinație. Se presupune că fiecare router este punctul de plecare al mai multor rute către rețelele cu care este asociat. Descrierile acestor rute sunt stocate într-un tabel special numit tabel de rutare. Tabelul de rutare RIP conține o intrare pentru fiecare mașină deservită (pentru fiecare rută). Intrarea trebuie să includă:

Destinatia adresei IP.

Valoarea traseului (de la 1 la 15; numărul de pași până la destinație).

Adresa IP a celui mai apropiat router (gateway) pe drumul către destinație.

Cronometre de traseu.

Periodic (la fiecare 30 de secunde), fiecare router difuzează o copie a tabelului său de rutare către toate routerele învecinate cu care este conectat direct. Routerul de destinație caută în tabel. Dacă în tabel este prezentă o nouă cale sau un mesaj despre o rută mai scurtă, sau există modificări ale lungimii căilor, aceste modificări sunt înregistrate de destinatar în tabelul său de rutare. Protocolul RIP trebuie să poată gestiona trei tipuri de erori:

Trasee ciclice.

Pentru a suprima instabilitățile, RIP-ul ar trebui să utilizeze o valoare mică pentru numărul maxim posibil de pași (nu mai mult de 16).

Distribuția lentă a informațiilor de rutare în rețea creează probleme atunci când situația de rutare se schimbă dinamic (sistemul nu ține pasul cu modificările). O limită metrică mică îmbunătățește convergența, dar nu elimină problema.

Discrepanța dintre tabelul de rutare și situația reală este tipică nu numai pentru RIP, ci este tipică pentru toate protocoalele bazate pe vectorul distanță, unde mesajele de informații de actualizare poartă doar perechi de coduri: adresa destinației și distanța până la aceasta.

Principalul avantaj al algoritmului vector de distanță este simplitatea acestuia. Într-adevăr, în timpul funcționării, routerul comunică numai cu vecinii săi, schimbând periodic copii ale tabelelor sale de rutare cu aceștia. După ce a primit informații despre posibilele rute de la toate nodurile învecinate, routerul selectează calea cu cel mai mic cost și o introduce în tabelul său.

Ruta implicită are adresa 0.0.0.0 (acest lucru este valabil și pentru alte protocoale de rutare). Fiecărei rute i se atribuie un timeout timeout și un colector de gunoi. Timeout timer-ul este resetat de fiecare dată când ruta este inițializată sau ajustată. Dacă au trecut 3 minute de la ultima corecție sau se primește un mesaj că vectorul distanță este 16, ruta este considerată închisă. Dar înregistrarea despre aceasta nu este ștearsă până la expirarea timpului de „colectare a gunoiului” (2 minute). Când apare o rută echivalentă, trecerea la aceasta nu are loc, blocând astfel posibilitatea oscilației între două sau mai multe rute echivalente.

Formatul mesajului protocolului RIP este:

Câmpul de comandă determină selecția conform următorului tabel

Versiune de câmp pentru RIP este 1 (pentru RIP-2 este doi). Camp i suita de protocoale de rețea definește setul de protocoale care sunt utilizate în rețeaua corespunzătoare (pentru Internet acest câmp are valoarea 2).

Distanța câmpului până la rețea i conține un număr întreg de pași (de la 1 la 15) către această rețea. Un mesaj poate conține informații despre 25 de rute. La implementarea RIP, se pot distinge următoarele moduri:

Inițializare, determinarea tuturor interfețelor „live” prin trimiterea de cereri, obținerea tabelelor de rutare de la alte routere. Solicitările de difuzare sunt adesea folosite.

Cerere primita. În funcție de tipul cererii, aceasta este transmisă destinatarului masă plină rutare sau procesare individuală.

Răspuns primit. Tabelul de rutare este în curs de corectare (ștergere, corectare, adăugare).

Corecții regulate. La fiecare 30 de secunde, toată sau o parte din tabelul de rutare este trimisă către toate routerele învecinate. Interogările speciale pot fi trimise și atunci când un tabel este schimbat la nivel local.

Dezavantajele RIP:

RIP nu funcționează cu adresele de subrețea. Dacă ID-ul gazdă normal de Clasa B pe 16 biți nu este 0, RIP nu poate determina dacă porțiunea diferită de zero este un ID de subrețea sau o adresă IP completă.

RIP durează mult timp pentru a restabili comunicarea după o defecțiune a routerului (minute). În procesul de stabilire a unui regim sunt posibile cicluri.

Numărul de pași este important, dar nu singurul parametru de rută, iar 15 pași nu reprezintă limita pentru rețelele moderne.

Algoritmi pentru starea conexiunilor. Protocol OSPF (algoritmul lui Dijkstra)

Protocolul OSPF (Open Shortest Path Firs) este o implementare a algoritmului de stare a legăturii (adoptat în 1991) și are multe caracteristici concepute pentru a fi utilizate în rețele mari eterogene.

Protocolul OSPF calculează rutele pe rețelele IP, păstrând în același timp alte protocoale pentru schimbul de informații de rutare.

Routerele conectate direct sunt numite „vecini”. Fiecare router stochează informații despre starea în care crede că se află vecinul său. Routerul se bazează pe routerele învecinate și le transmite pachetele de date numai dacă are încredere că acestea sunt pe deplin operaționale. Pentru a afla starea conexiunilor, ruterele învecinate schimbă destul de des mesaje scurte HELLO.

Pentru a distribui informații despre starea conexiunii în întreaga rețea, routerele fac schimb de alte tipuri de mesaje. Aceste mesaje se numesc reclame pentru link-uri router - un anunț despre link-urile routerului (mai precis, despre starea legăturilor). Routerele OSPF schimbă nu numai reclamele lor de conexiune, ci și ale altora, primind în cele din urmă informații despre starea tuturor conexiunilor din rețea. Aceste informații formează un grafic al conexiunilor de rețea, care, desigur, este același pentru toate routerele din rețea.

Pe lângă informațiile despre vecini, routerul în reclamă listează subrețelele IP cu care este conectat direct, prin urmare, după primirea informațiilor despre graficul conexiunii la rețea, ruta către fiecare rețea este calculată direct din acest grafic folosind algoritmul lui Dijkstra. Mai precis, routerul calculează calea nu către o anumită rețea, ci către routerul la care este conectată această rețea. Fiecare router are un identificator unic, care este transmis în anunțul de stare a legăturii. Routerul calculează ruta optimă către fiecare rețea adresată, dar își amintește doar primul router intermediar de la fiecare rută. Astfel, rezultatul calculelor rutelor optime este o listă de linii care indică numărul rețelei și identificatorul routerului către care trebuie redirecționat pachetul pentru această rețea. Lista specificată de rute este tabelul de rutare.

Format de pachet OSPF

Există cinci tipuri de pachete OSPF. Toate pachetele OSPF încep cu un antet standard de 24 de octeți.

Versiune (1 octet). Câmpul indică numărul versiunii pachetului de protocol OSPF care utilizează acest pachet.

Tip (1 octet). În funcție de tip, pachetul îndeplinește anumite funcții:

Tip = 1 - Bună ziua Trimis la intervale regulate pentru a stabili și menține relații de vecinătate.

Tip =2 - Descrierea bazei de date Pachetele descriu conținutul bazei de date. Aceste pachete sunt schimbate în timpul inițializării routerelor adiacente, adică a celor cu baze de date topologice identice.

Tip =3 - Solicitare Stare Legătură Solicitare pentru starea legăturii

Tip =4 - Link-State Update Pachete de actualizare Link-state - răspuns la pachetele de solicitare despre starea legăturii.

Tip =5 - Link-Sate Acknowledgement Confirmarea stării legăturii. Confirmă pachetele de ajustare a stării legăturii.

Lungimea pachetului (16 biți). Câmp de lungime a pachetului (în octeți) împreună cu un antet standard.

RouterlD (32 de biți). Câmp ID expeditor.

ArealD (32 de biți). Câmpul identifică zona căreia îi aparține acest pachet.

