Коммуникационное оборудование локальных сетей предназначено для связи устройств в единую сеть, для создания и объединения множества сетей или подсетей, а также для развертывания сети предприятия (кампуса). Используемое в локальных сетях оборудование может применяться как для подключения отдельного узла, так и для связи множества узлов. В его состав входят следующие устройства:
- сетевые адаптеры;
- повторители;
- модули множественного доступа;
- концентраторы;
- мосты;
- маршрутизаторы;
- мосты-маршрутизаторы;
- коммутаторы;
- шлюзы.
Сетевые адаптеры
Сетевой адаптер служит для подключения к сети некоторого сетевого устройства, например, компьютера или другого сетевого оборудования.
Рис. 1 Сетевой адаптер
Конструкция сетевых адаптеров ориентирована на конкретные методы передачи сетевого сигнала, тип компьютерной шины и сетевую передающую среду. Для реализации сетевого соединения нужны четыре компонента:
- коннектор, соответствующий сетевой передающей среде;
- трансивер;
- контроллер, поддерживающий подуровень MAC канального уровня OSI
- микропрограммное обеспечение для управления протоколом.
Коннекторы и обрамляющие цепи разрабатываются для конкретного типа коммуникационной среды (например, для коаксиала, витой пары, оптоволокна или беспроводных технологий). Некоторые сетевые платы, изготавливаются с несколькими разъемами, и поэтому могут использоваться с различными типами среды.
Комбинированные адаптеры чаще всего делаются с выходами под коаксиал и витую пару. Такие адаптеры поставляются с программными драйверами или про-граммно-аппаратными средствами (firmware), соответствующими типам передающей среды.
Рис. 2 Комбинированный сетевой адаптер
Программно-аппаратные (микропрограммные) средства представляют собой программы, хранящиеся в микросхеме, например, в постоянной памяти (ПЗУ).
Кроме того, некоторые драйверы могут распознавать тип среды, подключенной к сетевому адаптеру, и соответствующий драйвер устанавливается автоматически.
В некоторых операционных системах, например, в Windows, драйверы аппаратных средств, включая сетевые, могут быть подписанными.
Подписанный драйвер содержит некоторую цифровую подпись, которая гарантирует, что данный драйвер проверялся на совместимость с операционной системой, что устанавливаемый драйвер не заменит более свежую версию и что данный драйвер не содержит ошибок или вирусов.
Кабельный разъем подключается к трансиверу (приемопередатчику), который может быть или внешним, или встроенным в сетевой адаптер.
Трансивер (transceiver) – это устройство, обеспечивающее передачу и прием сигналов по коммуникационному кабелю.
Рис. 3 Трансивер
В компьютерах, серверах и сетевом оборудовании трансивер чаще всего встраивается в плату интерфейса. В некоторых случаях, обычно в старом сетевом оборудовании, трансивер является внешним по отношению к адаптеру, и для его подключения к адаптеру применяется ответвительный кабель.
Ответвительный кабель для трансивера нужен только в том случае, когда трансивер является внешним по отношению к сетевому адаптеру. Он не должен использоваться, если трансивер встроен в плату адаптера.
Беспроводные сетевые адаптеры
Беспроводной адаптер обеспечивает передачу данных в одном из двух ре-жимов. Один режим представляет собой выделенное, равноправное (peer-to-peer) взаимодействие с другим беспроводным адаптером.
Рис. 4 Беспроводной сетевой адаптер
Другой режим – это взаимодействие с точкой (местом) доступа (access point), например, с беспроводным мостом. Если вы работаете с беспроводной точкой доступа, то нецелесообразно также использовать выделенные беспроводные коммуникации, поскольку они не будут работать стабильно в присутствии точки доступа.
Повторители
Повторитель (репитер, repeater) соединяет два или несколько кабельных сегментов и ретранслирует любой входящий сигнал на все другие сегменты.
Рис. 5 Повторитель
Сегмент кабеля – это один отрезок кабеля, удовлетворяющий спецификациям IЕЕE, (например, отрезок кабеля 10Base2 длиной 185 м, к которому подключено не более 30 узлов, включая терминаторы и сетевое оборудование).
