Меню

Коммутационное оборудование и его особенности



Как выбрать сетевой коммутатор

Сейчас, во время всевозможных гаджетов и электронных девайсов, которые переполняют среду обитания обычного человека, актуальна проблема – как эти все интеллектуальные устройства увязать между собой. Почти в любой квартире есть телевизор, компьютер/ноутбук, принтер, сканер, звуковая система, и хочется как-то скоординировать их, а не перекидывать бесконечное количество информации флешками, и при этом не запутаться в бесконечных километрах проводов. Та же самая ситуация касается офисов – с немалым количеством компьютеров и МФУ, или других систем, где нужно увязать разных представителей электронного сообщества в одну систему. Вот тут и возникает идея построения локальной сети. А основа грамотно организованной и структурированной локальной сети – сетевой коммутатор.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Коммутатор, или свитч — прибор, объединяющий несколько интеллектуальных устройств в локальную сеть для обмена данными. При получении информации на один из портов, передает ее далее на другой порт, на основании таблицы коммутации или таблицы MAC-адресов. При этом процесс заполнения таблицы идет не пользователем, а самим коммутатором, в процессе работы – при первом сеансе передачи данных таблица пуста, и изначально коммутатор ретранслирует пришедшую информацию на все свои порты. Но в процессе работы он запоминает пути следования информации, записывает их к себе в таблицу и при последующих сеансах уже отправляет информацию по определенному адресу. Размер таблицы может включать от 1000 до 16384 адресов.

Для построения локальных сетей используются и другие устройства – концентраторы (хабы) и маршрутизаторы (роутеры). Сразу, во избежание путаницы, стоит указать на различия между ними и коммутатором.

Концентратор (он же хаб) – является прародителем коммутатора. Время использования хабов фактически ушло в прошлое, из-за следующего неудобства: если информация приходила на один из портов хаба, он тут же ретранслировал ее на другие, «забивая» сеть лишним трафиком. Но изредка они еще встречаются, впрочем, среди современного сетевого оборудования выглядят, как самоходные кареты начала 20-го века среди электрокаров современности.

Маршрутизаторы – устройства, с которыми часто путают коммутаторы из-за похожего внешнего вида, но у них более обширный спектр возможностей работы, и ввиду с этим более высокая стоимость. Это своего рода сетевые микрокомпьютеры, с помощью которых можно полноценно настроить сеть, прописав все адреса устройств в ней и наложив логические алгоритмы работы – к примеру, защиту сети.

Коммутаторы и хабы чаще всего используются для организации локальных сетей, маршрутизаторы – для организации сети, связанной с выходом в интернет. Однако следует заметить, что сейчас постепенно размываются границы между коммутаторами и маршрутизаторами – выпускаются коммутаторы, которые требуют настройки и работают с прописываемыми адресами устройств локальной сети. Они могут выполнять функции маршрутизаторов, но это, как правило, дорогостоящие устройства не для домашнего использования.

Самый простой и дешевый вариант конфигурации домашней локальной сети средних размеров (с количеством объектов более 5), с подключением к интернету, будет содержать и коммутатор, и роутер:

ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ

При покупке коммутатора нужно четко понимать – зачем он вам, как будете им использоваться, как будете его обслуживать. Чтобы выбрать устройство, оптимально отвечающее вашим целям, и не переплатить лишних денег, рассмотрим основные параметры коммутаторов:

