Главная страница
Контакты

    Басты бет


Мережевне обладнання Комп\'ютерні мережі

жүктеу 233.32 Kb.



жүктеу 233.32 Kb.
Дата10.03.2020
өлшемі233.32 Kb.

Мережевне обладнання Комп\'ютерні мережі


Мережевне обладнання Компютерні мережі Адаптери Адаптери Ethernet й Fast Ethernet Мережні адаптери(NIC, Network Interface Card)Ethernet й Fast Ethernet можуть сполучатися з компютером через один зі стандартних інтерфейсів: шина ISA (Industry Standard Architecture); шина PCI (Peripheral Component Interconnect); шина PC Card (вона ж PCMCIA). Адаптери, розраховані на системну шину (магістраль) ISA, ще не дуже давно були основним типом адаптерів. Адаптери для ISA випускаються 8- і 16-розрядними. 8-розрядні адаптери дешевше, а 16-розрядні - швидше. Правда, обмін інформацією із шини ISA не може бути занадто швидким (у межі - 16 Мбайтс, реально - не більше 8 Мбайтс, а для 8-розрядних адаптерів - до 2 Мбайт). Тому адаптери Fast Ethernet, що вимагають для ефективної роботи більших швидкостей обміну, для цієї системної шини практично не випускаються. Шина ISA іде в минуле. Шина PCI зараз практично витиснула шину ISA і стає основною шиною розширення для компютерів. Вона забезпечує обмін 32- і 64-розрядними даними й відрізняється високою пропускною здатністю (теоретично до 264 Мбайтс), що цілком задовольняє вимогам не тільки Fast Ethernet, але й більше швидкої Gigabit Ethernet. Важливо ще й те, що шина PCI застосовується не тільки в компютерах IBM PC, але й у компютерах PowerMac. Крім того, вона підтримує режим автоматичного конфігурування встаткування Plug-and-Play.
Режим (француз тілінде regіme, латын тілінде regіmen - басқару) - 1) мемлекеттік құрылыс, басқару тәсілі; 2) күнделікті өмір жұмыстың, демалыстың, тамақтанудың, ұйқының нақты белгіленген тәртібі; 3) белгілі мақсатқа жету үшін орнатылған ережелердің, шаралардың, нормалардың жиынтығы.
Видимо, у найближчому майбутньому на шину PCI буде орієнтована більшість мережних адаптерів. Недолік PCI у порівнянні із шиною ISA у тім, що кількість її слотів розширення в компютері, як правило, невелике (звичайно 3 слоти). Але саме мережні адаптери підключаються до PCI у першу чергу. Шина PC Card (стара назва PCMCIA) застосовується поки тільки в портативних компютерах класу Notebook. У цих компютерах внутрішня шина PCI звичайно не виводиться зовні. Інтерфейс PC Card передбачає просте підключення до компютера мініатюрних плат розширення, причому швидкість обміну із цими платами досить висока. Однак усе більше портативних компютерів оснащується убудованими мережними адаптерами, тому що можливість доступу до мережі стає невідємною частиною стандартного набору функцій. Ці убудовані адаптери знову ж підключені до внутрішньої шини PCI компютера. При виборі мережного адаптера, орієнтованого на ту або іншу шину, необхідно, насамперед, переконатися, що вільні слоти розширення даної шини є в компютері, що підключається до мережі. Варто також оцінити трудомісткість установки адаптера і перспективи випуску плат даного типу. Останнє може знадобитися у випадку виходу адаптера з ладу. Нарешті, зустрічаються ще мережні адаптери, що підключаються до компютера через паралельний (принтерний) порт LPT. Головне достоїнство такого підходу полягає в тому, що для підключення адаптерів не потрібно розкривати корпус компютера. Крім того, у цьому випадку адаптери не займають системних ресурсів компютера, таких як канали переривань і ПДП, а також адрес памяті й пристроїв уведеннявиводу. Однак швидкість обміну інформацією між ними й компютером у цьому випадку значно нижче, ніж при використанні системної шини. До того ж вони вимагають більше процесорного часу на обмін з мережею, сповільнюючи тим самим роботу компютера. Останнім часом усе більше зустрічається компютерів, у яких мережні адаптери убудовані в системну плату. Достоїнства такого підходу очевидний: користувач не повинен купувати мережний адаптер і встановлювати його в компютер.
Адаптер (лат. adapto– икемге келтіремін) - компьютер мүмкіндіктерін арттыруға пайдаланылатын электрондық тетік (плата).
Досить тільки підключити мережний кабель до зовнішнього рознімання компютера. Однак недолік полягає в тому, що користувач не може вибрати адаптер із кращими характеристиками. До інших найважливіших характеристик мережних адаптерів можна віднести: спосіб конфігурування адаптера; розмір установленої на платі буферної памяті й режими обміну з нею; можливість установки на плату мікросхеми постійної памяті для віддаленого завантаження (BootROM). можливість підключення адаптера до різних типів середовища передачі (кручена пара, тонкий і товстий коаксіальний кабель, оптоволоконий кабель); використовувана адаптером швидкість передачі по мережі й наявність функції її перемикання; можливість застосування адаптером повнодуплексного режиму обміну; сумісність адаптера (точніше, драйвера адаптера) з мережними програмними засобами. Конфігурування адаптера користувачем застосовувалося в основному для адаптерів, розрахованих на шину ISA. Конфігурування має на увазі настроювання на використання системних ресурсів компютера (адрес уведеннявиводу, каналів переривань і прямого доступу до памяті, адрес буферної памяті й памяті віддаленого завантаження). Конфігурування може здійснюватися шляхом установки в потрібне положення перемикачів (джамперів) або за допомогою прикладеної до адаптера DOS-програми конфігурування (Jumperless, Software configuration).
