125 Кібербезпека / Магістр (вступні питання)

35. Середовища та канали передачі даних в комп’ютерних мережах.

Середовища передачі даних поділяються на дві категорії. Кабельна середовище передачі (носій) - з центральним провідником, укладеним в

електромагнітного спектру, що представляє собою звичайний електричний струм і іноді радіохвилі.

Бездротова середовище передачі даних передбачає використання більш

високих частот електромагнітного спектру.

Це радіохвилі, мікрохвилі і інфрачервоні промені. Таке середовище необхідна для мобільних комп'ютерів або мереж, які передають дані на великі

комп'ютерних мережах використовуються три типи кабелів.

Вита пара (twisted pair) — кабель зв'язку, який є витою парою мідних проводів (або декілька пар проводів), обмотаних ізолюючою оболонкою.. Існує два типи цього кабелю: неекранована вита пара UTP і екранована вита пара

STP. Характерною для цього типу кабелів є простота монтажу. Даний кабель є найдешевшим і поширеним видом зв'язку. Кабель підключається до мережевих пристроїв при допомозі з'єднувача Rj45. До недоліків кабелю "вита пара"

можна віднести можливість простого несанкціонованого підключення до мережі. Вона дозволяє передавати інформацію з швидкістю до 10 Мбіт/с, легко нарощується, проте є перешкодонезахищеною. Довжина кабелю не може перевищувати 1000 м при швидкості передачі 1 Мбіт/с. Перевагами є низька ціна і нескладна установка. Для підвищення перешкодозахисної інформації

часто використовують екрановану виту пару, тобто виту пару, поміщену в екрануючу оболонку, подібно до екрану коаксіального кабелю. Це збільшує вартість витої пари і наближає її ціну до ціни коаксіального кабелю.

Коаксіальний кабель (coaxial cable) - це кабель з центральним мідним дротом, який оточений шаром ізолюючого матеріалу для того, щоб відокремити центральний провідник від зовнішнього провідного екрану (мідного обплетення або шар алюмінієвої фольги). Зовнішній провідний екран кабелю покривається

ізоляцією.

Існує два типи коаксіального кабелю: тонкий коаксіальний кабель діаметром 5 мм і товстий коаксіальний кабель діаметром 10 мм. У товстого коаксіального кабелю загасання менше, ніж у тонкого. Коаксіальний кабель більш перешкодозахисний, ніж вита пара і знижує власне випромінювання.

Швидкість передачі інформації від 1 до 10 Мбіт/с, а в деяких випадках може досягати 50 Мбіт/с. Коаксіальний кабель використовується для основної і

широкосмугової передачі інформації і має середню ціну.

Оптоволоконний кабель (fiber optic) – це оптичне волокно на кремнієвій або пластмасовій основі, Оптичне волокно передає сигнали тільки в одному напрямі, тому кабель складається з двох волокон. На передавальному кінці оптоволоконного кабелю потрібне перетворення електричного сигналу в

світловій, а на приймальному кінці зворотне перетворення.

Основна перевага цього типу кабелю – надзвичайно високий рівень

перешкодозахисної і відсутність випромінювання. Несанкціоноване підключення дуже складно. Швидкість передачі даних 3гбіт/c.

Основні недоліки оптоволоконного кабелю – це складність його

монтажу, невелика механічна міцність і чутливість до іонізуючих випромінювань.

Оптоволоконні лінії. Найбільш якісним середовищем передачі даних є оптопровідники, звані також скловолоконним кабелем. Швидкість розповсюдження інформації по ним досягає декілька гігабіт в секунду.

Допустиме видалення більше 50 км. На даний момент це найбільш дороге з'єднання для ЛОМ. Застосовується там, де виникають електромагнітні поля

перешкод або потрібна передача інформації на дуже великі відстані без використання повторювачів. Вони володіють протипідслуховуючими властивостями, оскільки техніка відгалужень в оптоволоконних кабелях дуже складна. Оптопровідники об'єднуються в ЛОМ за допомогою зіркоподібного з'єднання.

Безпровідні (радіоканали наземного і супутникового зв'язку) канали передачі даних.

Радіоканали наземного (радіорелейного і стільникового) і супутникового зв'язку утворюються за допомогою передавача і приймача радіохвиль і відносяться до технології безпровідної передачі даних.