  • Вид коммутатора– управляемый, неуправляемый и настраиваемый.
  • Неуправляемые коммутаторы – не поддерживают протоколы сетевого управления. Наиболее просты, не требуют особых настроек, стоят недорого: от 440 до 2990 рублей. Оптимальное решение для маленькой локальной сети. Со сборкой локальной сети на их основе справится даже человек, далекий от этих дел – требуется лишь купить сам коммутатор, кабели необходимой длины для подключения оборудования (лучше, в виде патч-корда, т.е. «с вилками» в сборе – не забудьте перед покупкой осмотреть оборудование, к которому будет подключаться кабель, и уточнить, какой именно тип разъема вам понадобится), ну и собрать саму сеть. Простейшая настройка описана в документации к устройству.
  • Управляемые коммутаторы – поддерживают протоколы сетевого управления, обладают более сложной конструкцией, предлагают более широкий функционал – с помощью WEB-интерфейса или специализированных программ ими можно управлять, прописывая параметры подключенной к ним сети, приоритеты отдельных устройств и пр. Именно этот тип коммутаторов может заменять маршрутизаторы. Цена на такие устройства колеблется в диапазоне от 2499 до 14490 рублей. Данный вид коммутаторов представляет интерес для специализированных локальных сетей – видеонаблюдение, промышленная сеть, офисная сеть.
  • Настраиваемые коммутаторы– устройства, которые поддерживают некоторые настройки (к примеру – конфигурирование VLAN (создание подгрупп)), но все равно во многом уступают управляемым коммутаторам. Настраиваемые коммутаторы могут быть как управляемыми, так и неуправляемыми.
  • Размещение коммутатора – может быть трех типов:
  1. Настольный – компактное устройство, которое можно просто разместить на столе;
  2. Настенный– небольшое устройство, которое, как правило, можно расположить как на столе, так и на стене – для последнего предусмотрены специальные пазы/крепления;
  3. Монтируемый на стойку – устройство с предусмотренными пазами для монтажа в стойку сетевого оборудования, но которое, как правило, также можно расположить на столе.
  • Базовая скорость передачи данных – скорость, с которой работает каждый из портов устройства. Как правило, в параметрах коммутатора указывается сразу несколько цифр, к примеру: 10/100Мбит/сек – это означает, что порт может работать и со скоростью 10Мбит/сек, и 100Мбит/сек, автоматически подстраиваясь под скорость источника данных. Представлены модели с базовой скоростью:
  1. 10/100Мбит/сек;
  2. 10/100/1000Мбит/сек;
  3. 10/20/100/200/1000/2000Мбит/сек.
  • Общее количество портов коммутатора – один из основных параметров, в принципе именно он больше всего влияет конфигурацию локальной сети, т.к. от него зависит, какой количество оборудования вы сможете подключить. Диапазон лежит в пределах от 5 до 48 портов. Коммутаторы с количеством портов 5-15 наиболее интересны для построения маленькой домашней сети, устройства с количеством портов от 15 до 52 ориентированы уже на более серьезные конфигурации.
  • Количество портов со скоростью 1Гбит/сек – порты, поддерживающие скорость 100Мбит/сек, бывает до 48;
  • Количество портов со скоростью 1Гбит/сек – порты, поддерживающие скорость 1Гбит/сек – что особенно актуально для высокоскоростной передачи данных, бывает до 48;
  • Поддержка РоЕ – если такой параметр есть, то означает, что подключенное к порту с этой опцией устройство можно питать по сетевому кабелю (витой паре), при этом никакого влияния на передающийся сигнал информации не оказывается. Функция особенно привлекательна для подключения устройств, к которым нежелательно, либо невозможно подводить дополнительный кабель питания – к примеру, для WEB-камер.
  • SFP-порты – порты коммутатора для связи с устройствами более высокого уровня, либо с другими коммутаторами. По сравнению с обычными портами могут поддерживать передачу данных на более дальние расстояния (стандартный порт с RJ-45 разъемом и подключенным кабелем «витая пара» поддерживает передачу в пределах 100м). Такой порт не оснащен приемо-передатчиком, это только слот, к которому можно подключить SFP-модуль, представляющий из себя внешний приемо-передатчик для подключения нужного кабеля – оптического, витой пары.
  • Скорость обслуживания пакетов – характеристика, обозначающая производительность оборудования, и измеряющаяся в миллионах пакетов в секунду – Мррs. Как правило, подразумеваются пакеты размеров 64 байта (уточняется производителем). Величина этой характеристики различных устройств лежит в пределах от 1,4 до 71,4 Мррs.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Область применения коммутаторов широка, самые распространенные сферы применения:

  • маленькая домашняя локальная сеть, включающая, к примеру, несколько компьютеров, принтер, телевизор и музыкальный центр (при условии, что все оборудование поддерживает сетевое подключение);
  • локальная сеть предприятия/офиса, с большим количеством компьютеров и офисной техники;
  • системы «умный дом» – с подключением огромного множества датчиков, контролирующих все по желанию хозяина – начиная с котла отопления, и заканчивая крышкой унитаза;
  • системы видеонаблюдения – если система велика, камер много, то помимо контроллера для подключения всех камер целесообразно использовать коммутатор;
  • промышленные локальные сети, объединяющие датчики, контролирующие процесс производства и диспетчерские центры, откуда идет непосредственное управление технологическим процессом.

СТОИМОСТЬ

Ценовой разброс различных устройств велик – от 440 до 27999 рублей.

От 440 до 1000 рублей обойдутся простые устройства неуправляемого типа, с общим количеством портов до 5 штук, с наличием у некоторых устройств портов 1 Гбит/сек.

