Повторители
Повторители (repeater) представляют собой сетевые устройства, функционирующие на первом (физическом) уровне эталонной модели OSI. По мере того, как данные покидают устройство отправителя и выходят в сеть, они преобразуются в электрические или световые импульсы, которые после этого передаются по сетевой передающей среде. Такие импульсы называются сигналами (signals). Когда сигналы покидают передающую станцию, они являются четкими и легко распознаваемыми. Однако чем больше длина кабеля, тем более слабым и менее различимым становится сигнал по мере прохождения по сетевой передающей среде. Целью использования повторителя является регенерация и ресинхронизация сетевых сигналов на битовом уровне, что позволяет передавать их по среде на большее расстояние. В эталонной модели OSI повторители классифицируются как устройства первого уровня, поскольку они функционируют только на битовом уровне и не просматривают другую содержащуюся в пакете информацию.
Концентраторы
Использование концентраторов (hub) обусловлено необходимостью в регенерации и ресинхронизации сетевых сигналов. Характеристики концентратора аналогичны характеристикам повторителя. Концентратор является общей точкой для нескольких сетевых соединений. Концентраторы обычно соединяют между собой несколько сегментов локальной сети LAN. Концентратор имеет несколько портов. Когда на порт концентратора поступают пакеты, они копируются на все остальные порты и в результате могут быть просмотрены всеми сегментами LAN-сети.
Наиболее важные свойства устройств данного типа:
1. концентраторы усиливают сигналы;
2. концентраторы распространяют сигналы по сети;
3. концентраторам не требуется фильтрация;
4. концентраторам не требуется определение маршрутов и коммутации пакетов;
5. концентраторы используются как точки объединения трафика в сети.
Концентраторы создают центральную точку соединений для кабельной среды. Они также повышают надежность сети, поскольку обрыв одного из кабелей не нарушает работу всей сети.
Сетевыекарты
Платы (или карты) сетевых интерфейсов (Network Interface Card — NIC) рассматриваются как устройства второго уровня, поскольку все выпускаемые в мире адаптеры имеют уникальный код, называемый адресом управления доступом к среде передачи (Media Access Control— MAC), или МАС-адресом. Этот адрес управляет обменом данными между рабочей станцией и локальной сетью LAN. Адаптер NIC управляет доступом рабочей станции к средепередачи.
Мосты
Мост (bridge) представляет собой устройство второго уровня, предназначенное для создания двух или более сегментов локальной сети LAN, каждый из которых является отдельным коллизионным доменом. Иными словами, мосты предназначены для более рационального использования полосы пропускания. Целью моста является фильтрация потоков данных в LAN-сети с тем, чтобы локализовать внутрисегментную передачу данных и вместе с тем сохранить возможность связи с другими частями (сегментами) LAN-сети для перенаправления туда потоков данных. Каждое сетевое устройство имеет связанный с NIC-картой уникальный МАС-адрес. Мост собирает информацию о том, на какой его стороне (порте) находится конкретный МАС-адрес, и принимает решение о пересылке данных на основании соответствующего списка МАС-адресов. Мосты осуществляют фильтрацию потоков данных на основе только МАС-адресов узлов. По этой причине они могут быстро пересылать данные любых протоколов сетевого уровня. На решение о пересылке не влияет тип используемого протокола сетевого уровня, вследствие этого мосты принимают решение только о том, пересылать или не пересылать фрейм, и это решение основывается лишь на МАС-адресе получателя. Ниже приведены наиболее важные свойства мостов.
1. Мосты являются более "интеллектуальными" устройствами, чем концентраторы. Они могут анализировать входящие фреймы и пересылать их (или отбросить) на основе адресной информации.
2. Мосты собирают и передают пакеты между двумя или более сегментами LAN- сети.
3. Мосты увеличивают количество доменов коллизий1, что позволяет нескольким устройствам передавать данные одновременно, не вызывая коллизий.
4. Мосты поддерживают таблицы МАС-адресов.
Коммутаторывторогоуровня
Коммутаторы второго уровня, также называемые коммутаторами локальных сетей (LAN), часто служат для замены совместно используемых концентраторов; они могут быть установлены в сеть с уже существующей кабельной инфраструктурой с минимальным нарушением работы сети.
Подобно мостам, коммутаторы соединяют между собой сегменты LAN-сетей, используют таблицы МАС-адресов для определения сегмента, в который следует направить фреймы, и уменьшают объем передаваемых данных. Однако коммутаторы работают со значительно большими скоростями, чем мосты.
Как и мосты, коммутаторы являются устройствами канального уровня и позволяют объединить несколько физических сегментов локальной сети в одну сеть большего размера. Как и мосты, коммутаторы пересылают данные или выполняют лавинную рассылку на основе МАС-адресов.
Поскольку коммутация осуществляется на аппаратном уровне, это происходит значительно быстрее, чем аналогичная функция, выполняемая мостом с помощью программного обеспечения. Каждый порт коммутатора можно рассматривать как отдельный микромост.
Маршрутизаторы
Маршрутизаторы (router) представляют собой устройства объединенных сетей, которые пересылают пакеты между сетями на основе адресов третьего уровня.
Маршрутизаторы способны выбирать наилучший путь в сети для передаваемых данных. Функционируя на третьем уровне, маршрутизатор может принимать решения на основе сетевых адресов вместо использования индивидуальных МАС- адресов второго уровня. Маршрутизаторы также способны соединять между собой сети с различными технологиями второго уровня, такими, как Ethernet, Token Ring и Fiber Distributed Data Interface (FDDI — распределенный интерфейс передачи данных по волоконно-оптическим каналам). Обычно маршрутизаторы также соединяют между собой сети, использующие технологию асинхронной передачи данных ATM (Asynchronous Transfer Mode — ATM) и последовательные соединения. Вследствие своей способности пересылать пакеты на основе информации третьего уровня, маршрутизаторы стали основной магистралью глобальной сети Internet и используют протокол IP.
Задачей маршрутизатора является инспектирование входящих пакетов (а именно, данных третьего уровня), выбор для них наилучшего пути по сети и их коммутация на соответствующий выходной порт. В крупных сетях маршрутизаторы являются главными устройствами, регулирующими перемещение по сети потоков данных. В принципе маршрутизаторы позволяют обмениваться информацией любым типам компьютеров.