Сетевые адаптеры.
Сетевой адаптер (контроллер)– электронное устройство для соединения компьютера с локальной вычислительной сетью. Выпускается в виде отдельной платы расширения (плата сетевого адаптера, сетевая карта) либо интегрируется в материнскую плату компьютера.
Сетевой адаптер выступает в качестве физического интерфейса между компьютером и сетевым кабелем.
Платы вставляются в слоты расширения сетевых компьютеров и серверов. К разъему, или порту, платы подключается сетевой кабель.
Назначение сетевого адаптера:
подготовка данных, поступающих от компьютера, к передаче по сетевому кабелю;
передача данных в кабельную систему;
прием данных из кабеля;
перевод принятых данных в форму, понятную центральному процессору компьютера.
Сетевой адаптер принимает параллельные данные с шины данных компьютера и организует их для последовательной (побитовой) передачи. Этот процесс завершается переводом цифровых данных в электрические или оптические сигналы, которые передаются по сетевым кабелям.
Каждая плата сетевого адаптера имеет адрес – чтобы ее можно было отличить от других сетевых плат. Адрес представляет собой двоичное число размером 6 байт. Пример: 00-C0-DF-08-F7-28. Уникальность адреса гарантируется производителем сетевой платы. Аппаратный адрес сетевого адаптера «зашивается» в микросхемы платы.
Сетевой адаптер (NIC) вместе со своим драйвером реализует второй, канальный уровень модели OSI. Точнее, они выполняют функции физического и MAC-уровней стека IEEE 802, в то время как LLC-уровень реализуется отдельным модулем, единым для всех драйверов сетевых адаптеров. Сетевой адаптер совместно с драйвером выполняют две операции: передачу и прием кадра. При передаче они принимают кадр от LLC-уровня, формируют кадр данных MAC-уровня, заполняя адреса назначения и источника и вычисляя контрольную сумму. Затем осуществляется кодирование и передача сигналов в кабель. При приеме кадра адаптер осуществляет выделение сигнала на фоне шумов, декодируются, проверяется контрольная сумма, из MAC-кадра извлекается LLC-кадр и передается протоколу LLC. Аппаратный адрес сетевого адаптера также называют адресом MAC-уровня или MAC-адресом.
В зависимости от того, какой протокол реализуют адаптеры, они делятся на Ethernet-адаптеры, Token Ring-адаптеры и т.д. Так как протоколы Ethernet/Fast Ethernet/Gigabit Ethernet позволяют автоматически выбрать скорость работы сетевого адаптера в зависимости от возможностей сети, многие адаптеры Ethernet сегодня поддерживают несколько скоростей работы и имеют в названии приставку 10/100/1000.
Повторители и концентраторы.
Повторитель (repeater) – используется для физического соединения сегментов кабеля локальной сети. Повторитель передает сигналы, приходящие из одного сегмента сети, в другие ее сегменты.
Повторитель позволяет преодолеть ограничения на длину линии связи за счет улучшения качества передаваемого сигнала.
Повторитель, который имеет несколько портов и соединяет несколько физических сегментов, называют концентратором или хабом (hub – основа, центр деятельности).
Концентраторы используют во всех базовых технологиях локальных сетей.
Концентратор всегда изменяет физическую топологию сети, но при этом оставляет без изменения ее логическую топологию.
Концентраторы вместе с сетевыми адаптерами и кабельной системой представляют тот минимум оборудования, с помощью которого можно создать локальную сеть. Такая сеть будет представлять собой общую разделяемую среду, доступ к которой осуществляется в соответствии с одним из протоколов локальных сетей. Для каждой технологии выпускаются свои концентраторы – Ethernet, Token Ring и т.д.
Основная функция концентратора – повторение кадра либо на всех портах (Ethernet), либо только на некоторых в соответствии с алгоритмом, определенным соответствующим стандартом.
Концентраторы одной технологии могут различаться количеством портов (8-72 для Ethernet), поддержкой нескольких типов кабелей и т.п.
Порты повторителей и концентраторов не имеют аппаратных адресов.
Кроме этого концентратор может реализовывать множество дополнительных функций:
Отключение портов. Концентратор отключает некорректно работающие узлы, изолируя сеть от возникших в узле проблем. Эту функцию называют автосегментацией.
Поддержка резервных связей. Стандартизована только в технологии FDDI. Для остальных стандартов разработчики применяют свои частные решения. Поскольку в типовых топологиях запрещены петлевидные связи, резервными связями соединяют отключенные порты. Если основной порт отключается, концентратор делает активным резервный порт.
Защита от несанкционированного доступа. Разделяемая среда предоставляет удобную возможность для несанкционированного доступа к данным. Для этого достаточно подключить компьютер с анализатором протокола к свободному разъему концентратора. Один способ защиты – назначение порту концентратора MAC-адреса станции, которой разрешено подключаться к этому порту. Другой способ – искажение данных в пакетах, передаваемых портам с адресом, отличным от адреса узла назначения.
Многосегментные концентраторы. Концентратор может иметь несколько внутренних шин, предназначенных для создания нескольких разделяемых сред. Каждый порт концентратора может быть связан с любой из шин. Соединение порта с шиной выполняется программным способом, например с помощью конфигурирования через консольный порт.
Управление по протоколу SNMP. Позволяет осуществлять централизованное управление концентраторами по сети. Для этого концентратор должен иметь отдельный порт управления, который имеет адрес.