Лекция №5
Тема: «Сетевое оборудование»
Цель: изучить основные устройства для построения сети, изучить их назначение, особенности работы.
Информация для студентов: ответьте письменно на вопросы по лекции, которые расположены в конце и фото отправьте на почту — avpoluhovich@yandex.ru
План
- Сетевая карта и ее характеристики
- Концентратор и комутатор
- Маршрутизатор (роутер)
1 Сетевая карта
Сетевые карты отвечают за передачу информации между ПК в сети. Каждая карта имеет свой индивидуальный Mac-адрес.
MAC-адрес сетевой карты — это уникальный идентификатор, предоставленный ей изготовителем. В сетях Ethernet он позволяет идентифицировать каждый узел сети и доставлять данные только этому узлу.
Основные характеристики:
- установленная микросхема контроллера (микрочип);
- разрядность – имеются 32- и 64-битные сетевые карты (определяется микрочипом);
- скорость передачи – от 10 до 1000 Мбит/с;
- разъем под тип подключаемого кабеля (коаксиальный, витая пара, волоконно-оптический кабель) – рис. 1.
Рис. 1 Сетевые карты на коаксиал и витую пару
2 Концентратор (хаб) и коммутатор (свитч)
Концентратор (хаб) используется, если в сети участвует больше 2 компьютеров. К нему сходятся все сетевые кабели витой пары в топологии звезда. Сигнал хаба получают все ПК сети, а не только та сетевая карта, которой адресован пакет данных. В настоящее время концентраторы сняты с производства и встречаются редко. Внешне свитч или коммутатор (Switch) практически не отличается от Hub, но коммутатор (Switch) — более интеллектуальное устройство, где есть свой процессор, внутренняя шина и буферная память. Если концентратор просто передает пакеты от одного порта ко всем остальным, то Switch анализирует Mac адреса, откуда и куда отправлен пакет информации и соединяет только эти компьютеры, в то время как остальные каналы остаются свободными. Это позволяет намного увеличить производительность сети, так как уменьшает количество паразитного трафика и обеспечивает большую фактическую скорость передачи данных, особенно в сетях с большим количеством пользователей – рис. 2.
Рис. 2 Свитч D-Link DES-1008D 8-port 10/100Mbps
Итак, концентратор обозначается значком, расположенном на рисунке ниже, и его основная функция — это повторение сигналов, поступающих на один из его портов, на всех остальных портах (Ethernet).
Сетевой коммутатор, или свитч, обозначается значком, расположенном на рисунке ниже, и в отличие от концентратора, который распространяет трафик от одного подключенного устройства ко всем остальным, коммутатор передает данные только непосредственно получателю. Это повышает производительность и безопасность сети, избавляя остальные сегменты сети от необходимости (и возможности) обрабатывать данные, которые им не предназначались.
Давайте рассмотрим принцип работы коммутатора более детально. Коммутатор хранит в памяти таблицу, в которой указывается соответствие MAC-адреса узла порту коммутатора. При включении коммутатора эта таблица пуста, и он работает в режиме обучения. В этом режиме поступающие на какой-либо порт данные передаются на все остальные порты коммутатора. При этом коммутатор анализирует кадры и, определив MAC-адрес хоста-отправителя, заносит его в таблицу. Впоследствии, если на один из портов коммутатора поступит кадр, предназначенный для хоста, MAC-адрес которого уже есть в таблице, то этот кадр будет передан только через порт, указанный в таблице. Если MAC-адрес хоста-получателя еще не известен, то кадр будет продублирован на все интерфейсы. Со временем коммутатор строит полную таблицу для всех своих портов, и в результате трафик локализуется.
3 Маршрутизатор (роутер)
Маршрутизатор — сетевое устройство, которое на основании информации о топологии сети и определённых правил принимает решения о пересылке пакетов между различными сегментами сети.
Рис. 3. Беспроводной маршрутизатор D-Link 300Мбит/с (DIR-615/E4B)
Принцип работы маршрутизатора таков: он использует адрес получателя, указанный в пакетах данных, и определяет по таблице маршрутизации путь, по которому следует передать данные. Маршрутизатор может выбрать один из нескольких маршрутов доставки пакета адресату.
Маршрут — последовательность прохождения пакетом информации узлов сети.
В отличии от коммутатора, маршрутизатор видит все связи подсетей друг с другом, поэтому он может выбрать наилучший маршрут и при наличии нескольких альтернативных маршрутов. Решение о выборе маршрута принимается каждым маршрутизатором, через который проходит сообщение. Если в таблице маршрутизации для адреса нет описанного маршрута, пакет отбрасывается.
Вопросы для самоконтроля:
- Каково назначение сетевых карт?
- Что такое MAC-адрес?
- Перечислите основные характеристики сетевой карты.
- Перечислите основные сетевые устройства, которые необходимы для построения сети между 10 компьютерами.
- В каком случае использется концентратор?
- В чем заключается отличие между концентратором и коммутатором?
- Что такое маршрутизатор?
- Каков принцип работы маршрутизатора?
- Что такое маршрут?
- В чем заключается отличие коммутатора от маршрутизатора?