Sumă de control (16 biți). Câmpul sumă de control al pachetului.

Autentificare (16 biți). Câmp pentru tipul de autentificare. De exemplu, „parolă simplă”. Toate schimburile de protocol OSPF sunt efectuate cu autentificarea expeditorului și a drepturilor acestuia. Tipul de autentificare este setat pe o zonă.

Date de autentificare (64 de biți). Câmpul conține informații de autentificare.

Structuri de cadre și pachete în rețelele de comunicații.

Informațiile din rețelele locale, de regulă, sunt transmise în porțiuni, bucăți separate, numite pachete, cadre sau blocuri în diverse surse. Mai mult, lungimea maximă a acestor pachete este strict limitată (de obicei câțiva kiloocteți). Lungimea pachetului este, de asemenea, limitată de jos (de obicei cu câteva zeci de octeți). Alegerea transmisiei pachetelor implică câteva considerații importante.

Scopul pachetelor și structura acestora

Informațiile din rețelele locale, de regulă, sunt transmise în porțiuni, bucăți separate, numite pachete, cadre sau blocuri în diverse surse. Mai mult, lungimea maximă a acestor pachete este strict limitată (de obicei câțiva kiloocteți). Lungimea pachetului este, de asemenea, limitată de jos (de obicei cu câteva zeci de octeți). Alegerea transmisiei pachetelor este asociată cu mai multe considerații importante: rețeaua locală, așa cum sa menționat deja, trebuie să ofere o comunicare transparentă și de înaltă calitate tuturor abonaților (calculatoarelor) rețelei. Cel mai important parametru este așa-numitul timp de acces la rețea (accesstime), care este definit ca intervalul de timp dintre momentul în care abonatul este gata să transmită (când are ceva de transmis) și momentul începerii acestei transmisii. Acesta este timpul în care abonatul așteaptă începerea transmisiei. Desigur, nu ar trebui să fie prea mare, altfel valoarea vitezei reale, integrale, a transferului de informații între aplicații va scădea foarte mult chiar și cu comunicarea de mare viteză. Așteptarea începerii transmisiei se datorează faptului că mai multe transmisii nu pot avea loc simultan în rețea (cel puțin cu topologii magistrală și inel). Există întotdeauna un singur emițător și un singur receptor (mai rar, mai multe receptoare). În caz contrar, informațiile de la diferiți transmițători sunt amestecate și distorsionate. În acest sens, abonații își transmit informațiile unul câte unul. Și fiecare abonat, înainte de a începe transmisia, trebuie să își aștepte rândul. Acest timp de așteptare a rândului este timpul de acces, dacă toate informațiile solicitate ar fi transmise de către un abonat imediat, continuu, fără împărțire în pachete, aceasta ar duce la o preluare exclusivă a rețelei de către acest abonat pentru o perioadă destul de lungă. Toți ceilalți abonați ar trebui să aștepte sfârșitul transferului tuturor informațiilor, care în unele cazuri ar putea necesita zeci de secunde sau chiar minute (de exemplu, la copierea conținutului unui întreg hard disk). Pentru a egaliza drepturile tuturor abonaților, precum și pentru a face ca timpul de acces la rețea și rata de transfer a informațiilor integrale aproximativ aceleași pentru toți, se folosesc pachete (cadre) de lungime limitată. De asemenea, este important ca atunci când se transmit cantități mari de informații, probabilitatea apariției erorilor datorate interferențelor și defecțiunilor este destul de mare. De exemplu, cu probabilitatea unei singure erori de 10-8 tipice pentru rețelele locale, un pachet cu o lungime de 10 Kbit va fi distorsionat cu o probabilitate de 10-4, iar o matrice cu o lungime de 10 Mbit va fi distorsionat cu o probabilitate de 10-1. În plus, identificarea unei erori într-o matrice de câțiva megaocteți este mult mai dificilă decât într-un pachet de câțiva kiloocteți. Și dacă este detectată o eroare, va trebui să repetați transferul întregii matrice mari. Dar chiar și atunci când se retransmite o matrice mare, probabilitatea unei erori este din nou mare și acest proces poate fi repetat la infinit dacă matricea este prea mare. Pe de altă parte, pachetele relativ mari au avantaje față de pachetele foarte mici, de exemplu, față de transmisia de informații octet cu octet (8 biți) sau cuvânt cu cuvânt (16 biți sau 32 biți). Faptul este că fiecare pachet , pe lângă datele reale care trebuie transmise, trebuie să conțină o anumită cantitate de informații de serviciu. În primul rând, acestea sunt informații despre adresă, care determină de la cine și cui se transmite un anumit pachet (ca pe un plic poștal - adresele destinatarului și ale expeditorului). Dacă porțiunea de date transmise este foarte mică (de exemplu, câțiva octeți), atunci cota de informații de serviciu va deveni prohibitiv de mare, ceea ce va reduce brusc viteza integrală a schimbului de informații prin rețea.

Există o anumită lungime optimă de pachet (sau o gamă optimă de lungimi de pachete) la care viteza medie a schimbului de informații prin rețea va fi maximă. Această lungime nu este o valoare constantă; depinde de nivelul de interferență, metoda de control al traficului, numărul de abonați la rețea, natura informațiilor transmise și mulți alți factori. Există o gamă de lungimi care este aproape de optim.

Astfel, procesul de schimb de informații în rețea este o alternanță de pachete, fiecare dintre acestea conținând informații transmise de la abonat la abonat.

Transferul de pachete printr-o rețea între doi abonați

Desen. 12.1. Transferul de pachete printr-o rețea între doi abonați.

Într-un caz special (Fig. 12.1), toate aceste pachete pot fi transmise de către un abonat (când alți abonați nu doresc să transmită). Dar, de obicei, rețeaua alternează pachetele trimise de diferiți abonați (Fig. 12.2).

Figura 12.2. Transferul de pachete printr-o rețea între mai mulți abonați

Structura și dimensiunea unui pachet din fiecare rețea sunt strict determinate de standardul pentru o anumită rețea și sunt asociate, în primul rând, cu caracteristicile hardware ale unei rețele date, topologia selectată și tipul de mediu de transmitere a informațiilor. În plus, acești parametri depind de protocolul utilizat (ordinea schimbului de informații).

Dar există câteva principii generale pentru formarea structurii unui pachet care iau în considerare caracteristicile schimbului de informații prin orice rețele locale.

Desen12.3 . Structura tipică a pachetului

Un model de biți de pornire sau un preambul care oferă configurarea preliminară a adaptorului sau a altui dispozitiv hardware de rețea pentru a primi și procesa pachetul. Acest câmp poate fi complet absent sau redus la un singur bit de pornire.

Adresa de rețea (identificatorul) abonatului care primește, adică un număr individual sau de grup atribuit fiecărui abonat receptor din rețea. Această adresă permite receptorului să recunoască un pachet care îi este adresat personal, unui grup din care este membru sau tuturor abonaților rețelei simultan (în cazul difuzării largă).

Adresa de rețea (identificatorul) abonatului care transmite, adică un număr individual atribuit fiecărui abonat care transmite. Această adresă informează abonatul destinatar de unde provine pachetul. Includerea adresei transmițătorului în pachet este necesară în cazul în care un receptor poate primi alternativ pachete de la diferiți transmițători.

Informații de serviciu care pot indica tipul pachetului, numărul, dimensiunea, formatul, ruta de livrare a acestuia, ce trebuie să facă receptorul cu el etc.

Datele (câmpul de date) sunt informațiile pentru care pachetul este utilizat pentru a transmite. Spre deosebire de toate celelalte câmpuri ale pachetului, câmpul de date are o lungime variabilă, care, de fapt, determină lungimea totală a pachetului. Există pachete speciale de control care nu au un câmp de date. Ele pot fi considerate comenzi de rețea. Pachetele care includ un câmp de date sunt numite pachete de informații. Pachetele de control pot îndeplini funcția de a începe și a încheia o sesiune de comunicare, de a confirma primirea unui pachet de informații sau de a solicita pachet informativ etc.