Радіоканали передачі даних MMDS (Multichannel Multipoint Distribution System). Ці системи здатна обслуговувати територію в радіусі 50-60 км, при цьому пряма видимість передавача оператора є не обов'язковою. Середня гарантована швидкість передачі даних складає 500 Кбіт/с - 1 Мбіт/с, але можна забезпечити до 56 Мбіт/с на один канал.

LMDS (Local Multipoint Distribution System) - це стандарт стільникових мереж безпровідної передачі інформації для фіксованих абонентів. Система будується за стільниковим принципом, одна базова станція дозволяє охопити район радіусом декілька кілометрів (до 10 км) і підключити декілька тисяч абонентів. Самі БС об'єднуються один з одним високошвидкісними наземними каналами зв'язку або радіоканалами. Швидкість передачі даних до 45 Мбіт/c.

Радіоканали передачі даних для локальних мереж. Стандартом безпровідного зв'язку для локальних мереж є технологія Wi - Fi. Wi - Fi

забезпечує підключення в двох режимах: точка-точка (для підключення двох ПК) і інфраструктурне з'єднання (для підключення декілька ПК до однієї точки доступу). Швидкість обміну даними до 11 Mбіт/с при підключенні точка-точка і до 54 Мбіт/с при інфраструктурному з'єднанні.

Радіоканали передачі даних Bluetooth - це технологія передачі даних на короткі відстані (не більше 10 м) і може бути використана для створення домашніх мереж. Швидкість передачі даних не перевищує 1 Мбіт/с.

36. Основні технології на базі середовища мідного кабелю та їх

характеристики

Багато видів мідного кабелю мають два окремих провідника, таких як стандартний електричний кабель, але в більшості з них дроти розташовані поруч один з одним, але всередині ізоляційної оболонки, яка розділяє і захищає їх. Коаксіальний кабель, навпаки, має круглий перетин з мідним сердечником у центрі, який являє собою перший провідник. Він і переносить справжній сигнал. Шар діелектрика навколо сердечника відділяє його від другого провідника з металевої сітки, який грає роль "землі". Як і в будь-якому електричному кабелі, провідник, який переносить сигнал, повинен бути ізольований від заземлення, інакше виникне коротке замикання, в даному випадку приводить до шумів в кабелі. Наявність ізолюючого шару між провідниками уточнює визначення коаксіального кабелю.

Коаксіальний кабель може мати суцільну і плетену жилу. Згадане відмінність відбивається в його маркуванні. Маркувальний постфікс / U

кабелю, які, незважаючи на майже однаковий зовнішній вигляд, відрізняються один від одного своїми властивостями. У табл. 1 перераховані різні типи коаксіального кабелю. Протокол Канального рівня відповідає за вибір певного типу кабелю, властивості якого обумовлюються специфікаціями і обмеженнями кабельної прокладки. Параметр загасання сигналу в кабелі, наприклад, визначає можливу максимальну довжину сегмента кабелю. Погонное затухання

(attenuation) - це зменшення потужності сигналу при розповсюдженні його по кабелю. Стовпець "Згасання" в таблиці відображає, наскільки сильно зменшується рівень (у децибелах) сигналу частотою 100 МГц на кожну сотню футів (близько 30,5 м) кабелю. Менша величина означає і менше ослаблення

Оптичні волокна перед їх використанням мають бути покриті захисною оболонкою. Кабельна оболонка — зовнішня захисна структура, що оточує одне або більше волокон. За призначенням оболонка схожа з ізоляцією, що застосовується в мідних кабелях. Кабельна оболонка захищає мідні провідники і волокна від зовнішніх агресивних і механічних впливів, здатних призвести до ушкоджень або погіршення їхніх характеристик. У порівнянні з мідними кабелями, діелектричні волокна не вимагають додаткових видів захисту від електричних розрядів, замикань і полум'я.

Для будь-якого кабелю важливими характеристиками є межа його міцності на розрив, твердість, термін служби, гнучкість, захищеність від зовнішніх впливів, діапазон робочих температур і, навіть, зовнішній вигляд.

Оцінка цих характеристик залежить від конкретного застосування.