Программалық жасақтама (Программное обеспечение; software) (Software; soft - жүмсақ және ware - бүйым) - компьютердің жұмыс істеуіне арналған программалар жиынтығы, яғни программалық жасақтамалар.
При запуску такої програми користувачеві пропонується встановити конфігурацію апаратури за допомогою простого меню: вибрати параметри адаптера. Ця ж програма дозволяє зробити самотестування адаптера. Обрані параметри зберігаються в енергонезалежній памяті адаптера. У кожному разі при виборі параметрів необхідно уникати конфліктів із системними пристроями компютера й з іншими платами розширення. Конфігурування адаптера може виконуватися й автоматично в режимі Plug-and-Play при включенні живлення компютера. Сучасні адаптери зазвичай підтримують саме цей режим, тому їх легко може встановити користувач. Всі операції по конфігуруванню мережного адаптера необхідно проводити в строгій відповідності з документацією, що поставляється разом з ним, тому що кожний із численних виробників адаптерів звичайно вносить у них щось своє, оригінальне. Тому ніякі більш докладні універсальні рекомендації попросту неможливі. Втім, це відноситься до будь-яких електронних пристроїв. Від розміру буферної памяті адаптера залежить як швидкість роботи адаптера, так і його здатність тримати високі інформаційні навантаження. Розмір памяті звичайно становить від 8 Кбайт до декількох мегабайт. Чим більше память, тим більше переданих і прийнятих пакетів може в ній зберігатися. Для адаптерів, що працюють на виділеному сервері, великий обсяг буферної памяті просто необхідний, адже через нього підуть всі інформаційні потоки мережі.
Мегабайт (МБ) (ағылш. Megabyte, MB) - дерек көлемін өлшеу бірлігі, 1 048 576 байтқа тең.
Сервер (ағылш. server) - файлдар, қалталар және компьютерлердің деректері сияқты деректерге ортақ қатынасуды, сондай-ақ желі пайдаланушыларына электрондық пошта қызметтерін қамтамасыз ететін компьютер.
Втім, сама більша буферна память не допоможе, якщо компютер працює повільно, не встигає перекачувати прихожу по мережі інформацію. Для швидкості роботи адаптера важливий режим обміну компютера з буферною памяттю адаптера. Якщо адаптер підтримує режим прямого доступу до памяті (DMA - Direct Memory Access), режим прямого керування шиною (Bus Mastering) або режим поділу памяті, то він звичайно працює більш продуктивно, ніж адаптери, що не підтримують цих режимів. Більше того, адаптери, розраховані на швидку шину PCI і працюючі в режимах прямого доступу до памяті або прямого керування шиною, можуть і не мати потребу у великому обсязі буферної памяті, тому що інформація може передаватися адаптером прямо на пам’ять компютера й назад. Деякі адаптери підтримують функцію віддаленого завантаження по мережі. Для цього на платі адаптера встановлюється мікросхема постійної памяті (Boot ROM), у якій перебуває програма початкового завантаження. Таке рішення дозволяє використати бездискові робочі станції. Але зараз дана можливість застосовується не занадто часто, тому що практично всі компютери оснащені дисками. Всі функції по обслуговуванню обміну по мережі в мережному адаптері, як правило, виконує одна спеціалізована мікросхема або невеликий комплект мікросхем (2-3 штуки). Постачальників подібних комплектів мікросхем не так багато, тому дуже багато адаптерів виконані по подібних схемах. Однак організація обміну шини компютера з адаптером може бути різною, тому показники продуктивності адаптерів від різних виготовлювачів і показники надійності їхньої роботи, особливо в екстремальних умовах, сильно розрізняються. Адаптер може бути розрахований тільки на один тип середовища передачі, приміром, на кручену пару, але може також підтримувати можливість підключення декількох різних середовищ передачі, наприклад, тонкий й товстий коаксіальні кабелі. Для цього на платі встановлюються відповідні рознімання. Найбільш універсальні так звані адаптери Combo, які мають повний набір рознімань (BNC, RJ-45 й AUI для Ethernet). Для вибору конкретного типу середовища іноді використовуються перемикачі (джампери), як правило, їх декілька й перемикати їх треба обовязково всі разом. Іноді вибір середовища передачі здійснюється програмно. Адаптери Fast Ethernet випускаються як одношвидкісними (100 Мбітс), так і двохшвидкісними (10 Мбітс й 100 Мбітс). Двохшвидкисні плати (їх звичайно позначають 10100) трохи дорожче одношвидкісних, але зате вони можуть працювати в будь-якій мережі EthernetFast Ethernet без усяких проблем. Підтримка адаптером повнодуплексного режиму обміну по мережі поки що зустрічається нечасто. Це повязано з тим, що повнодуплексний режим вимагає й застосування повнодуплексних комутаторів. Це виявляється дуже дорого. Однак для потужних серверів великих мереж підтримка повнодуплексного режиму дуже бажана. Всі мережні адаптери повинні бути сертифіковані. Сертифікат FCC класу А дозволяє використати адаптер у бізнесі, сертифікат FCC класу В - у домашніх умовах. Стандарт передбачає безпечний рівень електромагнітного випромінювання мережного адаптера. При виборі адаптера дуже важливо звертати увагу на сумісність його драйвера з мережним програмним забезпеченням. Всі постачальники мережних програмних засобів (Novell, Microsoft й ін.