Suma de verificare a pachetului este un cod numeric generat de transmițător conform anumitor reguli și care conține informații despre întregul pachet într-o formă restrânsă. Receptorul, repetând calculele făcute de emițător cu pachetul primit, compară rezultatul acestora cu suma de control și face o concluzie despre corectitudinea sau eroarea transmisiei pachetului. Dacă pachetul este eronat, receptorul solicită ca acesta să fie retransmis. În mod obișnuit, este utilizată o sumă de control ciclică (CRC).

Combinația de oprire servește la informarea echipamentului abonatului receptor despre sfârșitul pachetului și asigură că echipamentul receptorului iese din starea de recepție. Acest câmp poate fi absent dacă se folosește un cod de auto-sincronizare pentru a determina când pachetul s-a încheiat transmisia.

Figura 12.4. Atașarea unui cadru la un pachet

Adesea, în structura pachetului se disting doar trei câmpuri:

Câmpul de control inițial al pachetului (sau antetul pachetului), adică un câmp care include combinația de pornire, adresele de rețea ale receptorului și emițătorului, precum și informații despre serviciu.

Câmp de pachete de date.

Câmpul de control final al pachetului (concluzie, trailer), care include o sumă de control și o combinație de oprire, precum și eventual informații de serviciu.

După cum sa menționat deja, pe lângă termenul „pachet”, și termenul „cadru” se găsește adesea în literatură. Uneori, acești termeni înseamnă același lucru. Dar uneori se presupune că cadrul și pachetul sunt diferite. Mai mult, nu există nicio unitate în explicarea acestor diferențe.Unele surse susțin că cadrul este încorporat într-un pachet. În acest caz, toate câmpurile listate ale pachetului, cu excepția combinației de preambul și oprire, aparțin cadrului (Fig. 12.4). De exemplu, descrierile rețelei Ethernet spun că începutul unui cadru este transmis la sfârșitul preambulului, alții, dimpotrivă, susțin ideea că pachetul este imbricat într-un cadru. Și atunci un pachet înseamnă doar informațiile conținute într-un cadru care este transmis prin rețea și dotat cu câmpuri de servicii.Pentru a evita confuziile, în această carte termenul „pachet” va fi folosit ca fiind mai ușor de înțeles și universal. În timpul unei sesiuni de informare schimb prin rețea între emițător și Abonații receptori fac schimb de informații și pachete de control conform regulilor stabilite, numite protocol de schimb. Acest lucru permite transmiterea fiabilă a informațiilor la orice intensitate de schimb prin rețea.

La Expocentre puteți vizita un număr mare de expoziții. Inclusiv expoziția „Comunicare”, care va vorbi despre o mare varietate de tehnologii și rețele de telecomunicații. În plus, se va putea găsi echipamente de rețea active și pasive, află care este diferența dintre ele și de ce este necesar.

În cele din urmă, acest lucru este util pentru fiecare dintre noi, deoarece trăim printre ei și folosim în mod activ toate tehnologiile, dar avem doar o idee aproximativă despre cum funcționează totul.

Ce este echipamentul de rețea?

Acest echipament include tot ceea ce este folosit pentru a transmite diferite semnale între dispozitive sau pentru a le elibera în rețea.

Toate echipamentele sunt împărțite în grupuri uriașe, fiecare având propriul său scop specific și îl îndeplinește în mod constant. Detaliile și anumite modele pot fi îmbunătățite în fiecare an, dar principiul rămâne neschimbat mult timp.

Acum această listă de grupuri arată cam așa:

• Sisteme de comutare. Și anume, toate momentele și detaliile care sunt responsabile pentru conectarea a doi abonați.


• Sisteme de comunicații prin satelit, canale prin satelit, care oferă comunicații de înaltă calitate în întreaga lume.


• Echipamentul de telecomunicații al abonatului, adică echipamentul personal al fiecărui utilizator, linie care i-a fost atribuită.


• Echipamente de transmisie a datelor.

Toate acestea sunt folosite de toată lumea în același timp omul modern, și uneori chiar în mai multe forme diferite simultan. Nu ne putem imagina viața fără astfel de caracteristici; vrem să putem comunica cu ușurință, să primim informații și să le transmitem noi înșine.

Varietate de echipamente de rețea

Întreaga varietate de echipamente de rețea active și pasive este redusă la trei opțiuni diferite.

În primul rând, acestea sunt telefoane fixe, care sunt aproape de domeniul trecutului, dar, cu toate acestea, telefonia continuă să existe și este folosită foarte activ de unii.

Al doilea punct devine conexiune mobilă. Similar telefoane mici Acum chiar și copiii îl au, iar echipamentele de rețea active și pasive permit tuturor să se conecteze instantaneu cu interlocutorul lor.

Internetul este, de asemenea, utilizat activ acum, care este cea mai populară rețea în acest moment pentru comunicare și obținere de informații.

Există o cantitate imensă de echipamente în sine, în funcție de echipamentul specific. Cu toate acestea, toate acestea sunt împărțite în echipamente de rețea active și pasive, iar aceste două grupuri diferă unul de celălalt.

Echipament activ

Printre cantitatea uriașă de echipamente, echipamentele active includ switch-uri, hub-uri, adaptoare, routere, servere de imprimare și multe altele. Pasivul constă din prize, diverse cabluri, conectori și articole similare.

De remarcat este faptul că activul este cel care asigură transferul de date, fie că este vorba de comunicare sau pur și simplu vizionarea știrilor, indiferent de canalul și tehnologia care este folosită pentru aceasta, un computer sau un telefon.

Echipamentul de rețea activ este responsabil pentru a se asigura că toate informațiile sunt sortate în pachete și că toate pachetele sunt strict separate de-a lungul canalelor necesare. Datorită încărcăturii enorme, astfel de tehnologii trebuie să poată crea independent un canal dacă este necesar.

Apropo, pentru a proteja echipamentul utilizatorului de defecțiuni, aceleași dispozitive diferite asigură distribuția sarcinii la primirea și trimiterea pachetelor.

Echipamentele de rețea pasive sunt formate dintr-un traseu și o cale, respectiv cabluri și, respectiv, prize. Ambele echipamente asigură conexiuni, dar căi diferite Cu toate acestea, o specie pur și simplu nu ar putea exista fără cealaltă.

Echipamentele moderne de rețea active și pasive sunt demonstrate la expoziția anuală SVIAZ.

Echipament pt retea locala- aceasta este o listă solidă a diferitelor elemente și dispozitive interconectate necesare funcționării și. În primul rând, acestea sunt servere de rețea, stații de lucru, routere, comunicatoare, cabluri, punți. Toate acestea și mult mai general asigură o funcționare extrem de productivă și neîntreruptă a rețelei, așa că nu se poate spune că cutare sau cutare echipament pentru rețeaua locală este mai important decât altele.

Principalele tipuri de echipamente pentru o rețea locală și sarcinile sale funcționale

Într-un mediu profesional, se obișnuiește să se identifice câteva dintre cele mai importante noduri cheie ale unei rețele de calculatoare locale:

• Servere. Acestea sunt cele mai puternice computere, „creierele” rețelei LAN. Sarcinile lor principale includ stocarea fișierelor, furnizarea de acces partajat la date, monitorizarea securității sistemului, managementul rețelei etc.
• Cabluri și fire. Acesta este „sistemul circulator” al rețelei LAN, prin care semnalele electrice ale computerului sunt transmise altor „organe” ale rețelei. Nicio rețea de calculatoare nu poate funcționa fără fire. Desigur, există și cale fără fir transmisia de date, cu toate acestea, acestea sunt aceleași căi cu fir, doar virtuale. În plus, niciun profesionist nu s-ar gândi să construiască o rețea bazată pe Wi-Fi, care este inițial doar o modalitate „aplicată” de a crea conexiuni între stațiile de lucru.
• Dulapurile de distribuție, prizele, panourile de patch sunt un fel de „depozit” pentru acumularea (comutația) de fire.
• telefonie IP. Dacă în urmă cu doar câțiva ani telefoanele ar fi clasificate în reteaua telefonica, atunci acum nu este doar un dispozitiv primitiv, ci și un fel de computer. De aceea telefoane moderne cu funcții avansate, de exemplu, telefoane video sau mini-PBX, și-au luat propriul loc în lista de echipamente pentru rețeaua locală.
• Echipamente active - comutatoare, modemuri, gateway etc. - dispozitive de separare sau amplificare a semnalului, acces la Internet etc.
• Echipamentele terminale sunt computerele utilizatorului și dispozitivele periferice (imprimante, scanere, faxuri etc.) - componente conectate la rețea care necesită întreținere constantă.
• Și, în cele din urmă, echipamentele de rețea locală includ dispozitive care furnizează alimentare neîntreruptă principalelor componente ale rețelei.