В сегменте от 1000 до 10000 рублей будут устройства как управляемого, так и не управляемого типов, с количеством портов до 24 портов, с возможностью РоЕ, с наличием SFP-порта.

За стоимость от 10000 до 27999 рублей вы сможете приобрести высокопроизводительное устройство, для высокоемких сетей.

Источник

Коммутационное оборудование и его особенности

Коммутационное оборудование – это устройства, предназначенные для коммутирования (подключения) различных устройств друг к другу. Основной задачей коммутационного оборудования является правильное преобразование различных типов сигналов для их корректного отображения. Коммутационное оборудование выполняет целый ряд вспомогательных функций, связанных с работой основных устройств системы.

Например. компоненты любой электронной системы могут подключаться друг к другу одним из двух способов: постоянным подключением или ограниченным (коммутированным) подключением. Простейший бытовой пример постоянного подключения – монитор, подключенный к системному блоку компьютера.

Читайте также:  Лицензирование деятельности по производству медицинской техники

Очевидно, что при росте числа компонентов системы, обменивающихся данными между собой, постоянное подключение быстро становится неэффективным, т.к. число линий связи пропорционально N * (N – 1) / 2, где N – число компонентов. Так, уже при шести оконечных устройствах потребуется пятнадцать линий связи между ними, причем каждое устройство должно иметь, по меньшей мере, пять портов ввода-вывода. Системы же, построенные на базе ограниченного подключения, требуют гораздо меньших затрат за счет использования узловых точек, к которым временно подключаются (коммутируются) все остальные компоненты системы. Оборудование таких узловых точек и называется коммутационным.

Таким образом, можно дать следующее определение: коммутационное оборудование – это устройства, предназначенные для коммутирования (подключения) различных иных устройств друг к другу. С его помощью осуществляется обмен данными между различными устройствами, входящими в систему, а также согласование их работы – как на физическом уровне (коммутация самих устройств), так и на логическом (преобразование форматов данных, кодирование и декодирование информации и т.д.). Коммутационное оборудование – это тот «цемент», на котором держится все «здание» любой мало-мальски сложной многокомпонентной системы, будь то конференц-система в офисе, интерактивная система голосования в зале заседаний или оборудование концертного зала.

Виды коммутационного оборудования

В зависимости от выполняемой функции коммутационные устройства можно разделить на несколько видов, основные из которых перечислены ниже. Стоит, однако, отметить, что современное коммутационное оборудование часто совмещает множество функций сразу, поэтому приведенная классификация является в известной степени условной.

Усилители-распределители сигнала

Функцией усилителей, что ясно из их названия, является усиление сигнала до требуемого уровня и его распределения.

Усиление может потребоваться для компенсации ослабления сигнала при передаче по линии или для приведения номинального уровня сигнала одного устройства к номинальному уровню сигнала другого устройства. Те или иные усилительные функции входят в состав практически любых электронных коммутационных устройств.

Распределение позволяет направить сигнал из одного источника сразу на множество приемников. Работу распределителя сигнала можно увидеть в магазине бытовой электроники, когда два десятка телевизоров показывают один и тот же ролик.

Коммутаторы и матричные коммутаторы

По своей сути коммутатор – это переключатель, коммутирующий одно устройство к другому. Например, трансляция аналитической программы по команде редактора в студии моментально переключается на рекламный ролик. А во время видеоконференции коммутатор обеспечивает переключение между источниками презентации(докладчиками) и позволяет вывести то или иное изображение на основной экран. Матричные коммутаторы используются для многосигнальной коммутации и отличаются большим числом входов и выходов и богатыми настройками. Основным свойством матричного коммутатора являются возможность переключения сигнала с любого из его «входов» на один, несколько или все «выходы» коммутатора. Матричные коммутатора могут применяться в охранных системах, в домашних кинотеатрах, в студиях, в профессиональных системах отображения и т.д.

Системы управления

Системы управления предназначены для управления другим оборудованием. Здесь можно выделить две составляющие: устройства пользовательского интерфейса, такие как кнопочные панели или сенсорные экраны, и контроллеры. С помощью кнопок, планшетов и интерактивных экранов пользователь может управлять работой оборудования. Например, опустить проекционный экран, задвинуть шторы и включить проектор. Контроллеры же отвечают за непосредственную раздачу управляющих сигналов соответствующим устройствам. Именно контроллер осуществляет, например, инициацию переключения источников сигнала коммутатором, описанную выше. Мощные контроллеры способны управлять самым разным оборудованием и могут иметь десятки портов ввода-вывода: Ethernet, инфракрасный, RS-232, USB и другие протоколы управления.