Microsoft Corporation (/maɪkrəˌsɒft/) - дүниежүзіндегі ең ірі компаниялардың бірі. Бағдарламалық қамсыздандыру өндірісінің және сервер мен жеке компьютерлер үшін интернет технологияларды құруы мен қызметін көрсететін АҚШ-та тіркелген көпұлтаралық компания.
) проводять роботу із сертифікації драйверів. Якщо такий сертифікат є, то можна бути впевненим, що проблем по сумісності не буде. З іншого боку, всі мережні програмні продукти поставляються з набором протестованих драйверів, сумісних з ними. Якщо драйвер придбаної плати входить у цей набір, то проблем теж, швидше за все, не буде.
Драйвер - (ағылш. drіver - жүргізуші) - компьютердің сыртқы құрылғылармен өзара әрекеттесуін басқаратын бағдарлама. Драйверлер компьютерді басқаратын операциялық жүйелердің (MS DOS, Wіndows, Unіcs, т.б.)
Солідні виробники мережних адаптерів регулярно поширюють обновлені, більш швидкі й універсальні версії драйверів для своїх плат. Низька ціна деяких адаптерів може породжуватися саме відсутністю сертифіката, поганою сумісністю із програмними засобами. Взагалі ж ціни на адаптери різних фірм і різних типів можуть розрізнятися в десятки разів. Реальна швидкість обміну інформацією з мережі являє собою інтегральний параметр, що залежить не тільки від адаптера, але й від компютера (швидкодії процесора й дисководу, обсягу системної памяті), середовища передачі (рівня перешкод), програмних засобів, величини завантаження мережі й т.д. Тому вибір найшвидшого (і дорогого) адаптера далеко не завжди гарантує помітний виграш у швидкості обміну. Наприклад, перехід з 8-розрядного адаптера ISA на 16-розрядний або з ISA адаптера на 32-розрядний PCI адаптер може практично не позначитися на швидкості. Проте, нерідкі ситуації, коли саме адаптер стає самим вузьким місцем у системі і його заміна може різко збільшити продуктивність мережі. Непрямі показники продуктивності адаптера вже були перераховані: продуктивніше всього працюють ті, які розраховані на PCI, підтримують режим поділу буферної памяті, у яких буферна память більшого обсягу. Швидше будуть ті адаптери, які максимальну кількість функцій виконують без участі процесора, опираючись на убудований інтелект. Але одержати реальні кількісні показники продуктивності можна тільки в результаті тестування мережі в цілому. Для цього існує цілий ряд тестових програм, найбільш відомі Perform3 компанії Novell й Netbench 3.0 фірми Ziff-Davis. Будь-які тестові програми слабко відбивають реальну ситуацію в мережі, але дозволяють порівнювати між собою різні мережні адаптери в умовах, близьких до реального й у реальній конфігурації апаратних засобів. Адаптери із зовнішніми трансіверами Адаптери Fast Ethernet можуть випускатися із зовнішнім, виносным модулем трансівера для підключення до середовища передачі (PHY). У цьому випадку для приєднання зовнішнього модуля трансівера до адаптера використовується інтерфейс MII (Media-Independent Interface), що передбачає використання 40-контактного рознімання, подібного до рознімання компютерного інтерфейсу SCSI. Змінний модуль трансівера може встановлюватися безпосередньо на платі адаптера (у спеціальний виріз плати), а може звязуватися із платою адаптера зовнішнім кабелем довжиною до 0,5 метра. При обчисленні повного часу затримки в мережі необхідно враховувати й затримку в цьому трансіверному MII кабелі. На платі трансівера розташовується мікросхема приємопередавача й рознімання, що залежить від типу середовища (MDI - Medium Dependent Interface), наприклад, RJ-45 для крученої пари. Таким чином, той самий адаптер може підтримувати обмін з будь-яким типом середовища за рахунок простої заміни порівняно дешевого трансівера. У цілому подібні складові адаптери виявляються дорожче звичайних адаптерів з убудованими приємопередавачами, але іноді їхнє застосування виправдане, якщо передбачається поступова заміна середовища передачі, наприклад, на оптоволоконні кабелі. Комутатори Комутатори Ethernet й Fast Ethernet Комутуючі концентратори (Switched Hubs) або, як їх ще називають, комутатори (Switches), перемикачі й свичи, можуть розглядатися, як найпростіший і дуже швидкий міст. Вони дозволяють розділити єдину мережу на кілька сегментів для збільшення припустимого розміру мережі або з метою зниження навантаження (трафіка) в окремих частинах мережі. На відміну від мостів, комутуючі концентратори не приймають прихожі пакети, а тільки переправляють із однієї частини мережі в іншу ті пакети, які цього потребують. Вони в реальному темпі надходження бітів пакета розпізнають адресу приймача пакета й ухвалюють рішення щодо того, чи треба цей пакет переправляти, і, якщо треба, то кому. Ніякої обробки пакетів не виконується, хоча й контролюється їхній заголовок. Комутатори практично не сповільнюють обміну по мережі. Але вони не можуть перетворювати формат пакетів і протоколів обміну по мережі.
