LAN - Local Area Network Расстояния: < 1 км. –high speed –multi-access Технологии: –Ethernet10 Mbps, 100Mbps, 1Gbps –Token Ring16 Mbps –FDDI 100 Mbps –Myrinet2 Gbps –InfiniBand: Single Data Rate (SDR) 1x: 2Gbps 4x: 5Gbbs 12x:30 / 24 Gbps Double Data Rate (DDR) 5 Gbps Quad Data Rate (QDR) 10 Gbps

WAN - Wide Area Network Объединяют узлы и сети на больших расстояниях –обычно медленнее, чем LAN. –обычно менее надежны, чем LAN. –point-to-point Технологии: –Телефонные линии –ISDN –Спутниковая связь –ATM –FrameRelay –X.25 В последние годы качество и пропускная способность магистральных каналов существенно выросли. GigabitEthernet, 10Gbit на оптоволоконных линиях

Основные понятия Данные в вычислительной технике – двоичный код: Представление данных в виде физического сигнала (электрического, оптического, etc) - кодирование

Сигналы Аналоговые - меньшее затухание - легко мультиплексировать Цифровы - устойчивость к помехам - дешевое оборудование Модулированные - по одному каналу возможна одновременная передача на разных несущих частотах Немодулированные - широкополосный спектр (сигнал занимает весь канал) Пропускная способность канала непосредственно связана с модуляцией

DigitalData/AnalogSignal Digital Data Amplitude Modulation (AM) Frequency Modulation (FM) Phase Modulation (PM) Digital Signal

Методы передачи Baseband – передача в основной полосе, прямая, немодулированная. Вся полоса для передачи одного сигнала. Обычно используется в LAN. Broadband – широкополосная передача. по нескольким частотным каналам за счет использования частотного уплотнения (FDM) ; мультиплексирование по длине волны WDM(DVDM); мультиплексирование с разделением времени (TDM).

Frequency Division Multiplexing (FDM) Метод: Разделение частотного спектра на логические каналы с фиксированной полосой частот и направление каждого информационного потока в один логический канал

Time Division Multiplexing (TDM) Метод: Передача различных информационных потоков в разные временные фреймы фиксированной длины

Circuit Switching: FDMA and TDMA FDMA Frequency Division MultiplexingAccess frequency time TDMA Time Division MultiplexingAccess frequency time 4 users Example:

Цифровое кодирование Voltage Time Для кодирования используется перепад (фронт) в середине такта. В начале такта возможен служебный перепад. Пример: Manchester Code

Network Media –Copper Coaxial cable Twisted-pair cable –Glass Fiber-optic cable –Wireless (Air) Infrared Radio waves Microwaves Anything that carries the message through the network Transmission mediaPhysical path through which computers send and receive signals

Media Characteristics Производительность/ширина полосы частот (Throughput/bandwidth) Устойчивость к помехам Цена - Инсталляции Installation - Поддержки Масштабируемость –Емкость по количеству узлов Node Capacitymax # of node, –Затухание max длина сегмента, max число сегментов Connectors

Transmission Media

Connectors

Coaxial Cable (Coax) Медный одножильный провод в экранированой оболочке. Устойчивость к электромагнитным помехам Два типа -Thinnet (10Base2)RG 58 A/U -Thicknet (10Base5)RG 62 Thicknet Thinnet

Coaxial Cable Топология шина (bus) На концах необходимы терминаторы (заглушки R=50Ом). Они служит нагрузкой, в которой электромагнитные волны гасятся не вызывая отраженного сигнала Thinnet: BNC-connector Thicknet: n-connectors

Twisted Pair TypeRangeData RateUsage Category 13-4 Miles

*/ В настоящее время наиболее распространены следующие типы обозначений кабеля на основе витой пары: UTP (unscreened или unshielded Twisted Pair) неэкранированная или незащищённая витая пара. ScTP (Screened Twisted Pair) экранированная витая пара кабель, в котором каждая пара заключена в отдельный экран. STP или FTP (Shielded Twisted Pair или foil screened Twisted Pair) защищённая витая пара, общий экран имеет вид оплётки или состоит из фольги.

EIA/TIA-568B, AT&T 258A Одна сторона Цвет Другая сторона 1 бело/оранж 1 2 оранж 2 3 бело/зелены й 3 4 синий 4 5 бело/синий 5 6 зеленый 6 7 бело/ коричн 7 8 коричневый 8 Варианты разводки проводов витая пара Коннекторы гнездового и штекерного разъемов RJ45

Принцип работы оптоволоконной линии Источником света является светодиод (или полупроводниковый лазер) Кодирование информации осуществляется двухуровневым изменением интенсивности света (0-1). Луч света впускают в более плотную среду, ограниченную менее плотной. При правильном подборе материалов, происходит эффект полного отражения (преломление отсутствует). На другом конце кабеля принимающий детектор преобразует световые сигналы в электрические. Затухание (характеризует потерю мощности передаваемого сигнала на заданном расстоянии, дБ/км ) - Потери на поглощение. Связаны с преобразованием одного вида энергии в другой. Электромагнитная волна определенной длины вызывает в некоторых химических элементах изменение орбит электронов, что, в свою очередь, ведет к нагреву волокна. Процесс поглощение волны тем меньше, чем меньше ее длина, и чем чище материал волокна. - Потери на рассеяние: выход части светового потока из волновода. Обусловлено неоднородностями показателя преломления материалов. Дисперсия (означает рассеяние во времени спектральных и модовых составляющих оптического сигнала )