Зовнішній телефонний кабель знаходиться в екстремальних умовах. Він протистоїть мінливим температурним умовам, налипанню льоду, сильному вітрові і гризунам, що ушкоджують його при підземному прокладанні.

Очевидно, що він має бути міцніше від кабелю, що з'єднує устаткування всередині телефонного вузла і, що працює в контрольованих умовах. Кабель,

що прокладається під килимом в офісі, по якому ходять люди, рухають крісла,

має витримувати додаткове навантаження в порівнянні з кабелем всередині стін того ж офісу.

Конструкція кабелів може бути досить різноманітною, але загальними є такі компоненти: оптичне волокно, буферна оболонка, силовий елемент,

зовнішня оболонка.

Оскільки ми уже достатньо детально обговорили конструкцію оптичних волокон, то зупинимося на буферній оболонці, силовому елементі і зовнішній оболонці.

Під топологією (компонуванням, конфігурацією, структурою)

комп'ютерної мережі зазвичай розуміється фізичне розташування комп'ютерів мережі друг щодо друга й спосіб з'єднання їх лініями зв'язку. Важливо відзначити, що поняття топології відноситься, насамперед, до локальних мереж,

у яких структуру зв'язків можна легко простежити. У глобальних мережах структура зв'язків звичайно схована від користувачів і не занадто важлива, тому що кожен сеанс зв'язку може виконуватися по власному шляху.

Топологія визначає вимоги до устаткування, тип використовуваного кабелю, припустимі й найбільш зручні методи керування обміном, надійність роботи, можливості розширення мережі. І хоча вибирати топологію користувачеві мережі доводиться нечасто, знати про особливості основних топологій, їхніх достоїнствах і недоліках треба.

Існує три базові топології мережі:

· Шина (bus) — всі комп'ютери паралельно підключаються до однієї лінії зв'язку. Інформація від кожного комп'ютера одночасно передається всім іншим комп'ютерам.

·Зірка (star) — до одного центрального комп'ютера приєднуються інші периферійні комп'ютери, причому кожний з них використає окрему лінію зв'язку. Інформація від периферійного комп'ютера передається тільки центральному комп'ютеру, від центрального - одному або декільком периферійним.

·Кільце (ring) — комп'ютери послідовно об'єднані в кільце.

Передача інформації в кільці завжди виробляється тільки в одному напрямку.

Кожний з комп'ютерів передає інформацію тільки одному комп'ютеру, що йде в ланцюжку за ним, а одержує інформацію тільки від попереднього в ланцюжку комп'ютера.

На практиці нерідко використають й інші топології локальних мереж,

однак більшість мереж орієнтована саме на три базові топології.

Перш ніж перейти до аналізу особливостей базових мережних топологій,

необхідно виділити деякі найважливіші фактори, що впливають на фізичну працездатність мережі й безпосередньо пов'язані з поняттям топологія.

Справність комп'ютерів (абонентів), підключених до мережі. У

деяких випадках поломка абонента може заблокувати роботу всієї мережі.

Іноді несправність абонента не впливає на роботу мережі в цілому, не заважає іншим абонентам обмінюватися інформацією.

Справність мережного устаткування, тобто технічних засобів,

безпосередньо підключених до мережі (адаптери, трансівери, рознімання й т.д.). Вихід з ладу мережного устаткування одного з абонентів може позначитися на всій мережі, але може порушити обмін тільки з одним абонентом.

Цілісність кабелю мережі. При обриві кабелю мережі (наприклад,

через механічні впливи) може порушитися обмін інформацією у всій мережі або в одній з її частин. Для електричних кабелів настільки ж критично коротке замикання в кабелі.

Обмеження довжини кабелю, пов'язане із загасанням сигналу, що поширюється по ньому. Як відомо, у будь-якому середовищі при поширенні сигнал послабляється (загасає). І чим більшу відстань проходить сигнал, тим більше він загасає. Необхідно стежити, щоб довжина кабелю мережі не була більше граничної довжини Lпр, при перевищенні якої загасання стає вже неприйнятним (приймаючий абонент не розпізнає ослабілий сигнал).

40.Топології локальних мереж:спільна шина

«Ши́на» — топологія комп'ютерної мережі, яку часто називають також