Преобразователи форматов

К этой категории коммутационного оборудования относятся устройства, преобразующие один тип сигнала в другой, а также выделяющие из сигнала определенные составляющие. Преобразователь форматов используется для конвертации аналогового VGA сигнала в цифровой DVI или цифрового SDI в компонентный YUV, для изменения частоты развертки видеосигнала, для добавления аудио в видеоряд (эмбеддинг) или, наоборот, извлечения аудио из него (деэмбеддинг).

Удлинители интерфейсов, репитеры

Класс устройств, предназначенных для увеличения расстояния передачи сигнала. Известно, например, что максимальная длина кабеля интерфейса VGA составляет 15 метров, для компонентного сигнала и вовсе всего 5 метров. Увеличение расстояния передачи достигается установкой пары устройств – передатчика и приемника. Передатчик принимает входной сигнал (VGA, composite video, YUV и т.д.) и выдает его через интерфейс, допускающий более длинные линии, скажем, через витую пару. Соответственно, приемник осуществляет обратное преобразование. Помимо увеличения расстояния передачи, удлинители интерфейсов позволяют задействовать имеющуюся инфраструктуру связи для передачи управляющих сигналов, например, передачу сигналов управления конференц-оборудованием по телефонной линии.

Репитеры просто повторяют сигнал, «обновляя» его мощность в линии.

Масштабаторы

Масштабаторами называют оборудование, изменяющее разрешение входного сигнала, перед тем как перенаправить его на выходной порт. Например, масштабатор может принимать на входе композитный видеосигнал и преобразовывать его в выходной сигнал формата VGA, XGA, SXGA и более высоких разрешений. Когда масштабатор оснащается несколькими входами, он называется многооконным. Устройство объединяет видеосигналы с нескольких входов в единую картинку, соответственно масштабируя разрешение каждого из исходных видео, и отправляет получившийся видеоряд на выходной порт. Как и в случае обычного масштабатора, типы входных и выходных портов могут быть различными в зависимости от конкретной модели устройства.

Вторичной функцией масштабаторов является преобразование развертки при переходе, например, с DVI сигнала на аналоговый PAL или NTSC. Масштабаторы находят широкое применение в системах конференц-связи и презентационных системах, а также в охранных системах и для объединения множества «разнокалиберных» видеотрансляций на одном экране.

Специальные AV-устройства

Устройства гальванической развязки позволяют полностью исключить прямую электрическую связь между устройствами. Гальваническая развязка применяется для исключения помех и для защиты оборудования и людей от действия высоких токов.

Концентраторы используются для расширения штатных возможностей ввода-вывода системы. Например, USB-концентратор позволяет подключать дополнительные USB-устройства.

Генераторы тестовых сигналов используются для настройки видеооборудования. Генератор посылает в линию испытательные таблицы, динамические тестовые изображения, опорные сигналы и другие данные, позволяющие оператору произвести точную настройку устройств вывода изображения.

Аппаратные кодеры и декодеры призваны преобразовывать сигнал из исходного формата (например, HDMI) в формат, пригодный для передачи по каналам связи (например, по локальной сети), и обратно. Подобное коммутационное оборудование широко используется в рекламных системах формата Digital Signage.

Эмуляторы EDID позволяют сохранять информацию о возможностях дисплея при передаче видеосигнала по протоколам, в которых эта информация потерялась бы, либо при объединении множества видеосигналов в один.

Кабели, разъемы и иное оборудование

Наконец, относительно простое, но не менее важное коммутационное оборудование, оказывающее порой огромное влияние на качество видеосигнала. Неправильный выбор кабельной продукции и разъемов запросто может свести на нет все преимущества дорогого AV-оборудования. К коммутационному оборудованию также можно отнести металлические кабельные лотки для прокладки коммуникаций, кабель-каналы, шкафы оборудования, гофро-шланги и различные кронштейны для крепления.

Источник

Сетевое коммутационное оборудование

date image2015-06-16
views image3460

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

Узлы в средах передачи данных, выполняющие функции связи между частями сложной сети (internetworking), составляют сетевое (коммутационное) оборудование. В сетевое оборудование входят повторители, мосты, концентра­торы, коммутаторы, маршрутизаторы, шлюзы, модемы и др.

