Презентация подготовлена доцентом кафедры информационного и документационного обеспечения управления Горшковым Е.А.

Технические средства информационных сетей. Цель: рассмотреть и изучить основные технические средства информационных сетей. Задачи: рассмотреть и изучить основные понятия технического обеспечения; изучить различные сетевые устройства. После изучения темы Вы должны знать: основные понятия технического обеспечения; различные сетевые устройства.

Основные понятия о коммуникационных устройствах Техническое обеспечение - комплекс электронных, электрических и механических устройств, входящих в состав системы или сети. Прежде всего, техническое или аппаратное обеспечение включает компьютеры и логические устройства. К ним добавляются внешние устройства и диагностическая аппаратура. Информационно-вычислительная сеть строится на основе коммуникационного оборудования. К такому оборудованию относятся: кабельные системы, повторители, мосты, трансиверы, коммутаторы, маршрутизаторы, концентраторы, шлюзы, модемы, мультиплексоры и т.п.

Средства коммуникации кабельные системы В качестве средств коммуникации наиболее часто используются витая пара, коаксиальный кабель и оптоволоконные линии. При выборе типа кабеля учитывают следующие показатели: стоимость монтажа и обслуживания, скорость передачи информации, ограничения на величину расстояния передачи информации (без дополнительных усилителей-повторителей (репитеров)), безопасность передачи данных.

Витая пара - Кабели на основе скрученных пар медных проводов – « витая пара», которые могут быть неэкранированными (рис. 1.1) и экранированными (рис. 1.2); Рис Неэкранированная витая пара Рис Экранированная витая пара (S/FTP) 7 й категории

Витая пара - характеристики Скорость передачи 100 Мбит/с (5 категория), 1000 Мбит/с (5 е категория), легко наращивается, однако является помехонезащищенной. Длина кабеля не может превышать 1000 м при скорости передачи 10 Мбит/с. Преимуществами являются низкая цена и беспроблемная установка. Для повышения помехозащищенности информации часто используют экранированную витую пару (7 категория) скорость до 10Гбит/с, т.е. витую пару, помещенную в экранирующую оболочку, подобно экрану коаксиального кабеля. Это увеличивает стоимость витой пары и приближает ее цену к цене коаксиального кабеля.

Коаксиальный кабель Устройство коаксиального кабеля 1 внутренний проводник, 2 изоляция (сплошной полиэтилен), 3 внешний проводник (Экран), 4 оболочка (светостабилизированный полиэтилен) Широкополосный коаксиал

Коаксиальный кабель -характеристики Коаксиальный кабель имеет среднюю цену, хорошо помехозащитен и применяется для связи на большие расстояния (несколько километров). Скорость передачи информации от 1 до 10 Мбит/с, а в некоторых случаях может достигать 50 Мбит/с. Коаксиальный кабель используется для основной и широкополосной передачи информации. Широкополосный коаксиальный кабель невосприимчив к помехам, легко наращивается, но цена его высокая. Скорость передачи информации равна 500 Мбит/с. При передачи информации в базисной полосе частот на расстояние более 1,5 км требуется усилитель, или так называемый репитер (повторитель). Поэтому суммарное расстояние при передаче информации увеличивается до 10 км. Для вычислительных сетей с топологией шина или дерево коаксиальный кабель должен иметь на конце согласующий резистор (терминатор).

Ethernet-кабель является коаксиальным кабелем с волновым сопротив­лением 50 Ом. Его называют толстый Ethernet (thick), желтый кабель (yellow cable) или 10BaseT5. Использует 15-контактное стандартное включение. Вследствие помехозащищенности является дорогой альтернативой обычным коаксиальным кабелям. Максимально доступное расстояние без репитера не превышает 500 м, а общее расстояние сети Ethernet - около 3000 м. Ethernet-кабель, благодаря своей магистральной топологии, использует в конце лишь один нагрузочный резистор.

Cheapernet-кабель (тонкий Ethernet).

