1 курс Сети Часть 2.1 М.М. Степанова, каф. вычислительной физики, 2012

Network Media Wireless (Air): Infrared Radio waves Microwaves Glass: Fiber-optic cable Copper: Coaxial cable Twisted-pair cable Среда передачи – физическая система, по которой происходит передача информационных данных в виде электрических, оптических или радиочастотных сигналов.

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

Connectors

Coaxial Cable (Coax) Медный одножильный провод в экранированной оболочке. Хорошая устойчивость к электромагнитным помехам Два основных типа -Thinnet (10Base2)RG 58 A/U, RG 58 C/U LAN: до 10 Мбит/с на 185 м -Thicknet (10Base5) RG8, RG11,RG 62 LAN: до 10 Мбит/с на 500 м Thicknet Thinnet

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

Витая пара (Twisted Pair) Одна или несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой, покрытых пластиковой оболочкой. Самое распространённое решение для построения кабельных LAN. простота монтажа низкая цена достаточно хорошая помехоустойчивость Категории Сat1-Cat7 отличаются эффективным частотным диапазоном. Сейчас, как правило, используется Cat5e или Cat6. Cat6

Витая пара (Twisted Pair) Type Freq Data RateUsage Category 10,1 МГц

Витая пара.1 Внешнее напряжение помехи не оказывает влияния на полностью симметричную передачу. На втором рисунке противоположный пример – на асимметричной передаче помехи сильно заметны.

Вита пара.2 Полностью симметричная пара не создает помех для окружающей среды Напряжение в проводниках равно по величине, но противоположно по знаку электрические поля проводников гасят друг друга В проводниках проходят равные по величине, но противоположно направленные токи создаваемые проводниками магнитные поля гасят друг друга

В настоящее время 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. FTP (Foiled Twisted Pair) один общий внешний экран из фольги STP (Shielded Twisted Pair) экран для каждой пары + общий внешний экран в виде оплётки S/FTP Screened Foiled twisted pair) внешний экран из медной оплетки и каждая пара в фольгированной оплетке

Кабель витая пара (SSTP), 4 пары, категория 7 (1200 МГц) 1 - Внешняя оболочка 2 - Экран-сетка 3 - Дренажный провод 4 - Экран-фольга 5 - Витая пара solid

EIA/TIA-568B, AT&T 258A Одна сторон а Цвет Другая сторон а 1бело/оранж1 2оранж2 3 бело/зелены й 3 4синий4 5бело/синий5 6зеленый6 7бело/коричн7 8коричневый 8 Варианты разводки проводов витая пара Коннекторы гнездового и штекерного разъемов RJ45

Принцип работы оптоволоконной линии Основан на явлении полного внутреннего отражения электромагнитных волн на границе раздела диэлектриков с разными показателями преломления. Источник: светодиод или полупроводниковый лазер Кодирование информации: двухуровневое изменение интенсивности света (0 -1). Луч света впускают в более плотную среду, ограниченную менее плотной. При правильном подборе материалов, происходит полное отражение. 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 может вызывать возбуждение электронов, что 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 )

Многомодовое оптическое волокнo (MM) 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 (SM) Отсутствует межмодовая дисперсия, расстояние до 50 км, скорость до 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.

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

Conducted Media: Summary TypeRangeDate Rate/FrequenceUsage Thick Coax2-3 miles10 MbpsCable TV Thin Coax100 m10 MbpsLAN Cat 2 UTP3-4 miles< 4 Mbps / 1MHzT1, ISDN Cat 3 UTP100 m10 Mbps / 16MHzLAN Cat 5 UTP100 m100 Mbps / 100MHzLAN Cat 5e, 6 UTP100 m1 Gbps / 125MHzLAN Сat 7 S/FTP100 m (?)

Топология структурированных кабельных систем (СКС) определяется как "иерархическая звезда", центрами которой являются распределительные пункты комплекса, здания и этажей. Распределительный пункт может размещаться в одном телекоммуникационном шкафу, нескольких шкафах и даже в выделенном помещении. В шкафах устанавливают панели и кроссы, к которым подключаются кабели магистральной и горизонтальной подсистем СКС, а также внешние линии связи. Структурированная кабельная система (CKC)

Магистраль комплекса (между зданиями) Магистраль внутри здания Горизонтальная подсистема

Подключение рабочего места

Двухуровневая система лотков предусмотрена для обеспечения электромагнитной совместимости при монтаже СКС и системы электропроводки

Монтаж телекоммуникационных шкафов и оборудования

Телекоммуникационная шина заземления СКС

Проводка под фальшполом Колонна с розетками

Подключение кабелей СКС к коннекторам на патчпанели: - качество передачи сигналов зависит от длины расплетения пар проводников и изменения их геометрии; - все кабели маркируются

Тестирование СКС

Cсылки 1)Характеристики кабельного оборудования ЛВС, перечень и обзор стандартов СКС, принципы монтажа СКС, примеры c иллюстрациями: 2) Оптоволоконные кабели

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

Network interface card (NIC) Physical functions – прием/передача физического сигнала - кодирование последовательности бит кадра последовательностью сигналов при передаче и декодирование при приеме - синхронизация битов, байтов и кадров Data Link functions Medium Access Control (MAC) - MAC address запрограммирован в NIC - Получение доступа к среде передачи - Обнаружение и обработка коллизий - Обработка (прием/передача) корректных типов кадров Logical Link Control (LLC) - Установка корректного типа соединения - Обработка ошибок

Трансивер приемопередатчик, transmitter+receiver Ethernet AUI to thinnet Ethernet AUI to 10Base-T Converters (transceivers) Ethernet 10/100BaseTX to 100BaseSX AUI (attachment unit interface) - интерфейс для связи сетевого адаптера с трансивером

Repeaters Repeater (повторитель) – двунаправленная передача, усиление сигнала Обеспечивает 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

Bridge (мост) Передает фреймы из одного сегмента в другой Может обслуживать выборочно – копирует не все фреймы, а только а) предназначенные узлам из другого сегмента или б) ширококовещательные (просматривает DataLink-заголовки, и строит таблицу привязки MAC-адресов к портам). Позволяет расширять сеть (снимает физические ограничения длины) BRIDGE

Cегментация трафика Проверка destination(MAC) каждого входящего фрейма Узнает о расположении станций, наблюдая за фреймами Форвардинг всех broadcast и multicast пакетов Switch (коммутатор) Многопортовый мост Методы коммутации: с буферизацией (Store-and-forward) без буферизации пакетов или коммутация "на лету" (Cut-through) безфрагментная (Fragment-Free) гибридные варианты

Использование коммутаторов для построения VLANs Virtual local area networks (VLANs) Позволяет объединять отдельные порты в логические группы Каждая группа - отдельный broadcast domain, возможна полная изоляция друг от друга.

Router (маршрутизатор) Предназначен для объединения сетей Состоит из аппаратных средств и ПО: Hardware: - Выделенный сервер или специализированный роутер (например, Cisco). - Физические интерфейсы для разных линков. Software: – операционная система, – протоколы маршрутизации, – часто включает и firewall Маршрутизатор работает на сетевом уровне

Домашняя сеть - пример ZyXEL Keenetic Giga: 5-портовый коммутатор Gigabit Ethernet Wi-Fi: IEEE n (до 300 Мbps) Подключение к услугам на базе VLAN (IEEE 802.1Q) Маршрутизация, NAT, DHCP Межсетевой экран SPI с защитой от DDoS-атак Многофункциональный хост- контроллер USB Аппаратная поддержка IP- телевидения TVport Встроенный BitTorrent-клиент

Интернет-центр ZyXEL Keenetic Giga