Формат (фр. format - формаға келтіру) полиграфияда дайын басылымның мөлшері (мысалы 170 • 260 мм) немесе баспа қағазының мөлшері (60x90 см); полиграфияда теру форматы терілген жолдың ұзындығы мен биіктігі; басу қағазының форматы - қағаз рулонының ені немесе парақ қағаздың ені мен ұзындығы.
Оскільки комутатори працюють із інформацією, що перебуває усередині кадру, часто говорять, що вони ретранслюють кадри, а не пакети, як репітерні концентратори. Колізії комутатором не ретранслюються, що вигідно відрізняє його від більш простого репітерного концентратора. Можна сказати, що комутатори роблять більш глибокий поділ мережі, чим концентратори. Вони розділяють на частині зону колізій (Collision Domain) мережі, тобто область мережі, на яку поширюються колізії. Логічна структура комутатора досить проста. Вона містить у собі так звану перехресну (комутаційну) матрицю (Crossbar Matrix), у всіх точках перетинання якої можуть установлюватися звязки на час передачі пакета. У результаті пакет, що надходить із будь-якого сегмента, може бути переданий у будь-який інший сегмент.
Сегмент (segment) жедел жадтағы бірін-бірі жабатын бір деңгейдің тармақтарының оверлейлік құрылымды программадағы тобының бірі; теле-өндеуде - буферде орналасатын хабардың бөлігі; жазба немесе жазбаның бөлігі.
У випадку широкомовного пакета, адресованого всім абонентам, він передається в усі сегменти одночасно, крім того сегмента, по якому він прийшов. Крім перехресної матриці комутатор містить у собі память, у якій він формує таблицю MAC-адрес всіх компютерів, підключених до кожного з його портів. Ця таблиця створюється на етапі ініціалізації мережі й потім періодично обновляється для обліку змін конфігурації мережі. Саме на підставі аналізу цієї таблиці робиться вивід про те, які звязки треба замикати, куди відправляти пакет, що прийшов. Комутатор читає MAC-адреси відправника й одержувача в пакеті, що прийшов, і передає пакет у той сегмент, у який він адресований. Якщо пакет адресований абонентові з того ж сегмента, до якого належить відправник, то він не ретранслюється взагалі. Широкомовний пакет не передається в той сегмент, до якого приєднаний абонент відправник пакета.
Абонент (фр. abonner - жазылу) - абонементті пайдаланатын тұлға (адамдар тобы, мекеме, ұйым). Байланыс Абоненттің телефон, телеграф станциялары және радиоторап қызметін, есептеу техникасының абоненті - есептеу жүйесі қызметін пайдалануға құқығы бар.
Адреса відправника пакета заноситься в таблицю адрес (якщо його там ще немає). Комутатори випускаються на різне число портів. Найчастіше зустрічаються комутатори з 6, 8, 12, 16 й 24 портами. Слід зазначити, що мости, як правило, рідко підтримують більше 4 портів. Розрізняються комутатори із припустимою кількістю адрес на один порт. Цей показник визначає граничну складність сегментів, що підключають до порту, (кількість компютерів у кожному сегменті). Деякі комутатори дозволяють розбивати порти на групи, що працюють незалежно друг від друга, тобто один комутатор може працювати як два або три. Комутатори випускаються трьох видів залежно від складності, можливості нарощування кількості портів і вартості: комутатори з фіксованим числом портів (звичайно до 30); модульні комутатори (із числом портів до 100); стекові комутатори. Комутатори характеризуються двома показниками продуктивності: Максимальна швидкість ретрансляції пакетів виміряється при передачі пакетів з одного порту в іншій, коли всі інші порти відключені. Сукупна швидкість ретрансляції пакетів виміряється при активній роботі всіх наявних портів. Сукупна швидкість більше максимальної, але максимальна швидкість, як правило, не може бути забезпечена на всіх портах одночасно, хоча комутатори й здатні одночасно обробляти кілька пакетів (на відміну від моста). Головне правило, якого треба дотримуватися при розбивці мережі на частини (сегменти) за допомогою комутатора, називається правило 8020. Тільки при його виконанні комутатор працює ефективно. Відповідно до цього правила, необхідно, щоб не менш 80 відсотків всіх передач відбувалося в межах однієї частини (одного сегмента) мережі. І тільки 20 відсотків всіх передач повинно відбуватися між різними частинами (сегментами) мережі, проходити через комутатор. На практиці це звичайно зводиться до того, щоб сервер й активно працюючі з ним робочі станції (клієнти) розташовувалися на одному сегменті. Існує два класи комутаторів, що відрізняються рівнем інтелекту й способами комутації: комутатори з наскрізним вирізанням (Cut-Through); комутатори з нагромадженням і ретрансляцією (Store-and-Forward, SAF). Комутатори Cut-Through Комутатори Cut-Through- найпростіші й швидкі, вони не роблять ніякого буферізування пакетів і ніякої їхньої селекції. Про них часто говорять, що вони роблять комутацію на лету (on-the-fly). Ці комутатори буферізують тільки головну частину пакета, щоб прочитати 6-байтову адресу приймача пакета й ухвалити рішення щодо комутації, на яке в деяких комутаторів іде близько 10 бітових інтервалів. У результаті час очікування ретрансляції (затримка на комутаторі), що включає як час буферізування, так і час комутації, може становити близько 150 бітових інтервалів. Недолік даного типу