Повторители представляют собой недорогое решение, реализующей передачу данных на Физическом уровне OSI (поскольку они работают с физическим сигналом) и позволяющее соединять пользователей, находящихся в удаленных концах здания – на расстояниях, не отвечающих требованиями IEEE на длину отдельного кабельного сегмента.
Повторитель может выполнять следующие функции Физического уровня:
- фильтровать искажения сигнала или шум, вызванный радио или электромагнитными помехами;
- усиливать входящий сигнал и восстанавливать его форму для более точной передачи;
- синхронизировать сигнал (в сетях Ethernet);
- воспроизводить сигнал на всех кабельных сегментах.
Синхронизация позволяет избегать конфликтов сигналов в сети Ethernet, когда сигнал передается в кабель. Повторители позволяют выполнить следующие задачи:
- удлинить кабельную систему (например, на расстояние более 185 м для сегмента 10Base2 и свыше 500 м – для 10Base5);
- увеличить количество подключенных узлов и обойти ограничения, налагаемые на отдельный сегмент (например, подключить свыше 30 узлов в сети Ethernet);
- распознать сетевую ошибку и отключить сегмент кабеля;
- подключиться к компонентам в других сетевых устройствах, таких как концентраторы и коммутаторы, а также усилить и синхронизировать сигналы;
- соединить сегменты, работающие с разной передающей средой (например, под-ключить сегмент 10BaseT к сегменту 10Base2 или сегмент 10Base2 к сегменту 10Base5);
- удлинить сегменты магистрального кабеля в локальных и глобальных сетях;
- удлинить сегменты оптоволоконного кабеля;
- увеличить рабочее расстояние для Т-линий.
Если повторитель ретранслирует сигнал в два и более кабельных сегмента, он называется многопортовым повторителем.
В зависимости от топологии сети и используемой передающей среды, отдельный пакет данных может проходиться более чем через четыре повторителя. Если между двумя узлами расположен четыре повторителя, то, по меньшей мере, два связующих сегмента не должны иметь подключенных компьютеров.
Повторители применяются как в локальных и региональных сетях, так и глобальных сетях. Например, глобальную сеть на основе линии Т-1 можно удлинять, помещая повторители через каждые 2,2 км.
У многих повторителей имеются порты, предназначенные для различных типов входящих кабельных подключений. Многие повторители также имеют порт AUI для подключения к коаксиальной или оптоволоконной магистрали при использовании соответствующего трансивера.
Повторители непрерывно следят за исправностью каждого выходного кабельного сегмента (например, за ошибками передачи сигналов, вызванными отсутствием терминатора или повреждением кабеля). В случае ошибки повторитель перестает передавать данные в неисправный сегмент. Такой способ отключения сегмента называется изолированием, или секционированием (partitioning).
Простые повторители являются недорогим решением для расширения устаревшей шинной топологии сетей на основе коаксиальных кабелей. Однако при развитии сети повторители, в конце концов, станут препятствием на пути создания высокоскоростной сети и могут быть узкими местами сетевой топологии.
При разработке новой сети с самого начала используйте самое современное оборудование, имеющее встроенные возможности повторителя (например, централизованные коммутаторы).
При использовании многопортового повторителя проектируйте сеть так, чтобы на одном сегменте располагалось минимальное количество узлов. Например, для сети с 40 рабочими станциями создайте четыре сегмента по 10 станции каждом (а не два сегмента с 12 и 28 узлами), в этом случае изолирование ней некоторого сегмента затронет минимальное число компьютеров.
Одним из достоинств повторителей является то, что они представляют собой недорогой способ расширения сети. Недостаток заключается в том, что они могут создать дополнительный трафик в загруженной сети, поскольку ретранслируют входящий сигнал во все исходящие сегменты. Большая часть этого трафика бесполезна, т. к. нет смысла передавать данные в те сегменты, в которых отсутствует целевой узел.