Повторитель (repeater) — блок взаимодействия, служащий для регенера­ции электрических сигналов, передаваемых между двумя сегментами ЛВС. Повторители используются в случае, если реализация ЛВС на одном сегменте кабеля (отрезке, моноканале) не допускается из-за ограничений на расстоя­ние или на число узлов, причем при условии, что в соседних сегментах исполь­зуются один и тот же метод доступа и одни и те же протоколы. Трафик в сегментах, соединенных повторителем, — общий. Повторитель может быть многопортовым. Сигнал, пришедший на один из портов, повторяется на всех остальных портах.

Концентраторыпредназначены для объединения в сеть многих узлов. Так, концентраторами являются хабы в сетях 10Base-T или Token Ring. Однако такие концентраторы подобно повторителям создают общую среду передачи данных без разделения трафика.

Мост (bridge)— блок взаимодействия, служащий для соединения разных подсетей, которые могут иметь неодинаковые канальные протоколы.

При малых расстояниях между подсетями связь возможна через серверыподсетей, в которых размещаются интерфейсные платы, называемые внутрен­ними мостами, и соответствующее сетевое программное обеспечение. Воз­можно применение внешних мостов — специально выделяемых узлов для це­лей сопряжения по одному в каждой из соединяемых подсетей. Внешние мосты обходятся дороже, но обеспечивают лучшие эксплуатационные характеристи­ки. Важная функция мостов — ограничение трафика, так как локальный трафик одной подсети замыкается в ней, не проходя в другую подсеть.

Обычно мост имеет два порта, хотя существуют и многопортовые мосты. Каждый порт может оказаться входным или выходным.

Коммутаторыв отличие от концентраторов предназначены для объеди­нения в сеть многих узлов или подсетей с разделением трафика между под­сетями. Как и в мостах, пакеты передаются только в ту подсеть, для которой они предназначены, что уменьшает общую загрузку сети. Но в отличие от много­портового моста в коммутаторе возможно одновременно иметь много соеди­нений, т. е. обеспечивается параллельная передача сообщений. Коммутаторы используют также для связи нескольких ЛВС с территориальной сетью.

Читайте также:  Оборудование для устройство стяжек

Маршрутизатор (router) — блок взаимодействия, служащий для выбора маршрута передачи данных в корпоративных и территориальных сетях. С по­мощью маршрутизаторов могут согласовываться не только канальные прото­колы, как это имеет место при применении мостов, но и сетевые протоколы. Маршрутизаторы содержат таблицы и протоколы маршрутизации в отличие от других узлов, которые могут содержать лишь локальные таблицы соответствия IP-адресов физическим адресам сетевых контроллеров в локальной сети. Мар­шрутизаторы могут фильтровать пакеты в соответствии с признаками, отра­женными в заголовке пакета, т. е. выполнять роль брандмауэра — устройства, защищающего сеть от нежелательных вторжений извне.

Использование коммутаторов вместо маршрутизаторов (там, где это воз­можно) позволяет существенно повысить пропускную способность сети.

Шлюз (gateway — межсетевой преобразователь) — блок взаимодействия, служащий для соединения информационных сетей различной архитектуры и с неодинаковыми протоколами. В шлюзах предусмотрено согласование протоко­лов всех семи уровней ЭМВОС. Примерами шлюзов могут быть устройства, соединяющие ЛВС типа Ethernet с сетью SNA, используемой для связи боль­ших машин фирмы IBM. Часто под шлюзом понимают сервер, имеющий един­ственный внешний канал передачи данных.

Упражнения и вопросы для самоконтроля

1.Поясните состав и назначение устройств графической рабочей станции.

2.Что такое «растеризация» и «векторизация»?

3.Что такое «промышленный компьютер»? Каковы его особенности?

4.Дайте сравнительную характеристику методов коммутации каналов и коммута­ции пакетов.

5.В чем заключается сущность методов временного (TDM) и частотного (FDM) разделения каналов?

6.Почему в МДКН/ОК повторные попытки захвата линии разрешаются через слу­чайные интервалы времени?

7.Рассчитайте размер окна столкновений в сети 10Base-5, если линия передачи данных представлена одним сегментом кабеля длиной 500 м.

8.Что такое «стаффинг»?

9.В чем сущность метода предотвращения конфликтов в RadioEthernet?

10. Почему способ кодирования 4b/5b или 8b/10b позволяет увеличить информаци­онную скорость передачи данных?

11. Каким образом реализуется приоритетная передача данных в сети Token Ring?