Specialiştii Flylink vor dezvolta şi

Echipamentele de rețea includ toate dispozitivele care conectează computerele într-un singur spațiu pentru schimbul și utilizarea informațiilor, precum și partajarea PC.

Caracteristici ale echipamentelor de rețea pentru crearea rețelelor

Pentru a crea un singur mediul informațional Orice companie trebuie să construiască o rețea locală, care are o serie de avantaje, printre care:

• continuitatea accesului personalului la resursele comune ale companiei;


• asigurarea utilizării în comun a echipamentelor de birou;


• ușurința de a adăuga noi echipamente sau de a crea locuri de muncă suplimentare;


• creșterea securității informațiilor comerciale.

Pentru ca utilizatorii să se bucure liber de toate beneficiile de mai sus, rețeaua locală trebuie:

• să fie ușor de gestionat;
• protejați în mod fiabil toate informațiile împotriva amenințărilor interne și externe;


• fi adaptat la aparate moderneși cabluri;


• au canale de rezervă și potențial de optimizare și extindere disponibile.

Pentru a conecta computere la o rețea locală, trebuie să vă asigurați că aveți echipamente de rețea de înaltă calitate.

Echipamentele de rețea includ:

• routere (routere sau modemuri);


• întrerupătoare;


• concentratoare;


• repetoare;


• panouri de corecție și multe altele.

În funcție de scopul său, echipamentele de rețea efectuează diverse acțiuni. De exemplu, un router sau modem este folosit pentru a transmite un semnal către abonații care sunt conectați la rețea. Punctele de acces sunt folosite pentru a extinde aria de acoperire.

Ca echipament suplimentar la crearea rețelelor locale, pot fi folosite antene speciale care pot amplifica semnalul primit.

Calitatea comunicării și capacitățile întregului grup de utilizatori depind complet de calitatea rețelei, așa că alegerea echipamentelor trebuie abordată în mod responsabil.

În ciuda faptului că acum există multe companii care își oferă echipamentele, este mai bine să folosiți un singur producător pentru a construi o rețea locală.

Dacă echipamentele sunt achiziționate de la diferite companii, există riscul ca unele dintre dispozitive să nu poată comunica între ele.

Nu are rost să economisiți atunci când alegeți echipamente de rețea, deoarece calitatea comunicării și funcționarea neîntreruptă a întregii rețele vor depinde în întregime de calitatea acesteia.

Echipamente active și pasive

Toate echipamentele de rețea sunt împărțite în două tipuri: active și pasive. Echipamentele de rețea active includ dispozitive precum hub-uri, routere, comutatoare și multe altele, în timp ce echipamentele de rețea pasive includ prize, conectori, cabluri și alte articole similare.

Echipamentul activ este necesar pentru a asigura transmiterea datelor, iar echipamentul pasiv este necesar pentru ca toate dispozitivele să funcționeze.

Indiferent de ce fel de echipament activ sau pasiv este necesar pentru a asigura o conexiune, aceste tipuri de dispozitive nu pot funcționa unele fără altele.

Echipamente de rețea ale rețelelor locale de calculatoare

În zilele noastre există un număr mare de elemente ale echipamentelor de rețea pentru rețelele locale de calculatoare.

Cele mai frecvent utilizate elemente sunt:

• Routerele sunt dispozitive speciale care iau decizii pe baza anumitor reguli sau pe baza datelor din tabelele de rutare despre trimiterea pachetelor.


• Switch-urile sunt procesoare specializate care procesează pachete pentru fiecare port.


• Modemurile sunt dispozitive care asigură contactul cu alte stații de lucru. Contactul se stabilește printr-o rețea telefonică sau prin cablu.


• Concentratoarele sau hub-urile sunt necesare pentru a combina dispozitivele într-un singur segment. Conexiunea se face prin cablu.

Orice Hardware rețeaua locală de calculatoare trebuie să fie echipată cu o parte server și client. Serverul în acest caz este computer puternic, care are o importanță enormă de rețea. Funcțiile sale sunt de a servi utilizatorii, de a procesa coduri și de a stoca informații.

Serverul trebuie să fie situat într-o cameră răcoroasă separată și numai administratorii de sistemși liderii companiei.

Echipamente de rețea multiservicii

Cel mai recent progres în domeniul comunicațiilor este rețeaua multiservicii, care asigură transmisia de date într-un mediu fizic. Serviciile oferite de rețeaua multiservicii includ televiziune, internet, învățământ la distanță, telefonie, securitate, alarme și multe altele.

Echipamentele de rețea multiservicii includ următoarele:

• teleporturi - sunt necesare pentru crearea, transmiterea, prelucrarea și gestionarea datelor;


• rețele de transport – utilizate pentru transmiterea datelor. Acestea constau din cabluri de fibră optică și se conectează direct la teleporturi sau clustere;


• Clusterele sunt grupuri speciale de utilizatori care fac parte dintr-o rețea de distribuție interactivă.

Echipamente de rețea de comunicații

Stațiile de bază sunt considerate componenta principală a rețelelor de comunicații. Sunt necesare pentru a transmite un semnal către abonați. Direct către stație de bază Sunt incluse toate celelalte elemente care sunt necesare pentru funcționarea sa lină și corectă.

Stațiile de bază pot fi cu fir sau fără fir. Datorită acestui lucru, este posibil să instalați o stație de bază peste tot și să stabiliți comunicarea cu centrul de control.

Echipamente pentru retele optice

Rețelele optice au devenit recent foarte populare. Acest lucru se datorează nu numai costului scăzut al echipamentelor, ci și calitate superioară transmiterea datelor.

În funcție de tip, rețelele optice sunt fie analogice, fie digitale.

Echipamentele pentru rețele optice sunt împărțite în pasive și active.

Echipamentul pasiv include diverse elemente de conectare, splitere, cuplaje și alte elemente necesare pentru configurare, iar echipamentul activ include toate celelalte echipamente care procesează și distribuie pachete de date.

Echipamente de retea electrica

O atenție deosebită se acordă echipamentului rețelelor electrice. Condiția principală aici este siguranța și funcționarea neîntreruptă, astfel încât pentru fiecare nod sunt selectate componente exclusiv specializate. Un astfel de echipament include diverse întrerupătoare, întrerupătoare, siguranțe, scurtcircuite, separatoare și întrerupătoare de împământare.

Conectarea echipamentelor auxiliare la rețeaua electrică

Racordarea echipamentelor auxiliare la reteaua electrica se realizeaza de catre specialisti care au grupa III care opereaza aceasta retea electrica.

La conectare, trebuie să verificați completitatea și fiabilitatea elementelor de fixare, cablurilor, mufelor, pieselor carcasei, capacelor de protecție, funcționarea corectă a comutatorului și efectuați teste, precum și funcționalitatea circuitelor de împământare.

Echipamente electrice ale centralelor și rețelelor electrice

O atenție deosebită se acordă echipamentelor electrice ale centralelor și rețelelor electrice.

Un astfel de echipament include:

• generatoare;


• compensatoare sincrone;


• motoare electrice;


• transformatoare de putere;


• rectori de derivație de ulei;


• dispozitive de distribuție;


• instalatii de baterii si condensatoare;


• linii electrice aeriene, linii de cablu de alimentare;


• protectie cu relee, automatizari electrice, diverse dispozitive de impamantare;


• instalatii de iluminat si electroliza.