комутатора полягає в тому, що він ретранслює будь-які пакети з нормальною головною частиною, у тому числі й свідомо помилкові пакети (наприклад, з неправильною контрольною сумою) і карликові пакети (довжиною менш 512 бітових інтервалів). Помилки одного сегмента ретранслюються в інший сегмент, що приводить до зниження пропускної здатності мережі в цілому. Ще одна проблема полягає в тому, що комутатори даного типу часто перевантажуються й погано обробляють ситуацію перевантаження. Наприклад, із двох або більше сегментів одночасно надходять пакети, адресовані тому самому сегменту. Але комутатор не може одночасно передати кілька пакетів в один сегмент, тому частина пакетів пропадає. Разом з тим комутатор не може ретранслювати й пакети, що приходять із того ж порту, у який комутатор передає в цей момент. Одне з удосконалень комутаторів Cut-Through одержало назву Interim Cut-Through Switching (ICS). Воно спрямовано на те, щоб уникнути ретрансляції карликових кадрів. Для цього на приймаючій стороні комутатора всі порти мають буферну память типу FIFO на 512 біт. Якщо пакет закінчується раніше, ніж буфер заповниться, то вміст буфера автоматично відкидається. Однак всі інші недоліки методу Cut-Through у цьому випадку зберігаються. Затримка ретрансляції комутаторів даного типу (ICS) збільшується приблизно на 400 бітових інтервалів у порівнянні зі звичайним Cut-Through. Комутатори Store-and-Forward Комутатори Store-and-Forward (SAF) являють собою найбільш дорогі й складні пристрої даного типу. Вони вже набагато ближче до мостів і позбавлені недоліків комутаторів Cut-Through. Головна їхня відмінність складається в повному буферізуванні у внутрішній буферній памяті FIFO всіх ретранслюємих пакетів. Розмір кожного буфера при цьому повинен бути не менше максимальної довжини пакета. Відповідно значно зростає й затримка комутації, вона становить не менш 12000 бітових інтервалів. Карликові пакети (менше 512 біт) і помилкові пакети (з неправильною контрольною сумою) таким комутатором відфільтровуються, не пересилаються. Перевантаження виникають набагато рідше, тому що є можливість відкласти на час передачу пакета. Буферна память (з організацією FIFO) може розміщуватися на приймаючій стороні всіх портів, на передавальній стороні портів (нагромадження перед ретрансляцією), а також може бути загальною для всіх портів, причому ці методи часто комбінуються для досягнення найбільшої гнучкості й збільшення продуктивності. Чим більше обсяг памяті, тим краще комутатор справляється з перевантаженням. Але з ростом обсягу памяті підвищується й вартість устаткування. Росте й вимога до швидкодії комутатора. Іноді до складу комутатора включається й універсальний процесор, але частіше комутатори виконуються на спеціалізованих швидкодіючих мікросхемах, жорстко спеціалізованих саме на завданнях комутації пакетів. Комутатори SAF на відміну від інших типів комутаторів можуть підтримувати одночасно різні швидкості передачі (10 Мбітс й 100 Мбітс). Повне буферізування пакету цілком дозволяє передавати його не з тією швидкістю, з якою він надійшов. У результаті частина портів комутатора може працювати з мережею Ethernet, інша - з Fast Ethernet, причому деякі комутатори автоматично налаштовують свої порти на швидкість передачі підключеного до порту сегмента. Комутатори SAF полегшують перехід з Ethernet на Fast Ethernet. Існують уже й комутатори, що підтримують обмін з Gigabit Ethernet на швидкості 1000 Мбітс. Але на відміну від мостів комутатори, як правило, не міняють формат пакетів, тому мережі з різними форматами пакетів не можна поєднувати з їхньою допомогою. Випускаються також так звані гібридні (або адаптивні) комутатори, які можуть автоматично перемикатися з режиму Cut-Through у режим SAF і навпаки. При малому навантаженні й низькому рівні помилок вони працюють як більш швидкі Cut-Through комутатори, а при великому навантаженні й значній кількості помилок переходять у більше повільний, але більше якісний режим SAF. Нарешті, ще одне важливе достоїнство комутаторів у порівнянні з репітерними концентраторами полягає в тому, що вони можуть підтримувати режим повнодуплексного звязку. Як ми вже відзначали, при цьому режимі спрощується обмін у мережі, а швидкість передачі в ідеалі подвоюється (20 Мбітс для Ethernet, 200 Мбітс для Fast Ethernet). Переваги тай недоліки повнодуплексного режиму наступні. Сегменти на крученій парі й на оптоволоконному кабелі в кожному разі використовують дві лінії звязку, які передають інформацію в різні сторони. (Це не відноситься до сегментів 100BASE-T4, що містять двонаправлені кручені пари, що передають в обидва боки по черзі). Але в стандартному напівдуплексному режимі інформація не передається по цих лініях звязку одночасно (це означає колізію, у результаті чого передача припиняється). Однак, якщо адаптер і комутатор, звязані цими ж двома лініями, підтримують повнодуплексний режим, то одночасна передача інформації можлива. Безсумнівно, апаратура адаптера й комутатора повинна при цьому забезпечувати пакета й передачу свого пакета одночасно. Повнодуплексний режим у принципі виключає будь-яку можливість колізії й робить непотрібним складний алгоритм керування обміном CSMACD.
