4. Аппаратные средства сетей эвм
Сетевой адаптер - это самая главная часть аппаратуры локальной сети. Сетевой адаптер - устройство, которое выполняет буферизацию, форматирование и управляющие функции, обеспечивая интерфейс между ЭВМ и последовательной асинхронной линией связи. Минимальный набор аппаратуры, которым надо оснастить компьютеры для объединения их в локальную сеть, должен включать в себя адаптеры (по одному на каждый компьютер) и соединительные кабели с соответствующими разъемами. Все остальное оборудование сети служит для улучшения ее характеристик, а также для повышения удобства ее использования.
Все остальные аппаратные средства локальных сетей имеют вспомогательное назначение. Одни из них служат для объединения нескольких сетевых адаптеров в требуемую конфигурацию сети: повторители или репитеры (repeaters) и концентраторы, распределители (hub) и коммутаторы (switch). Другие предназначены для объединения нескольких локальных сетей в единую сеть: мосты (bridges), маршрутизаторы (routers) и шлюзы (gateways).
Повторитель или репитер выполняет более простую задачу, чем трансивер. Его назначение состоит только в том, чтобы восстановить форму сигнала, искаженного прохождением в длинной линии.
Повторитель, который имеет несколько портов и соединяет несколько физических сегментов, называют концентратором или хабом. Концентратор данных - функциональный блок, позволяющий соединять несколько каналов связи с меньшим числом более скоростных каналов. С точки зрения обработки информации концентраторы можно разделить на активные и пассивные.
Для объединения нескольких разнородных сетей, использующих разные протоколы обмена нижнего уровня в единую сеть, используется такая сетевая аппаратура, как мосты, маршрутизаторы и шлюзы. В результате объединения разнородная сеть, с точки зрения конечного пользователя, выглядит самой обычной сетью. Так как эти устройства производят достаточно сложную обработку информации, их чаще всего реализуют на базе специально выделенных для этих функций персональных компьютеров.
Мост - блок, обеспечивающий прозрачное соединение нескольких локальных сетей или нескольких частей одной и той же сети, работающих с разными протоколами. К компьютеру подключается несколько адаптеров (обычно не больше 4), поддерживающих обмен по соответствующим стандартам, которые включены в свои сетевые сегменты. Мост принимает пакеты от каждой из сетей, анализирует, кому они адресованы, и в случае необходимости передает их в другую сеть. Деление сети мост видит упрощенно - он запоминает, через какой порт на него поступили данные от каждого компьютера в сети, и в дальнейшем передает кадры, предназначенные для этого компьютера, на этот порт. Мост изолирует трафик одной подсети от трафика другой, повышая общую производительность передачи данных в сети. Т.е. каждая сеть работает со своими собственными пакетами, и только при необходимости через мост приходят пакеты из другой сети, адресованные компьютерам данной сети. Очевидно, что мост должен иметь высокое быстродействие, иначе он может замедлять работу сложной сети.
Маршрутизатор - блок, обеспечивающий выбор маршрута передачи данных между несколькими сетями, имеющими различную архитектуру или протоколы. Маршрутизатор собирает информацию о топологии межсетевых соединений и на ее основании пересылает данные в сеть назначения. Применяются маршрутизаторы в сильно разветвленных сетях, имеющих несколько параллельных маршрутов. Маршрут представляет собой последовательность маршрутизаторов, через которые передается пакет. Критерием при выборе маршрута часто бывает не только самый короткий путь (который не всегда бывает лучшим), а, например, время передачи данных по этому маршруту или надежность передачи. Время передачи данных зависит от пропускной способности каналов связи и интенсивности трафика, которая может изменяться с течением времени. Маршрутизатор принимает решение на основе средних показателей за длительное время.
Маршрутизаторы не преобразуют протоколы нижнего уровня, поэтому их применяют только для связи однородных сетей.
Шлюзы - устройства для соединения совершенно разных сетей, использующих разные и абсолютно несовместимые протоколы обмена. В этом случае необходимо полностью преобразовывать весь поток информации, включая коды, форматы, методы управления и т.д., что и выполняют шлюзы. Часто их стоимость превышает стоимость всей сети в целом.
Мультиплексор - устройство, позволяющее использовать один физический канал связи для нескольких одновременных и независимых передач данных. Канал должен иметь значительную пропускную способность, чтобы можно было использовать его в режиме разделения. Применение мультиплексоров может существенно уменьшить потребность в используемых каналах связи. Мультиплексоры "голос-данные" предназначены для совмещения в рамках одной сети компьютерного и голосового трафиков. Поэтому эти мультиплексоры кроме входных интерфейсов локальных сетей имеют и интерфейсы для подключения телефонов и офисных АТС. Использование мультиплексоров "голос-данные" предполагает на другом конце территориальной сети наличие аналогичного мультиплексора, который выполняет разделение голосового и компьютерного трафика на отдельные потоки.
Согласно модели OSI повторители и концентраторы связывают две сети (два сегмента сети) на физическом уровне OSI, мосты - на канальном уровне, маршрутизаторы - на сетевом, а шлюзы - на более высоких уровнях.
Модем - устройство, преобразующее цифровые сигналы в аналоговые для последующей передачи по каналу и выполняющее обратное преобразование. Слово модем - это сокращение от слов модуляция-демодуляция. Модем видоизменяет сигнал несущей (амплитуду, частоту или фазу) для того, чтобы он мог нести модулирующий (который модулирует несущую) сигнал. Различают модемы с частотной, амплитудной и фазовой модуляцией.