Întreținerea rețelelor electrice și a echipamentelor substațiilor electrice

La exploatarea rețelelor electrice și a substațiilor, trebuie efectuate lucrări la acestea întreținere. Această activitate este necesară pentru a menține operabilitatea și detectarea la timp a defecțiunilor.

O astfel de muncă include:

• runde lunare și inspecții;


• inspecții extraordinare, care trebuie efectuate după accidente, inundații, înghețuri sau incendii în apropierea instalației;


• teste preventive.

Sistem de întreținere preventivă programată a echipamentelor și rețelelor de energie industrială

În structura oricărei întreprinderi, serviciul energetic are o semnificație responsabilă și specifică. În primul rând, asigură pe deplin o alimentare neîntreruptă și sigură a tuturor resurselor energetice.

Pentru a preveni diverse defecțiuni, este necesar să se efectueze sistematic întreținerea preventivă a echipamentelor. Pentru a face acest lucru, este necesar să aveți grijă de crearea unui sistem de control pentru echipamente și rețele energetice industriale.

Sistemul PPR este un set de măsuri pentru întreținerea și repararea echipamentelor și rețelelor.

Producători și furnizori de echipamente de rețea

În prezent, există multe companii care produc echipamente de rețea.

„4aFora” - această companie produce convertoare media cunoscute și module SFP. Produsele acestei companii se disting nu numai prin calitatea lor, ci și prin prețurile lor destul de rezonabile pentru echipamente.

„A-GEAR” - compania produce echipamente active și pasive, precum și plăci de rețea, transceiver și multe altele. Echipamentul se distinge nu numai prin gama sa uriașă, ci și prin calitatea sa excelentă.

"Acer" - această companie a produs de înaltă calitate echipamente informaticeși produse aferente.

„AEG” - această marcă germană este familiară lumii întregi de destul de mult timp. Compania este angajată în producția de echipamente pentru backup și sursă de alimentare neîntreruptibilă, stabilizatori diversi si alte echipamente pentru retele.

Alcatel-Lucent este o companie care produce echipamente informatice și de telecomunicații. Organizația s-a impus ca producător de echipamente de rețea la prețuri accesibile.

Echipamente moderne pentru retele: locale, globale, informatice, optice, electrice; sunt demonstrate la expoziţia anuală „Comunicare”.

Acest articol este dedicat elementele de bază ale rețelei locale, aici vor fi abordate următoarele subiecte:

• Conceptul de rețea locală;
• Dispozitiv de rețea locală;
• Echipamente pentru retea locala;
• Topologie de rețea;
• protocoale TCP/IP;
• adresare IP.

Conceptul de rețea locală

Net - un grup de calculatoare conectate între ele folosind echipamente speciale care permit schimbul de informații între ele. Conexiunea dintre două computere poate fi directă ( conexiune punct la punct) sau folosind noduri de comunicare suplimentare.

Există mai multe tipuri de rețele, iar o rețea locală este doar una dintre ele. O rețea locală este, în esență, o rețea utilizată într-o singură clădire sau spațiu individual, cum ar fi un apartament, pentru a permite computerelor și programelor utilizate în interiorul lor să comunice. Rețelele locale situate în clădiri diferite pot fi conectate între ele folosind canale de comunicație prin satelit sau rețele de fibră optică, ceea ce face posibilă crearea unei rețele globale, de ex. o rețea care include mai multe rețele locale.

Internetul este un alt exemplu de rețea care a devenit de mult timp la nivel mondial și omniprezentă, conținând sute de mii de rețele diferite și sute de milioane de computere. Indiferent de modul în care accesați Internetul, printr-un modem, conexiune locală sau globală, fiecare utilizator de Internet este efectiv un utilizator de rețea. O mare varietate de programe sunt folosite pentru a naviga pe Internet, cum ar fi browsere de internet, clienți FTP, programe de e-mail și multe altele.

Un computer care este conectat la o rețea se numește stație de lucru ( Stație de lucru). De regulă, o persoană lucrează cu acest computer. Există și computere în rețea la care nimeni nu lucrează. Sunt folosite ca centre de control în rețea și ca dispozitive de stocare a informațiilor. Astfel de computere se numesc servere,
Dacă computerele sunt situate relativ aproape unele de altele și conectate folosind adaptoare de rețea de mare viteză, atunci astfel de rețele se numesc rețele locale. Când utilizați o rețea locală, computerele sunt de obicei situate în aceeași cameră, clădire sau în mai multe case din apropiere.
Pentru a conecta computere sau rețele locale întregi care sunt situate la o distanță considerabilă unele de altele, se folosesc modemuri, precum și dedicate sau canale prin satelit comunicatii. Astfel de rețele sunt numite globale. De obicei, viteza de transfer de date în astfel de rețele este mult mai mică decât în ​​cele locale.

dispozitiv LAN

Există două tipuri de arhitectură de rețea: peer-to-peer ( De la persoană la persoană) și client/server ( Client server), Pe acest moment Arhitectura client/server a înlocuit practic arhitectura peer-to-peer.

Dacă se utilizează o rețea peer-to-peer, atunci toate computerele incluse în ea au aceleași drepturi. În consecință, orice computer poate acționa ca un server care oferă acces la resursele sale sau ca un client care utilizează resursele altor servere.

Într-o rețea construită pe o arhitectură client/server, există mai multe computere principale - servere. Calculatoarele rămase care fac parte din rețea se numesc clienți sau stații de lucru.

Server - este un computer care deservește alte computere din rețea. Există diverse tipuri de servere, care diferă unele de altele prin serviciile pe care le oferă; servere de baze de date, servere de fișiere, servere de imprimare, servere de mail, servere web etc.

Arhitectura peer-to-peer a devenit larg răspândită în birourile mici sau în rețelele locale de acasă. În cele mai multe cazuri, pentru a crea o astfel de rețea, veți avea nevoie de câteva computere care sunt echipate cu plăci de rețea și un cablu. Folosit ca cablu pereche răsucită a patra sau a cincea categorie. Perechea răsucită își primește numele deoarece perechile de fire din interiorul cablului sunt răsucite ( astfel se evită interferențele și influențele externe). Puteți găsi încă rețele destul de vechi care folosesc cablu coaxial. Astfel de rețele sunt învechite, iar viteza de transmitere a informațiilor în ele nu depășește 10 Mbit/s.

După ce rețeaua a fost creată și calculatoarele sunt conectate, trebuie să configurați toți parametrii necesari în mod programatic. În primul rând, asigurați-vă că computerele pe care le conectați au sisteme de operare care acceptă rețea ( Linux, FreeBSD, Windows)

Toate computerele dintr-o rețea peer-to-peer sunt unite în grupuri de lucru care au propriile nume ( identificatori).
În cazul unei arhitecturi de rețea client/server, controlul accesului se realizează la nivel de utilizator. Administratorul are posibilitatea de a permite accesul la resursă doar anumitor utilizatori. Să presupunem că vă puneți imprimanta disponibilă pentru utilizatorii rețelei. Dacă nu doriți ca nimeni să imprime pe imprimanta dvs., atunci ar trebui să setați o parolă pentru a lucra cu această resursă. Cu o rețea peer-to-peer, oricine vă cunoaște parola poate obține acces la imprimanta dvs. Într-o rețea client/server, puteți restricționa anumitor utilizatori să utilizeze imprimanta, indiferent dacă cunosc parola sau nu.

Pentru a obține acces la o resursă dintr-o rețea locală construită pe o arhitectură client/server, utilizatorul trebuie să introducă un nume de utilizator (Login) și o parolă (Parolă). Trebuie remarcat faptul că numele de utilizator este informații deschise, iar parola este confidențială.

Procesul de verificare a unui nume de utilizator se numește autentificare. Procesul de verificare dacă parola introdusă se potrivește cu numele de utilizator este autentificarea. Împreună, identificarea și autentificarea constituie procesul de autorizare. Adesea termenul " autentificare„ – folosit în sens larg: pentru a indica autentificarea.