Алгоритм, алгорифм (ағылшынша: algorіthm, algorіsmus - Әл-Хорезмидің атынан шыққан) - бастапқы берілген мәліметтермен бір мәнде анықталатын нәтиже алу үшін қай амалды (жұмысты) қандай ретпен орындау қажеттігін белгілейтін есептерді (мәселелерді) шешу (математикалық есеп-қисаптар орындау, техникалық объектілерді жобалау, ғылыми-зерттеу жұмысын жүргізу т.б.)
Қағида немесе принцип (лат. principim – принцип; негіз, алғы бастама) - белгілі білім жүйесінің түп-негізі, алғы бастамасы, абстрактылы түрдегі ең қысқа жалпылама мазмұны. Ғылыми танымда идея, теория, әдіс сияқты таным түрлерімен өзара байланыста тұжырымдалады.
Кожний з абонентів (адаптер і комутатор) може передавати в цьому випадку в будь-який момент без очікування звільнення мережі. У результаті мережа нормально функціонує навіть при навантаженні, що наближається до 100 (у напівдуплексному режимі - не більше 30-40). Цей режим зручний для високошвидкісних серверів і високопродуктивних робочих станцій. Крім того, відмова від методу CSMACD автоматично знімає обмеження на розмір мережі, повязані з обмеженнями на подвійний час поширення сигналу. Особливо це важливо для Fast Ethernet й Gigabit Ethernet. При повнодуплексному режимі обміну розмір будь-якої мережі обмежений тільки загасанням сигналу в середовищі передачі. Тому, наприклад, мережі Fast Ethernet й Gigabit Ethernet можуть використати оптоволоконні сегменти довжиною 2 кілометри або навіть більше. При стандартному напівдуплексному режимі й методі CSMACD це було б у принципі неможливо, тому що подвійний час поширення сигналу для Fast Ethernet не повинний перевищувати 5,12 мкс, а для Gigabit Ethernet - 0,512 мкс (а при переході на мінімальну довжину пакета в 512 байт - 4,096 мкс). Таким чином, повнодуплексний режим можна розглядати як наближення до топології класичної (активної) зірки. Як й в активній зірці, тут не може бути конфліктів, але вимоги до центра (як по надійності, так і по швидкодії) надзвичайно великі. Як і при активній зірці, будувати мережі з великою кількістю абонентів важко, необхідно використовувати багато центрів (у цьому випадку - комутаторів). Як і при активній зірці, вартість устаткування виявляється досить високою, тому що крім мережних адаптерів і сполучних кабелів потрібні складні, швидкі й дорогі комутатори. Але, видимо, все це неминуча плата за підвищення швидкості обміну. Строго говорячи, повнодуплексні мережі вже важко назвати класичними Ethernet й Fast Ethernet, тому що в них уже нічого не залишається ні від топології шина, ні від методу CSMACD. Зберігається тільки формат пакета й (не завжди) метод кодування. У цей час комутуючі концентратори (комутатори) виконують усе більше функцій, що традиційно відноситься до мостів. У межах однієї мережі або однотипних мереж з однаковими форматами пакетів (Ethernet й Fast Ethernet) комутатори усе більше витісняють мости, тому що вони більш швидкі й дешеві. На частку мостів залишається тільки зєднання різнотипних мереж, що зустрічається не так вже і часто. Ця тенденція простежується й в інших областях електроніки: вузько спеціалізовані швидкі пристрої витісняють універсальні, більш повільні. Мости Мости Ethernet й Fast Ethernet Мости донедавна були основними пристроями, що застосовувалися для розбивки мережі на частини (тобто для сегментування мережі). Їхня вартість менше, ніж маршрутизаторів, а швидкодія вище, до того ж вони, як і комутатори, прозорі для протоколів другого рівня моделі OSI. Абоненти мережі можуть не знати про наявність у мережі мостів, і всі їхні пакети доходять до потрібного адресата по мережі без усяких проблем. По функціях міст дуже близький до комутатора, але повільніше, ніж комутатор. Міст звичайно має від двох до чотирьох портів, причому кожний з них зєднаний з одним із сегментів мережі. У випадку, коли міст виконується на базі універсального компютера, у цей компютер просто встановлюється потрібне число мережних адаптерів, і до кожного з адаптерів підключається сегмент мережі. Комутатор у цьому змісті набагато зручніше, він має значно більше портів (не менш 8). Як й у випадку комутаторів, конфігурація мережі з мостами може бути досить складною, але в ній у жодному разі не повинно бути замкнутих маршрутів (петель), тобто альтернативних шляхів доставки пакетів. Це звязано в першу чергу з тим, що мости, як і комутатори прозорі для широкомовних пакетів. Якщо в мережі є петлі, то в результаті багаторазового проходження широкомовних пакетів по замкнутому маршруті виникають перевантаження мережі (так називані широкомовні шторми) і ряд інших проблем. Для того, щоб цього не відбувалося, у мостах передбачається так званий алгоритм остовного дерева (spanning tree), що дозволяє відключати порти, що беруть участь у створенні петель у результаті діалогу (обміну керуючими пакетами) між всіма мостами мережі. Завдяки цьому, можна спеціально дублювати зєднання сегментів за допомогою мостів (створювати петлі) для того, щоб при відмові однієї з ліній звязку автоматично відновлювати цілісність мережі по альтернативному