Построение локальных, региональных, глобальных сетей возможно благодаря использованию сетевых устройств, позволяющих расширять область охвата сети, связывать сеть воедино, преобразовывать протоколы, а также направлять пакеты в нужные сети, т.е. выполнять все операции по межсетевому обмену. Не смотря на наличие большого количества типов сетевых устройств имеются 4 группы устройств играющих основную роль при объединении сетей.
1) Мосты
2) Маршрутизаторы
3) Шлюзы
4) Коммутаторы
Мосты – это сетевые устройства, которые позволяют удлинить локальную сеть или объединить несколько, соединяя таким образом многочисленные рабочие станции, серверы и другие сетевые устройства, которые иначе не могли бы взаимодействовать. Мосты могут соединять две или несколько ЛВС, использующих один и тот же протокол. Сетевые администраторы также применяют мосты для разбиения локальной сети на небольшие подсети с целью повышения производительности. При этом можно распределять сетевой трафик, локализовать сетевые проблемы и управлять доступом к каждой подсети.
Для решения этих задач мосты проверяют адреса принимающих и передающих устройств в тех фреймах, которые на них поступают и используя соответствующее программное обеспечение определяют передавать дальше фрейм или нет. Маршрутизаторы – это устройства межсетевого обмена, работающие на более высоком уровне сетевого взаимодействия по сравнению с мостами. Они позволяют локальным и глобальным сетям направлять (маршрутизировать) данные в указанное место назначение. Маршрутизаторы соединяют сети, которые могут использовать различные протоколы и обеспечивают больше коммуникационных функций, чем мосты. Маршрутизаторы могут определять кратчайший путь между двумя компьютерами, разделёнными глобальной или локальными сетями. Они также могут устанавливать различные сетевые маршруты, соответствующие типу передаваемых данных. Маршрутизаторы регулярно взаимодействуют друг с другом и динамически изменяют информацию о сетевых маршрутах по мере того, как изменяется топология сети или условия передачи информации.
|
|
Шлюз представляет собой сетевое устройство, обеспечивающее взаимодействие между различными устройствами, системами и протоколами и которое может работать на любом уровне сетевого обмена в зависимости от заданных ему функций. Чаще всего шлюзы используются для преобразования протоколов. Оно может потребоваться при передаче данных из одной локальной сети в другую, или из локальной сети в глобальную.
Поскольку шлюзы обычно выполняют очень ограниченное количество специализированных функций, то они используются реже, чем маршрутизаторы и мосты.
Коммутатор - устройство, осуществляющее выбор одного из возможных вариантов направления передачи данных. Коммутаторы могут определять назначение передаваемой информации, в зависимости от того, какая программа ей генерирует. Коммутатор не имеет буфера и не может накапливать данные. Поэтому при использовании коммутатора скорости передачи сигналов, в соединяемых каналах передачи данных должны быть одинаковыми. Коммутатор должен предоставлять каждому порту возможность соединения с максимальной скоростью без конкуренции со стороны других портов. Коммутатором можно заменить маршрутизатор, дополнить им наращиваемый маршрутизатор или использовать коммутатор в качестве основы соединения нескольких концентраторов.
|
|
Различия между мостом и коммутатором, маршрутизатором и мостом.
Передача данных в WAN. Аналоговая связь. Коммутируемые линии.
WAN – это компьютерные сети, объединяющие локальные сети и отдельные компьютеры, удалённые на большие расстояния. В глобальных сетях для передачи информации применяются следующие виды коммутации:
1) Коммутация каналов (используется при передаче аудиоинформации по обычным телефонным линиям связи
2) Коммутация сообщений – применяется в основном для передачи электронной почты, в телеконференциях.
3) Коммутация пакетов – используется для передачи данных.
Коммутация каналов
Коммутация каналов обеспечивает выделение сквозной физической линии для прямой передачи данных между абонентами, даже если при этом задействуется ряд узлов связи и каналов. Такая линия организуется из соединённых последовательно каналов связи. При коммутации каналов в начале идёт коммутация физической линии. Затем передаётся обратное сообщение «Канал установлен». Затем предаются сообщения данных. При этом время передачи данных включает в себя коммутацию линии, которая зависит от количества узлов связи, характеристик канала и времени передачи данных.