Din tot ce s-a spus, putem concluziona că singurul avantaj al arhitecturii peer-to-peer este simplitatea și costul redus. Rețelele client/server oferă mai mult nivel inalt viteză și protecție.
Destul de des, același server poate îndeplini funcțiile mai multor servere, de exemplu, un server de fișiere și un server web. Desigur, numărul total de funcții pe care serverul le va îndeplini depinde de încărcare și de capacitățile acestuia. Cu cât puterea serverului este mai mare, cu atât poate deservi mai mulți clienți și poate oferi mai multe servicii. Prin urmare, un computer puternic cu o cantitate mare de memorie și un procesor rapid este aproape întotdeauna atribuit ca server ( De regulă, sistemele multiprocesor sunt folosite pentru a rezolva probleme grave)

Echipamente pentru retea locala

În cel mai simplu caz, plăcile de rețea și un cablu sunt suficiente pentru a opera rețeaua. Dacă trebuie să creați o rețea destul de complexă, veți avea nevoie de echipamente speciale de rețea.

Cablu

Calculatoarele dintr-o rețea locală sunt conectate folosind cabluri care transmit semnale. Un cablu care conectează două componente de rețea ( de exemplu, două computere), se numește segment. Cablurile sunt clasificate în funcție de valorile posibile ale vitezei de transfer a informațiilor și de frecvența defecțiunilor și erorilor. Există trei categorii principale de cabluri cel mai frecvent utilizate:

• Pereche răsucită;
• Cablu coaxial;
• Cablu de fibra optica,

În zilele noastre este cel mai utilizat pentru construirea de rețele locale. pereche răsucită. În interior, un astfel de cablu este format din două sau patru perechi de sârmă de cupru răsucite împreună. Twisted pair are, de asemenea, propriile sale soiuri: UTP ( Unshielded Twisted Pair - pereche răsucită neecranată) și STP ( Shielded Twisted Pair - pereche răsucită ecranată). Aceste tipuri de cabluri sunt capabile să transmită semnale pe o distanță de aproximativ 100 m. De regulă, UTP este utilizat în rețelele locale. STP are o jachetă din fire de cupru împletită care are un nivel mai ridicat de protecție și calitate decât mantaua de cablu UTP.

În cablul STP, fiecare pereche de fire a fost ecranată suplimentar ( se inveleste intr-un strat de folie), care protejează datele transmise de interferențe externe. Această soluție vă permite să susțineți viteze mari transmisie pe distanțe mai mari decât atunci când utilizați un cablu UTP. Cablul cu pereche răsucită este conectat la computer folosind un conector RJ-45 ( Înregistrat Jack 45), care seamănă foarte mult cu o mufă telefonică RJ-11 ( Regi-steredjack). Cablul cu pereche torsadată este capabil să asigure funcționarea în rețea la viteze de 10.100 și 1000 Mbit/s.

Cablu coaxial constă dintr-un fir de cupru acoperit cu izolație, împletitură metalică de ecranare și o manta exterioară. Firul central al cablului transmite semnale în care datele au fost convertite anterior. Un astfel de fir poate fi solid sau multinucleu. Două tipuri sunt utilizate pentru a organiza o rețea locală cablu coaxial: ThinNet ( subțire, 10Base2) și ThickNet ( gros, 10Base5). În acest moment, rețelele locale bazate pe cablu coaxial practic nu sunt găsite.

In nucleu cablu de fibra optica Există fibre optice (ghizi de lumină), prin care datele sunt transmise sub formă de impulsuri de lumină. Nu sunt transmise semnale electrice printr-un cablu de fibră optică, astfel încât semnalul nu poate fi interceptat, ceea ce elimină practic accesul neautorizat la date. Cablul de fibră optică este utilizat pentru a transporta cantități mari de informații la cele mai mari viteze disponibile.

Principalul dezavantaj al unui astfel de cablu este fragilitatea acestuia: este ușor de deteriorat și poate fi montat și conectat numai cu echipamente speciale.

Plăci de rețea

Plăcile de rețea fac posibilă conectarea unui computer și a unui cablu de rețea. Placa de rețea convertește informațiile care urmează să fie trimise în pachete speciale. Un pachet este o colecție logică de date care include un antet cu informații despre adresă și informații în sine. Antetul conține câmpuri de adresă în care se află informații despre originea și destinația datelor.Placa de rețea analizează adresa de destinație a pachetului primit și determină dacă pachetul a fost efectiv trimis acest calculator. Dacă rezultatul este pozitiv, placa va transmite pachetul către sistemul de operare. În caz contrar, pachetul nu va fi procesat. Software-ul special vă permite să procesați toate pachetele care trec în rețea. Această oportunitate este folosită de administratorii de sistem atunci când analizează funcționarea rețelei și de către atacatori pentru a fura datele care trec prin ea.

Orice placă de rețea are o adresă individuală încorporată în cipurile sale. Această adresă se numește adresa fizică sau MAC ( Media Access Control - controlul accesului la mediul de transmisie).

Ordinea acțiunilor efectuate card de retea, asa.

1. Primirea de informații de la sistemul de operare și transformarea acestora în semnale electrice pentru transmiterea ulterioară prin cablu;
2. Recepționarea semnalelor electrice printr-un cablu și convertirea lor înapoi în date cu care sistemul de operare poate funcționa;
3. Stabilirea dacă pachetul de date primit este destinat special acestui computer;
4. Controlul fluxului de informații care trece între un computer și o rețea.

Huburi

Hub (hub) este un dispozitiv capabil să combine computere într-o topologie fizică în stea. Hub-ul are mai multe porturi care vă permit să conectați componentele rețelei. Un hub cu doar două porturi se numește bridge. Este necesară o punte pentru a conecta două elemente de rețea.

Rețeaua împreună cu hub-ul este " autobuz comun" Pachetele de date atunci când sunt transmise prin hub vor fi livrate către toate computerele conectate la rețeaua locală.

Există două tipuri de concentratoare.

Butuci pasivi. Astfel de dispozitive trimit semnalul primit fără a-l preprocesa.
Hub-uri active ( repetoare cu mai multe posturi). Ei primesc semnale de intrare, le procesează și le transmit computerelor conectate.

Comutatoare

Sunt necesare comutatoare pentru a organiza mai aproape conexiune reteaîntre computerul expeditor și computerul destinație. În timpul transferului de date prin comutator, informațiile despre adresele MAC ale computerelor sunt înregistrate în memoria acestuia. Folosind aceste informații, comutatorul alcătuiește un tabel de rutare, în care pentru fiecare computer este indicat că aparține unui anumit segment de rețea.

Când comutatorul primește pachete de date, creează o conexiune internă specială ( segment) între două dintre porturile sale folosind un tabel de rutare. Apoi trimite un pachet de date la portul corespunzător de pe computerul de destinație, pe baza informațiilor descrise în antetul pachetului.

Astfel, această conexiune este izolată de alte porturi, ceea ce permite calculatoarelor să facă schimb de informații viteza maxima, care este disponibil pentru această rețea. Dacă un comutator are doar două porturi, se numește punte.

Comutatorul oferă următoarele caracteristici:

• Trimiteți un pachet cu date de la un computer la computerul de destinație;
• Măriți viteza de transfer de date.

Routere

Un router este similar în principiu cu un comutator, dar are un set mai mare de funcţionalitateÎnvață nu numai MAC-ul, ci și adresele IP ale ambelor computere implicate în transferul de date. Atunci când transportă informații între diferite segmente de rețea, routerele analizează antetul pachetului și încearcă să calculeze calea optimă pentru a călători pachetul. Routerul este capabil să determine calea către un segment de rețea arbitrar folosind informații din tabelul de rute, care vă permite să creați o conexiune partajată la Internet sau retea globala.
Routerele permit livrarea pachetelor în cel mai rapid mod, ceea ce mărește debitul rețelelor mari. Dacă un segment de rețea este supraîncărcat, fluxul de date va lua o cale diferită,

Topologie de rețea

Ordinea în care computerele și alte elemente sunt localizate și conectate într-o rețea se numește topologie de rețea. O topologie poate fi comparată cu o hartă a rețelei, care arată stațiile de lucru, serverele și alte echipamente de rețea. Topologia selectată afectează capacitățile generale ale rețelei, protocoalele și echipamentele de rețea care vor fi utilizate și capacitatea de a extinde în continuare rețeaua.