маршруту. Комутатори звичайно не підтримують алгоритм остовного дерева за винятком самих складних і дорогих. Так що в цьому змісті міст більше універсальний, чим комутатор. Традиційно мости підрозділяються на внутрішні й зовнішні. Внутрішні мости виконуються на основі компютера-сервера, у який установлюють мережні адаптери (звичайно до чотирьох), підключені до різних сегментів мережі. Строго говорячи, саме ці мережні адаптери й відповідні програмні засоби й називаються внутрішнім мостом. Зовнішній міст являє собою робочу станцію, у яку встановлені два мережних адаптери. У цьому випадку, на відміну від внутрішнього моста, сегменти можуть бути тільки однотипними (наприклад, Ethernet-Ethernet). Зовнішній міст може бути виділеним (dedicated) або невиділеним (non-dedicated) залежно від того, чи виконує компютер робочої станції ще які-небудь функції, крім мережних. Термін зовнішній уживається в цьому випадку стосовно сервера, як основного компютера мережі. У будь-якій мережі може бути присутнім одночасно як зовнішній, так і внутрішній міст або кілька мостів. Мости, як і комутатори, розділяють зону конфлікту (область колізії, Collision Domain), але не розділяють широкомовну область (Broadcast Domain), тобто ту частину мережі, у якій вільно проходять широкомовні пакети. У результаті поділу зони конфліктів навантаження на кожен сегмент зменшується, а обмеження на розмір мережі переборюється. Одночасно міст може обробляти (ретранслювати) тільки один пакет, а не декілька, як комутатор. Справа в тому, що всі функції моста виконуються послідовно одним центральним процесором. Саме тому міст працює значно повільніше, ніж комутатор. Як й у комутаторі, будь-який пакет, що приходить на один з портів моста, обробляється в такий спосіб: Міст виділяє MAC-адресу джерела (відправника) пакета й шукає його в таблиці адрес абонентів, що відноситься до даного порту. Якщо цієї адреси в таблиці немає, то він туди додається. Таким чином, автоматично формується таблиця адрес всіх абонентів кожного сегмента з підключених до портів моста. Міст виділяє адресу приймача (одержувача) пакета й шукає його в таблицях адрес, що відносяться до всіх портів. Якщо пакет адресований у той же сегмент, з якого він прийшов, то він не ретранслюється. Якщо пакет широкомовний або багатопунктовий (груповий), то він ретранслюється в усі порти. Якщо пакет однопунктовий (адресований одному абонентові), то він ретранслюється тільки в той порт, до якого приєднаний сегмент із цим абонентом. Нарешті, якщо адреса приймача не виявлена у жодній з таблиць адрес, то пакет посилається в усі порти (як широкомовний). Таблиці адрес абонентів мають обмежений розмір, тому вони формуються так, щоб мати можливість автоматичного відновлення їхнього вмісту. Адреси тих абонентів, які довго не надсилають пакетів, через заданий час (по стандарту IEEE 802.1D він дорівнює 5 хвилинам) стираються з таблиці. Це гарантує, що адреса абонента, відключеного від мережі або перенесеного в інший сегмент, не буде займати зайвого місця в таблиці. Оскільки міст, подібно комутатору, аналізує інформацію усередині кадру (фізичні адреси, MAC-адреси), часто говорять, що він ретранслює кадри, а не пакети (на відміну від репітера або репітерного концентратора). Як й у випадку комутаторів, для ефективної роботи моста необхідно виконувати правило 8020, тобто більшість передач (не менш 80) повинна бути внутрісегментними, а не міжсегментними. Подібно комутаторам Store-and-Forward, мости можуть підтримувати обмін між сегментами з різною швидкістю передачі (Ethernet й Fast Ethernet), а також забезпечувати сполучення напівдуплексних і повнодуплексних сегментів. Повний прийом пакетів до буферної памяті моста і їхня наступна передача легко вирішують такі проблеми. Тобто мости й комутатори дуже близькі по своїх характеристиках. Однак у моста є велика перевага. Мости можуть не тільки зєднувати однойменні сегменти, але також сполучати мережі Ethernet й Fast Ethernet з мережами будь-яких інших типів, наприклад, FDDI або Token-Ring, що не під силу більшості комутаторів. Тому мости, хоч і витісняються комутаторами, все-таки не зникнуть найближчим часом. Mаршрутизатори Mаршрутизатори Ethernet й Fast Ethernet Маршрутизатори, як і мости або комутатори ретранслюють пакети з однієї частини мережі в іншу (з одного сегмента в іншій). Споконвічно маршрутизатор від моста відрізнявся тільки тим, що на компютері, що зєднує дві або більше частини мережі, було встановлено інше програмне забезпечення. Але між маршрутизатором і мостом існують і принципові відмінності: Маршрутизатори працюють не з фізичними адресами пакетів (MAC-адресами), а з логічними мережними адресами (IP-адресами або IPX-адресами). Маршрутизатори ретранслюють не всю прихожу інформацію, а тільки ту, котра адресована їм особисто, і відкидають (не ретранслюють) широкомовні пакети, розділяючи тим самим широкомовну область мережі (Broadcast Domain). Всі абоненти обовязково повинні знати про присутність у мережі маршрутизатора. Вони не прозорі для абонентів на відміну від мостів