Состав, структура и функциональные особенности сетевых устройств.

Лабораторная работа №1

Тема: Состав, структура и функциональные особенности сетевых устройств.

Цель работы: Получить представление о работе сетевых устройств.

Устройства, подключенные к сети, называют сетевыми устройствами. Эти устройства позволяют осуществлять связь с компьютерами и другими сетевыми устройствами. Можно выделить активные и пассивные сетевые устройства.

1.1. Сетевые адаптеры

Для работы в сети каждый компьютер оснащен платой сетевого интерфейса (Network Interface Card, NIC), также называемой сетевым адаптером. Сетевой адаптер может представлять собой печатную плату (рис. 1.1), которая вставляется в слот на материнской плате компьютера, или же может быть интегрирован в материнскую плату.

     а                                                                            б

Рис. 1.1. Сетевой адаптер для: а – проводной сети; б – беспроводной сети

1.2. Пассивные сетевые устройства

Под пассивными сетевыми устройствами подразумеваются сете-вые устройства, функционирующие только на физическом уровне и не наделенные «интеллектуальными» способностями, то есть они, никак не анализируют поступающие данные. Такими устройствами являются повторители и концентраторы.

Повторители

При передаче сигналов происходит их затухание (attenuation), то есть ослабление и искажение. Для устранения этого эффекта используются повторители. Повторитель (repeater) (рис. 1.2, а) – сетевое устройство, которое воспринимает входные сигналы и восстанавливает все их характеристики в исходное состояние, что позволяет передавать их в физической среде на большие расстояния.

 Концентраторы

Концентратор (hub) (рис. 1.2, б) – сетевое устройство, предназначенное для подключения в сеть нескольких компьютеров или сетевых устройств. Концентратор повторяет сигнал, полученный от одного из подключенных к нему устройств, на все остальные устройства, подключенные к этому концентратору.

     а                                                                              б

Рис. 1.2. Пассивные сетевые устройства: а – повторитель; б – концентратор

Концентраторы и повторители очень похожи, разница между ними состоит лишь в количестве портов. Поэтому концентраторы часто называют многопортовыми повторителями (multiport repeater). Оба устройства выполняют похожие функции, повторитель обладает гораздо меньшим временем задержки, ввиду того что он, как правило, обладает двумя разъемами для подключения кабеля. Ему нет необходимости где-то концентрировать сигнал и распространять на остальные выходы. 

1.3. Активные сетевые устройства

Активные сетевые устройства анализируют поступающие данные и на основании этого анализа принимают решение, как передавать полученные данные. К таким устройствам относятся коммутаторы, мосты и маршрутизаторы.

Коммутаторы

Коммутатор (switch) (рис. 1.3, а) – сетевое устройство, функционирующее на канальном уровне и предназначенное для подключения в сеть нескольких компьютеров или сетевых устройств. В отличие от концентратора, который рассылает данные через все свои порты, коммутатор старается передавать данные через порт получателя. Коммутатор хранит в своей памяти таблицу коммутации, в которой указывается соответствие физического адреса подключенного устройства порту коммутатора. После включения коммутатора таблица коммутация пуста. Когда коммутатор принимает кадр, из заголовка кадра извлекаются адреса отправителя и получателя. Адрес отправителя кадра заносится в таблицу коммутации и для него указывается порт, с которого был принят этот кадр. Впоследствии, если будет получен кадр, адрес назначения которого уже есть в таблице коммутации, кадр будет передан непосредственно через порт, указанный в таблице ком-мутации. Если же адреса назначения нет в таблице коммутации, кадр рассылается через все активные порты коммутатора, кроме порта с которого он был получен.

Мосты

Мост (bridge) (рис. 1.3, б) – сетевое устройство, функционирующее на канальном уровне и предназначенное для объединения сетей. Получив кадр, мост определяет подсеть, в которую должен быть передан полученный кадр. Мост передает кадры из одной подсети в другую только, если получатель и отправитель принадлежит разным подсетям, то есть, если такая передача действительно необходима.

а                                                                                 б

Рис. 1.3. Коммутатор (а) и сетевой мост (б)

Мосты и коммутаторы похожи в том, как они анализируют входящие кадры. Однако мосты не предназначены для подключения в сеть компьютеров или сетевых устройств, они используются исключительно для объединения сетей.

Основное отличие коммутатора от моста заключается в том, что мост обрабатывает кадры последовательно, а коммутатор — параллельно. Это обстоятельство связано с тем, что мосты появились в те времена, когда сеть делили на небольшое количество сегментов, а межсегментный трафик был небольшим.

Маршрутизаторы

Маршрутизатор (router) (рис. 1.4) – сетевое устройство, функционирующее на сетевом уровне и предназначенное для объединения сетей. Задачами маршрутизатора являются анализ входящих пакетов, выбор наилучшего пути передачи этих пакетов по сети и их коммутация на соответствующий выходной порт.

Рис. 1.4. Маршрутизатор

Задание:

1. Приведите дополнительные сетевые устройства, не перечисленные в данной лабораторной работе,  их функциональные особенности и технические характеристики

Литература

1.    Компьютерные сети [Электронный ресурс]: учебник / В. Г. Карташевский, Б. Я. Лихтциндер, Н. В. Киреева, М. А. Буранова. — Электрон. текстовые данные. — Самара: Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики, 2016. — 267 c. — 2227-8397. — Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/71846.html

2.    Галас, В. П. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. Часть 2. Сети и телекоммуникации [Электронный ресурс]: электронный учебник / В. П. Галас. — Электрон. текстовые данные. — Владимир: Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых, 2016. — 311 c. — 2227-8397. — Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/57364.html

Скачано с www.znanio.ru