Topologie fizică - este o descriere a modului în care vor fi conectate elementele fizice ale rețelei. Topologia logică definește rutele pe care le parcurg pachetele de date într-o rețea.

Există cinci tipuri de topologii de rețea:

• Autobuz comun;
• Stea;
• Inel;

Autobuz comun

În acest caz, toate computerele sunt conectate la un singur cablu, care se numește magistrală de date. În acest caz, pachetul va fi primit de toate computerele conectate la acest segment de rețea.

Performanța rețelei este determinată în mare măsură de numărul de computere conectate la magistrala comună. Cu cât există mai multe astfel de computere, cu atât rețeaua funcționează mai lent. În plus, o astfel de topologie poate provoca diverse coliziuni care apar atunci când mai multe computere încearcă simultan să transmită informații în rețea. Probabilitatea unei coliziuni crește odată cu numărul de calculatoare conectate la autobuz.

Avantajele utilizării rețelelor cu topologie " autobuz comun" următoarele:

• Economii semnificative de cablu;
• Ușor de creat și gestionat.

Principalele dezavantaje:

• probabilitatea apariției coliziunilor pe măsură ce numărul calculatoarelor din rețea crește;
• o întrerupere a cablului va închide multe computere;
• nivel scăzut de protecție a informațiilor transmise. Orice computer poate primi date care sunt transmise prin rețea.

Stea

Când se folosește o topologie în stea, fiecare segment de cablu care vine de la orice computer din rețea va fi conectat la un switch sau hub central.Toate pachetele vor fi transportate de la un computer la altul prin intermediul acestui dispozitiv. Pot fi utilizate atât hub-uri active, cât și pasive.Dacă conexiunea dintre computer și hub se pierde, restul rețelei continuă să funcționeze. Dacă hub-ul eșuează, rețeaua nu va mai funcționa. Cu ajutorul unei structuri în stea, chiar și rețelele locale pot fi conectate între ele.

Utilizarea acestei topologii este convenabilă atunci când căutați elemente deteriorate: cabluri, adaptoare de rețea sau conectori, " Stea" mai confortabil " autobuz comun„și în cazul adăugării de noi dispozitive. De asemenea, trebuie avut în vedere faptul că rețelele cu viteze de transmisie de 100 și 1000 Mbit/s sunt construite conform topologiei „ stea».

Dacă chiar în centru" stele» poziționați hub-ul, topologia logică se va schimba într-o „magistrală comună”.
Avantaje" stele»:

• ușurință de creare și gestionare;
• nivel ridicat de fiabilitate a rețelei;
• securitate ridicată a informațiilor transmise în cadrul rețelei ( dacă există un comutator în centrul stelei).

Principalul dezavantaj este că o defecțiune a hub-ului duce la oprirea funcționării întregii rețele.

Topologie inel

Când utilizați o topologie inel, toate computerele din rețea sunt conectate la un singur cablu inel. Pachetele trec de-a lungul inelului într-o singură direcție prin toate plăcile de rețea ale computerelor conectate la rețea. Fiecare computer va amplifica semnalul și îl va trimite mai departe de-a lungul inelului.

În topologia prezentată, transmisia pachetelor de-a lungul inelului este organizată folosind metoda tokenului. Markerul reprezintă o anumită secvență biți binari care conțin date de control. Dacă dispozitiv de rețea are un token, apoi are dreptul de a trimite informații în rețea. Un singur jeton poate fi transmis în inel.

Calculatorul care urmează să transporte datele preia jetonul din rețea și trimite informațiile solicitate în jurul inelului. Fiecare computer ulterior va transmite date în continuare până când acest pachet ajunge la destinatar. Odată primit, destinatarul va returna o confirmare de primire computerului expeditor, iar acesta din urmă va crea un nou token și îl va returna în rețea.

Avantajele acestei topologii sunt următoarele:

• Volume mari de date sunt deservite mai eficient decât în ​​cazul unui autobuz partajat;
• fiecare computer este un repetor: amplifică semnalul înainte de a-l trimite la următoarea mașină, ceea ce vă permite să creșteți semnificativ dimensiunea rețelei;
• capacitatea de a seta diferite priorități de acces la rețea; în acest caz, un computer cu o prioritate mai mare va putea păstra jetonul mai mult timp și va putea transmite mai multe informații.

Defecte:

• un cablu de rețea rupt duce la inoperabilitatea întregii rețele;
• orice computer poate primi date care sunt transmise prin rețea.

protocoale TCP/IP

protocoale TCP/IP ( Protocolul de control al transmisiei/Protocolul Internet) sunt principalele protocoale de interconectare și gestionează transferul de date între rețele de diferite configurații și tehnologii. Această familie de protocoale este folosită pentru a transmite informații pe Internet, precum și în unele rețele locale. Familia de protocoale TPC/IP include toate protocoalele intermediare dintre nivelul de aplicație și nivel fizic. Numărul lor total este de câteva zeci.

Principalele sunt:

• Protocoale de transport: TCP - Transmission Control Protocol ( Protocol de control al transmisiei) și altele - gestionează transferul de date între computere;
• Protocoale de rutare: IP - Internet Protocol ( protocol de internet) și altele - asigură transferul efectiv al datelor, prelucrează adresarea datelor, determină cea mai bună cale către destinatar;
• Protocoale de suport pentru adrese de rețea: DNS - Domain Name System ( numele domeniului) și altele - oferă determinarea unei adrese unice de computer;
• Protocoale de servicii de aplicație: FTP - File Transfer Protocol ( protocol de transfer de fișiere), HTTP - HyperText Transfer Protocol, TELNET și altele - sunt folosite pentru a obține acces la diverse servicii: transfer de fișiere între computere, acces la WWW, acces terminal la distanță la sistem etc.;
• Protocoale Gateway: EGP - Exterior Gateway Protocol ( protocol gateway extern) și altele - ajută la transmiterea mesajelor de rutare și a informațiilor despre starea rețelei prin rețea, precum și la procesarea datelor pentru rețelele locale;
• Protocoale de e-mail: POP - Protocol Office Post ( protocolul de primire a corespondenței) - folosit pentru a primi mesaje E-mail, SMPT Protocol simplu de transfer de e-mail ( protocol de transfer de e-mail) - folosit pentru a transmite mesaje e-mail.

Toate protocoalele de rețea majore ( NetBEUI, IPX/SPX și TCIP) sunt protocoale rutate. Dar trebuie doar să configurați manual rutarea TCPIP. Alte protocoale sunt direcționate automat de sistemul de operare.

adresare IP

La construirea unei rețele locale bazate pe protocolul TCP/IP, fiecare computer primește o adresă IP unică, care poate fi atribuită fie de către un server DHCP - program special instalat pe unul dintre computerele din rețea, fie folosind instrumente Windows, fie manual.

Serverul DHCP vă permite să distribuiți în mod flexibil adrese IP către computere și să atribuiți adrese IP permanente, statice unor computere. Instrumentul Windows încorporat nu are astfel de capabilități. Prin urmare, dacă există un server DHCP în rețea, atunci prin intermediul Windows este mai bun nu utilizați, setând setările de rețea ale sistemului de operare la automat ( dinamic) atribuirea unei adrese IP. Instalarea și configurarea unui server DHCP depășește scopul acestei cărți.