Cheaper­net-кабель или, как его часто называют, тонкий (thin) Ethernet или 10BaseT2 - это также 50-омный коаксиальный кабель со скоростью передачи информации в десять миллионов бит в секунду. При соединении сегментов Сhеарегnеt-кабеля требуются репитеры. Вычислительные сети с Cheapernet-кабелем имеют небольшую стоимость и минимальные затраты при наращивании. Расстояние между двумя рабочими станциями без повторителей может составлять максимум 300 м, а общее расстояние - около 1000 м. Приемопередатчик Cheapernet расположен на сетевой плате и как для гальванической развязки между адаптерами, так и для усиления внешнего сигнала.

Скорость распространения информации по ним достигает нескольких миллиардов бит в секунду. Допустимое удаление более 50 км. Внешнее воздействие помех практически отсутствует. На данный момент наиболее дорогостоящее соединение для ЛВС. обладают противоподслушивающими свойствами, так как техника ответвлений в оптоволоконных кабелях очень сложна Оптопроводники объединяются в ЛBC с помощью звездообразного соединения

Показатели трех типовых сред для передачи данных. Показатели Среда передачи данных Двух жильный кабель - витая пара Коаксиальный кабель Оптоволоконный кабель Цена НевысокаяОтносительно высокая Высокая Наращивание Очень простое ПроблематичноПростое Защита от прослушивания Незначительная Хорошая Высокая Показатели Среда передачи данных Двух жильный кабель - витая пара Коаксиальный кабель Оптоволоконный кабель Проблемы с заземлением Нет ВозможныНет Восприимчивость к помехам Существует Отсутствует

сетевые адаптеры и их функции По выполняемым функциям сетевые адаптеры (СА) делятся на две группы: 1) Реализующие функции физического и канального уровней. Применяются в сетях с простой топологией, где почти отсутствует необходимость выполнения таких функций, как маршрутизация пакетов, формирование из поступаю­щих пакетов сообщений, согласование протоколов различных сетей и др. 2) Реализующие функции первых четырех уровней модели ВОС - физического, канального, сетевого и транспортного. Эти адаптеры, кроме функций СА первой группы, могут выполнять функции маршрутизации, ретрансляции данных, формирования пакетов из передаваемого сообщения (при передаче), сборки пакетов в сообщение (при приеме), согласования протоколов передачи данных различных сетей, сокращая таким образом затраты вычислительных ресурсов ЭВМ на организацию сетевого обмена.

Платы сетевого адаптера выступают в качестве физического интерфейса, или соединения между компьютером и сетевым кабелем. Назначение платы сетевого адаптера: Подготовка данных, поступающих от компьютера, к передаче по сетевому кабелю. Передача данных другому компьютеру. Управление потоком данных между компьютером и кабельной системой. Плата сетевого адаптера принимает данные из сетевого кабеля и переводит в форму, понятную центральному процессору компьютера. Сетевые адаптеры

Сегодня самыми распространенными классами локальных сетей Ethernet являются классы 100BaseTХ и 1000BaseT, основанные на использовании витой пары. Сетевые карты, рассчитанные на работу с такими сетями, комплектуются разъемами RJ-45 Разъем RJ-45 для локальных сетей 100BaseTХ, 1000BaseT

Сетевые адаптеры Для создания беспроводных сетей выпускаются специальные беспроводные сетевые карты Беспроводная сетевая карта Linksys PCI WP M11

Сетевые адаптеры При построении сетей на основе волоконно-оптических линий связи используются специальные сетевые карты с оптическим интерфейсом сетевая карта оптическая Allied Telesyn Optic PCI AT- 2701FX/SC.

При передаче по сетевому кабелю электрический сигнал постепенно ослабевает (затухает) и искажается до такой степени, что компьютер перестает его воспринимать. Репитер применяется для предотвращения искажения сигнала Репитер усиливает (восстанавливает) ослабленный сигнал и передает его дальше по кабелю. Применяются репитеры в сетях с топологией «шина». Репитеры (повторители)

Хабы (концентраторы) – дублируют полученные данные на все порты.

Концентраторы - назначение Hub или концентратор - многопортовый повторитель сети с авто сегментацией. Все порты концентратора равноправны. Получив сигнал от одной из подключенных к нему станций, концентратор транслирует его на все свои активные порты. При этом, если на каком-либо из портов обнаружена неисправность, то этот порт автоматически отключается (сегментируется), а после ее устранения снова делается активным. Обработка коллизий и текущий контроль за состоянием каналов связи обычно осуществляется самим концентратором. Концентраторы можно использовать как автономные устройства или соединять друг с другом, увеличивая тем самым размер сети и создавая более сложные топологии.