і комутаторів. Саме головне - маршрутизатори підтримують мережі з безліччю можливих маршрутів, шляхів передачі інформації, так називані ячеісті мережі (meshed networks). Мости ж вимагають, щоб у мережі не було петель, щоб шлях поширення інформації між двома будь-якими абонентами був єдиним. Маршрутизатори складніше мостів і комутаторів й, отже, дорожче (наприклад, вартість комутації в Ethernet приблизно в 10 разів нижче вартості маршрутизації). Маршрутизаторами складніше управляти, вони майже завжди значно повільніше комутаторів. Зате вони забезпечують найглибший поділ мережі на частині. Якщо репітерні концентратори всього лише повторюють всі пакети, що надійшли на них (рівень 1 моделі OSI), а комутатори й мости ретранслюють тільки міжсегментні й широкомовні пакети (рівень 2 моделі OSI), то маршрутизатори зєднують практично самостійні мережі, зберігаючи при цьому можливість передачі інформації між ними (рівень 3 моделі OSI). Розмір мережі з маршрутизаторами практично нічим не обмежений: ні припустимими розмірами зони конфліктів, ні припустимою кількістю широкомовних пакетів (які можуть просто не залишати місця для звичайних, однопунктових пакетів), ні можливими для комутаторів і мостів різноманітними перевантаженнями. При цьому легко забезпечуються альтернативні, дублюючі шляхи поширення інформації для збільшення надійності звязку. Для ухвалення рішення про вибір маршруту кожен маршрутизатор формує у своїй памяті таблиці даних, які містять: Номера всіх мереж, підключених до даного маршрутизатора; Список всіх сусідніх маршрутизаторів; Список MAC-адрес й IP (IPX)-адрес всіх абонентів мереж, підключених до маршрутизатора. Цей список автоматично обновляється, як й у випадку мостів і комутаторів. Крім того, список всіх доступних маршрутизаторів повинен бути в кожного абонента мережі. Саме маршрутизатори найчастіше використовуються для звязку локальних мереж із глобальними, зокрема, з Інтернет, що може розглядатися як повністю маршрутизуєма мережа. Перетворити протоколи локальних мереж у протоколи глобальних мереж для маршрутизатора цілком під силу. Маршрутизатори часто застосовуються для обєднання опорною (стрижневою) мережею типу FDDI безлічі локальних мереж або для звязку локальних мереж різних типів. Перетворення формату пакетів, необхідне в даній ситуації, для маршрутизатора не представляє ніякої складності. Наприклад, великі пакети мережі FDDI можуть розбиватися (фрагментуватися) на кілька менших пакетів Ethernet. Маршрутизатори також легко перетворюють швидкості передачі, звязуючи, наприклад, між собою мережі Ethernet, Fast Ethernet й Gigabit Ethernet. Не пропускаючи широкомовних пакетів, вони краще справляються із цим завданням, чим мости або комутатори, тому що захищають повільні сегменти від перевантажень із боку швидких сегментів. Маршрутизатори іноді поєднують між собою. Безліч сполучених один з одним маршрутизаторів можуть утворювати так називану хмару (Cloud), що представляє собою, по суті, один гігантський маршрутизатор. Таке зєднання забезпечує винятково гнучкий і надійний звязок між всіма підключеними до нього локальними мережами. Можна вважати, що репітерні концентратори працюють із пакетами, а мости й комутатори - з кадрами. Маршрутизатори обробляють адресну інформацію, що відноситься до структури дейтаграми IP (IPX), що вкладена в область даних кадру, у свою чергу вкладеного в пакет. Тому говорять, що вони працюють із дейтаграмами, або ретранслюють дейтаграми. Маршрутизатор аналізує мережну IP-адресу дейтаграми або мережну IPX-адреса дейтаграми. В обидві ці адреси входять номер мережі, і саме ці мережі зєднує маршрутизатор. Мережами в цьому випадку називаються широкомовні області (Broadcast Domain). Кожен абонент, перш ніж послати пакет, визначає, чи може він послати його безпосередньо одержувачеві або ж йому треба скористатися послугами маршрутизатора. Якщо номер власної мережі передавального абонента збігається з номером мережі абонента, якому повинен передаватися пакет, то пакет передається безпосередньо, без маршрутизації. Якщо ж адресат перебуває в іншій мережі, то передана дейтаграма повинна бути відправлена маршрутизатору, який потім переправить її в потрібну мережу. При цьому виходить, що пакет у цілому адресований маршрутизатору (як одному з абонентів власної мережі), а укладена в ньому дейтаграма адресована абонентові з іншої мережі, якому вона і призначена. Маршрутизатор аналізує IP (або IPX) адреси в прихожій у складі пакета дейтаграмі й перетворює пакет, що прийшов по одній з мереж, у пакет, призначений для іншої мережі. У поле адрес переданого пакета він ставить MAC-адресу одержувача й свою MAC-адресу, як відправника пакета. Відповідний пакет точно так само повинен пройти через посередника - маршрутизатор. Гарний маршрутизатор дуже дорогий і складний у настроюванні й експлуатації. Тому використовувати його треба тільки в тих випадках, коли це дійсно необхідно, наприклад, коли застосування комутаторів і мостів не дозволяє перебороти перевантаження мережі.


жүктеу 233.32 Kb.