Коммутация сообщений
Коммутация сообщений производится путём передачи сообщений, содержащих заголовок-данные по маршруту, которые определяются узлами связи. При этом сообщения передаются как независимый объект. Время передачи данных включает в себя суммарное время передачи сообщения по всем каналам связи, которое зависит от длинны сообщений и характеристик каждого канала.
|
|
Коммутация пакетов
Сообщения разбиваются на пакеты, длинна каждого пакета ограничена некоторым количеством бит и фиксирована. Передача данных при коммутации пакетов происходит точно также как и коммутация сообщений, но вместо одного сообщения передаётся последовательность пакетов. В сетях ЭВМ способ коммутации пакетов стал основным способом передачи данных. Объясняется это:
1) Коммутация каналов, создавая единую физическую линию требует чтобы все каналы, вошедшие в эту линию работали на одинаковых скоростях передачи данных.
2) Представление данных пакетами создаёт наилучшие условия для одновременного предоставления каналов нескольким абонентам с раздельным временем работы каналов между сообщениями.
3) Ограничение длинны пакетов (фиксированное) позволяет выделять для промежуточного хранения передаваемых данных меньшую ёмкость памяти, чем потребовалось бы для передачи всего сообщения, что повышает надёжные характеристики и уменьшает стоимость аппаратуры.
Коммутируемый доступ к сети Internet это подключение с использование модема по средством телефонной линии.
Преимущества:
1) нулевые затраты на подключение
2) Нет привязки к месту подключения
3) Низкая стоимость услуг
Коммутируемая линия – обычный телефонный провод.
Тема 5.4. Передовые технологии.
Существуют технологии, разработанные специально для WAN. Это технологии X25, FRAME Relay и ATM.
Протокол X25 является одним из старейших протоколов глобальной сети и реализован на основе коммутации пакетов, которые были разработанные в 60-х и 70-х годах. При своём появлении служба линий X25 имела максимальную скорость передачи равную 64 Кбит/сек. А уже в 1992 скорость доходила до 2048 Мбит/сек. Протокол имеет следующие характеристики:
1) Широкое распространение
2) Надёжность
3) Возможность подключения устаревших сетей к глобальным.
4) Наличие трёхуровневого стека протоколов – физический, канальный, сетевой.
Пакеты данных в сетях X25 могут передаваться с помощью одного из трёх методов:
1) По коммутируемым виртуальным каналам - двунаправленный канал, установленный между узлами через некоторый коммутатор X25. Канал – это логическое соединение, которое устанавливается только на время передачи данных.
2) ПО постоянным виртуальным каналам - это логически, поддерживающий постоянно соединение не разрывая его, даже если передача данных прекращается
3) С помощью датаграмм - представляет собой упакованные данные, пересылаемые без установки канала
FRAME Relay – сети с детрасляцией кадров. Были предложены в 1984 году как средство организации глобальных сетей с большой полосой пропускания для передачи значительных объёмов данных. В этих сетях используется коммутация пакетов по виртуальным каналам - виртуальное соединение. При коммутации кадров возможны два типа виртуальных соединений: постоянное и коммутируемое.
Постоянные виртуальные соединения - это такие соединения, представляющие собой постоянный доступный маршрут между двумя узлами, который имеет некоторый идентификатор, указываемый в каждом передаваемом пакете – коммутируемое виртуальное соединение. Для них требуется установление сеанса связи. Чтобы началась обмен данными между двумя узлами передаётся управляющий сигнал вызова, а по окончанию сопровождаются командами отключения обоих узлов. Преимущества коммутируемых виртуальных соединений перед постоянными:
1) Динамическое распределение пропускной способности канала связи
2) Низкая задержка доставки пакетов в сеть
3) Возможность предоставления пропускной способности по требованию
4) Возможность установки приоритетов для разных видов трафика
5) Возможность передачи голосового трафика
ATM – асинхронный режим передачи. Это усовершенствованная технология коммутации пакетов, которая обеспечивает высокоскоростную передачу пакетов фиксированной длины через широкополосные глобальные или локальные сети. ATM способна передавать речь, данные, видео реального времени, аудиосигналы качества CD. Данные передаются ячейками фиксированной длины по 53 Байта. Ячейки содержат 48 Байт передаваемых данных и 5 дополнительных – заголовок. Среда передачи – коаксиальный кабель, витая пара, оптоволокно.