Fiber-optic cable Содержит одну или более стеклянных сердцевин в защитной оболочке Категории: Single-mode(SM) and multi-mode (MM) Fiber-optic connectors: ST and SC Optical fiber (core)Glass cladding Protective outer sheath (jacket)

Многомодовое оптическое волокно 1) со ступенчатым профилем показателя преломления Область применения: короткие (до 1 км) линии связи со скоростями передачи до 100 Мбайт/с, рабочая длина волны 0,85 мкм 2) с градиентным показателем преломления Одномодовое оптическое волокно Отсутствует межмодовая дисперсия, расстояние до 50 км, скорость до 2,5 Гбит/с и выше без регенерации. Рабочие длины волн: 1,31 мкм и 1,55 мкм. Линии связи до 5 км, со скоростями передачи до 100 Мбайт/c на длинах волн 0,85 мкм и 1,35 мкм.

Conducted Media Summary TypeRangeDate RateUsage Thick Coax2-3 Miles10 MbpsCable TV Thin Coax100 Meters10 MbpsLAN Cat 2 UTP3-4 Miles< 2 MbpsT1, ISDN Cat 3 UTP100 Meters10 MbpsLAN Cat 5 UTP100 Meters100 MbpsLAN Cat 5e, 6 UTP100 Meters1000 MbpsLAN Multi-Mode Meters100 MbpsBackbone Single-Mode50000 Meters1000 MbpsBackbone

Структурированная кабельная система (CKC) Магистраль комплекса (между зданиями) Магистраль внутри здания Горизонтальная подсистема

Подключение рабочего места

Хорошая ссылка: характеристики кабельного оборудования ЛВС, принципы монтажа СКС, примеры с иллюстрациями

Соответствие сетевого оборудования модели OSI Прикладной / Application Шлюз Преставления / Presentation Сессии /Session Транспортный /Transport Сетевой /Network Маршрутизатор, Коммутатор 3-го уровня Канальный /Data Link Сетевой адаптер, модем, Коммутатор 2-го уровня Физический /Physical Кабель,разъем, трансивер, повторитель, концентратор(хаб) Уровни модели OSI Сетевое оборудование

Repeaters Repeater(повторитель) – двунаправленная передача, усиление сигнала Соединение двух сегментов LAN Копирует биты из одного сегмента в другой с улучшением формы сигнала, позволяет увеличить размер физической сети Не просматривает содержимое данных REPEATER

HUB Синонимы: Многопортовый повторитель, концентратор регенерирует сигнал поступающий с одного из портов на все другие порты; не изолирует от коллизий; требует электропитания

Technology translation (examples) Ethernet AUI to thinnet Ethernet AUI to 10Base-T Converters (transceivers) Ethernet 10/100BaseTX to 100BaseSX

Network interface card (NIC) Physical functions - signaling (built in transceiver) Data Link functions Logical Link Control (LLC) - Establishes the correct type of connections - Error handling Medium Access Control (MAC) - MAC address is burned into the NIC - Sends and receives the correct frame type - Collision handling

MAC Address MAC address is burned into ROM on a network interface card 24 bits 00:00:0c:12: 34:56 Vendor Code Serial Number ROM RAM

Bridge (мост) Передает фреймы из одного сегмента в другой Может обслуживать выборочно - не копирует все фреймы (просматривает DataLink-заголовки). Позволяет расширить сеть (снимает физические ограничения длины) BRIDGE

Bridge Data Token Ring Trailer Transport Header Network Header Token Ring Header Data Transport Header Network Header Data Transport Header Network Header Data Transport Header Data Transport Header Data LAN 1: Ethernet 1 Sender Receiver LAN 2: TokenRing Data CSMA /CD Trailer Transport Header Network Header CSMA /CD Header BRIDGE

Segmentation of traffic Сhecks destination of each incoming frame Learns location of stations by watching frames Forwards all broadcast and multicast packets Switch (коммутатор) Многопортовый мост Методы коммутации: с буферизацией (Store and forward) без буферизации пакетов или коммутация "на лету" (Cut-through)

Использование коммутаторов для построения VLANs Virtual local area networks (VLANs) –Позволяет объединять отдельные порты в логические группы –Каждая группа - отдельный broadcast domain

Router (маршрутизатор) Routers connect two or more networks Consist of hardware and software –Hardware Network server, separate computer, special black box Physical interface for various networks –Software Operating system and Routing protocol Routers operated at the Network layer

Gateway (шлюз) Operates as a router Data conversions above the network layer. Conversions: encapsulation - use an intermediate network translation - connect different application protocols encryption - could be done by a gateway Gateway Еxample: translation from green protocol to red protocol

Соответствие сетевого оборудования модели OSI Прикладной / Application Шлюз Преставления / Presentation Сессии /Session Транспортный /Transport Сетевой /Network Маршрутизатор, Коммутатор 3-го уровня Канальный /Data Link Сетевой адаптер, модем, Коммутатор 2-го уровня Физический /Physical Кабель,разъем, трансивер, повторитель, концентратор(хаб) Уровни модели OSI Сетевое оборудование