Trebuie remarcat, totuși, că dacă utilizați un server DHCP sau instrumente pentru a atribui o adresă IP pornire Windows computerele din rețea și operațiunea de atribuire a adreselor IP necesită mult timp, cu atât mai mult mai multa retea. În plus, computerul cu serverul DHCP trebuie mai întâi pornit.
Dacă atribuiți manual rețele statice computerelor ( constantă, neschimbătoare) Adresele IP, apoi computerele vor porni mai repede și vor apărea imediat în mediul de rețea. Pentru rețele mici această opțiune este cea mai preferată și este ceea ce vom lua în considerare în acest capitol.

Pentru pachetul de protocol TCP/IP, protocolul IP este cel de bază, deoarece este cel care se ocupă de mișcarea pachetelor de date între computere prin rețele folosind diferite tehnologii de rețea. Mulțumită caracteristici universale Protocolul IP a făcut posibilă însăși existența Internetului, constând dintr-un număr mare de rețele eterogene.

Pachete de date protocol IP

Protocolul IP este serviciul de livrare pentru întreaga familie de protocoale TCP-iP. Informațiile care provin de la alte protocoale sunt împachetate în pachete de date de protocol IP, li se adaugă un antet adecvat și pachetele își încep călătoria prin rețea

sistem de adresare IP

Unele dintre cele mai importante câmpuri din antetul pachetului de date IP sunt adresele sursă și destinație ale pachetului. Fiecare adresă IP trebuie să fie unică pe internetwork unde este utilizată pentru ca pachetul să ajungă la destinația dorită. Chiar și pe întregul Internet global, este imposibil să găsești două adrese identice.

Adresă IP, spre deosebire de una obișnuită adresa postala, este format exclusiv din numere. Ocupă patru celule de memorie standard de computer - 4 octeți. Deoarece un octet (octet) este egal cu 8 biți (bit), lungimea adresei IP este de 4 x 8 = 32 de biți.

Un bit reprezintă cea mai mică unitate posibilă de stocare a informațiilor. Poate conține doar 0 ( cam curățat) sau 1 ( biți setati).

Deși o adresă IP are întotdeauna aceeași lungime, poate fi scrisă în moduri diferite. Formatul de înregistrare a unei adrese IP depinde de sistemul de numere utilizat. În același timp, aceeași adresă poate arăta complet diferit:

Numărul binar 10000110 este convertit în zecimal după cum urmează: 128 + 0 + 0 + 0 + 0 + 4 + 2 + 0 =134.
Opțiunea cea mai preferată, din punct de vedere al lizibilității umane, este formatul de scriere a adresei IP în notație zecimală punctată. Acest format este format din patru numere zecimale separate prin puncte. Fiecare număr, numit octet, reprezintă valoarea zecimală a octetului corespunzător din adresa IP. Un octet este numit așa deoarece un octet în binar este format din opt biți.

Când utilizați notația zecimală punctată pentru a scrie octeți într-o adresă IP, țineți cont de următoarele reguli:

• Numai numerele întregi sunt valide;
• Numerele trebuie să fie în intervalul de la 0 la 255.

Cei mai semnificativi biți din adresa IP, localizați în stânga, determină clasa și numărul rețelei. Colecția lor se numește identificator de subrețea sau prefix de rețea. Când atribuiți adrese în cadrul aceleiași rețele, prefixul rămâne întotdeauna neschimbat. Identifică proprietatea unei adrese IP într-o anumită rețea.

De exemplu, dacă adresele IP ale computerelor din subrețeaua 192.168.0.1 sunt 192.168.0.30, atunci primii doi octeți definesc ID-ul subrețelei - 192.168.0.0, iar următorii doi - ID-uri gazdă.

Câți biți sunt folosiți exact în anumite scopuri depinde de clasa rețelei. Dacă numărul gazdei este zero, atunci adresa nu indică către un computer anume, ci către întreaga rețea în ansamblu.

Clasificarea rețelelor

Există trei clase principale de rețele: A, B, C. Ele diferă unele de altele prin numărul maxim posibil de gazde care pot fi conectate la o rețea dintr-o anumită clasă.

Clasificarea general acceptată a rețelelor este prezentată în tabelul următor, care indică cel mai mare număr de interfețe de rețea disponibile pentru conectare, care octeți ai adresei IP sunt utilizați pentru interfețele de rețea (*) și care rămân neschimbați (N).

De exemplu, în cele mai comune rețele de clasă C nu pot exista mai mult de 254 de computere, așa că doar unul, cel mai mic octet al adresei IP, este folosit pentru a numerota interfețele de rețea. Acest octet corespunde octetului din dreapta în notație zecimală punctată.

Apare o întrebare legitimă: de ce doar 254 de computere pot fi conectate la o rețea de clasă C, și nu 256? Cert este că unele adrese IP intranet sunt destinate utilizării speciale, și anume:

O - identifică rețeaua în sine;
255 - difuzat.

Segmentarea rețelei

Spațiul de adrese din cadrul fiecărei rețele poate fi împărțit în subrețele mai mici în funcție de numărul de gazde ( Subrețele). Procesul de subrețea se mai numește și segmentare.

De exemplu, dacă rețeaua de clasă C 192.168.1.0 este împărțită în patru subrețele, atunci intervalele de adrese ale acestora vor fi după cum urmează:

• 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.

În acest caz, pentru numerotarea gazdei, nu se folosește tot octetul drept de opt biți, ci doar cei 6 mai puțin semnificativi. Iar ceilalți doi biți cei mai importanți determină numărul de subrețea, care poate lua valori de la zero la trei.

Atât prefixele de rețea obișnuite, cât și cele extinse pot fi identificate folosind o mască de subrețea ( Mască de rețea), care vă permite, de asemenea, să separați identificatorul de subrețea de identificatorul de gazdă în adresa IP, mascând cu un număr partea din adresa IP care identifică subrețeaua.

Masca este o combinație de numere, conform aspect asemănătoare cu o adresă IP. Reprezentarea binară a măștii de subrețea conține zerouri în biți care sunt interpretați ca număr gazdă. Biții rămași setați la unu indică faptul că această parte a adresei este un prefix. Masca de subrețea este întotdeauna utilizată împreună cu adresa IP.

În absența unei subrețele suplimentare, măștile de clasă de rețea standard au următoarele semnificații:

Când este utilizat mecanismul de subrețea, masca este modificată în consecință. Să explicăm acest lucru folosind exemplul deja menționat de împărțire a unei rețele de clasă C în patru subrețele.

În acest caz, cei doi biți cei mai semnificativi din al patrulea octet al adresei IP sunt utilizați pentru a numerota subrețele. Apoi masca intră formă binară va arăta astfel: 11111111.11111111.11111111.11000000, iar în zecimală punctată -255.255.255.192.

Intervalele de adrese de rețea privată

Fiecare computer conectat la rețea are propria sa adresă IP unică. Pentru unele mașini, cum ar fi serverele, această adresă nu se modifică. Această adresă permanentă se numește static. Pentru alții, cum ar fi clienții, adresa IP poate fi permanentă (statică) sau atribuită dinamic de fiecare dată când se conectează la rețea.

Pentru a obține o adresă IP statică unică, adică permanentă pe Internet, trebuie să contactați o organizație specială InterNIC - Internet Network Information Center ( Centrul de informare a rețelei de internet). InterNIC atribuie doar numărul de rețea și munca in continuare Administratorul de rețea trebuie să creeze independent subrețele și să numere gazde.

Dar înregistrare oficialăîn InterNIC pentru a obține o adresă IP statică este de obicei necesar pentru rețelele care au o conexiune permanentă la Internet. Pentru rețelele private care nu fac parte din Internet, sunt rezervate în mod special câteva blocuri de spațiu de adrese, care pot fi folosite liber pentru a atribui adrese IP fără a vă înregistra la InterNIC:

Cu toate acestea, aceste adrese sunt folosite numai pentru adresarea internă a rețelelor și nu sunt destinate gazdelor care se conectează direct la Internet.

Intervalul de adrese LINKLOCAL nu este o clasă de rețea în sensul obișnuit. Este folosit de Windows pentru a atribui automat adrese IP personale computerelor din rețeaua locală.

Sper că acum aveți o idee despre rețeaua locală!