Свитчи (коммутирующие хабы, коммутаторы) – передают полученные данные только адресату. Коммутатор D-Link DES-1024D(24 порта)

Коммутаторы - назначение Коммутаторы (switch) Коммутаторы используются для соединения в основном идентичных сетей, имеющих некоторые различия на физическом и каналь­ном уровнях. Коммутатор лишь анализирует адрес назначения в заголовке пакета и, сверившись с адресной таблицей, тут же (время задержки около микросекунд) направляет этот пакет в соот­ ветствующий порт.

Коммутатор 2 уровня коммутатор (switch) возможность установки в стойку 8 портов Ethernet 10/100 Мбит/сек 0. 5 Мб оперативной памяти 280 x 44 x 173 мм Planet WSD-800

Коммутатор 2 уровня Коммутаторы верхних уровней работают на разных уровнях модели OSI. Коммутаторы уровня 2 работают на втором (канальном) уровне модели OSI. Они решают следующие основные задачи: проверка входящего трафика, отслеживание физических адресов всех станций, подключенных к их портам пересылка трафика по конкретным адресам в соответствии со встроенной в них таблицей пересылки. Такие коммутаторы обладают высоким быстродействием, потому что не проверяют индивидуальные пакеты данных, а просто передают их дальше. Они способны доставлять данные со скоростью, являющейся предельной для кабеля (wire speed), или со скоростью, ограничиваемой физическими соединениями. Однако такие коммутаторы не способны "расширить" узкие места, обусловленные наличием в сети устаревших маршрутизаторов.

Коммутатор 3 уровня Коммутатор Lucent Cajun P550

Коммутатор 3 уровня Управляемый Ethernet-коммутатор 3 уровня с 20 х 100/1000BaseSFP, 4 х 10/100/1000BaseTX/SFP (combo) и 2 х 10GbE SFP, с 2 изолированными источниками питания

Коммутатор 3 уровня Коммутатор 3-го уровня - это устройство, которое совмещает функции коммутатора и маршрутизатора Коммутаторы уровня 3, называемые также маршрутизирующими коммутаторами (реже - коммутирующими маршрутизаторами и иногда даже IP-коммутаторами) выполняют одновременно функции и коммутации, и маршрутизации. Кроме того, в них применяются быстродействующие центральные процессоры (ЦП) и другие компоненты, что и позволяет достичь высокой скорости маршрутизации.

Коммутатор 4 уровня Большинство современных коммутаторов работает на уровне 4, что позволяет им классифицировать прикладной трафик по некоторым типам, например HTTP или почта. Классификация трафика по приложениям или пользователям, которые его создали, требует перехода на еще более высокие уровни. Работа коммутаторов на уровне 4 затрагивает такие вопросы, как структура сети, природа используемых приложений и качество обслуживания.

Маршрутизатор Маршрутизатор Broadband Router Edimax BR-6104K

Маршрутизатор В крупных сетях со сложной топологией связей используются маршрутизаторы и шлюзы. Маршрутизатор (router) пересылает пакеты по специальным правилам – таблицам маршрутизации (из локальной сети в Интернет). Определение кратчайшего пути, обход поврежденных участков. Маршрутизаторы могут выполнять подключение локальных сетей (LAN) к территориально-распределенным сетям (WAN), соединение нескольких локальных сетей.

Мосты (bridge) Мост (bridge) соединяет две локальные сети. Работает как свитч, но имеет свой процессор. мост

Мосты (bridge) Мост, сетевой мост, бридж (bridge) – сетевое оборудование для объединения сегментов локальной сети. Данное устройство работает на канальном уровне модели OSI, мост изолирует трафик одной подсети от трафика другой, повышая общую производительность передачи данных. Мосты бывают простые – для соединения однотипных сетей и сложные – со специальными функциями.

Шлюз (gateway) – служит для соединения сетей с разными протоколами (сеть персональных компьютеров и аппаратура). промышленная сеть шлюз

Спасибо за внимание!!!