12. Почему в сетях Ethernet введено ограничение на размер кадра снизу? Рассчитайте нижнюю границу длины кадра для Gigabit Ethernet.

13. Какой может быть максимальная информационная скорость в канале передачи данных с полосой пропускания 4 кГц и отношением сигнал—помеха 130?

14. В чем заключаются преимущества перевода системы сотовой связи в более высо­кочастотный диапазон?

15. Рассчитайте задержку при передаче сигнала в спутниковых системах с использо­ванием геостационарных орбит (высота спутника 36 тыс. км).

16. Сколько телефонных разговоров одновременно можно передавать по каналу Т1?

17. Поясните, как действует схема эхо-компенсации.

18. Каким образом выполняется контроль правильности передачи данных по прото­колу TCP?

19. Почему в IP-пакете имеется контрольный код заголовка, а не всего пакета?

20. Что такое «менеджеры» и «агенты» в сетевом программном обеспечении?

21. Назовите факторы, обусловливающие высокие скорости передачи данных в сетях ATM.

22. Что такое «маршрутизация от источника»?

23. Что понимают под виртуальной ЛВС?

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Источник

Коммутационное сетевое оборудование

Коммутационное сетевое оборудование делятся на 3 уровня :Физический уровень, Канальный уровень, Сетевой уровень .

К физическому уровеню относится повторители и концентраторы .

Повторитель (репи́тер, от англ. repeater) — сетевое оборудование, предназначенное для увеличения расстояния сетевого соединения путём повторения электрического сигнала «один в один». Бывают однопортовые повторители и многопортовые. В терминах модели OSI работает на физическом уровне. Одной из первых задач, которая стоит перед любой технологией транспортировки данных, является возможность их передачи на максимально большое расстояние. Физическая среда накладывает на этот процесс своё ограничение — рано или поздно мощность сигнала падает, и приём становится невозможным. Но ещё большее значение имеет то, что искажается «форма сигнала» — закономерность, в соответствии с которой мгновенное значение уровня сигнала изменяется во времени. Это происходит в результате того, что провода, по которым передаётся сигнал, имеют собственную ёмкость и индуктивность. Электрические и магнитные поля одного проводника наводят ЭДС в других проводниках (длинная линия).

Сетевой концентратор или хаб (от англ. hub — центр) — устройство для объединения компьютеров в сеть Ethernet применением кабельной инфраструктуры типа витая пара. В настоящее время вытеснены сетевыми коммутаторами. Сетевые концентраторы также могли иметь разъёмы для подключения к существующим сетям на базе толстого или тонкого коаксиального кабеля. Концентратор работает на первом (физическом) уровне сетевой модели OSI, ретранслируя входящий сигнал с одного из портов в сигнал на все остальные (подключённые) порты, реализуя, таким образом, свойственную Ethernet топологию общая шина, c разделением пропускной способности сети между всеми устройствами и работой в режиме полудуплекса. Коллизии (то есть попытка двух и более устройств начать передачу одновременно) обрабатываются аналогично сети Ethernet на других носителях — устройства самостоятельно прекращают передачу и возобновляют попытку через случайный промежуток времени, говоря современным языком, концентратор объединяет устройства в одном домене коллизий. Сетевой концентратор также обеспечивает бесперебойную работу сети при отключении устройства от одного из портов или повреждении кабеля, в отличие, например, от сети на коаксиальном кабеле, которая в таком случае прекращает работу целиком.

Канальный уровень делиться на мост и коммутатор.

Сетевой коммутатор (жарг. свич от англ. switch — переключатель) — устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного или нескольких сегментов сети. Коммутатор работает на канальном (втором) уровне модели OSI. Коммутаторы были разработаны с использованием мостовых технологий и часто рассматриваются как многопортовые мосты. Для соединения нескольких сетей на основе сетевого уровня служат маршрутизаторы. В отличие от концентратора, который распространяет трафик от одного подключенного устройства ко всем остальным, коммутатор передаёт данные только непосредственно получателю (исключение составляет широковещательный трафик всем узлам сети и трафик для устройств, для которых не известен исходящий порт коммутатора). Это повышает производительность и безопасность сети, избавляя остальные сегменты сети от необходимости (и возможности) обрабатывать данные, которые им не предназначались.

Коммутатор хранит в памяти таблицу коммутации (хранящуюся в ассоциативной памяти), 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 (фреймы) и, определив MAC-адрес хоста-отправителя, заносит его в таблицу на некоторое время. 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 не ассоциирован с каким-либо портом коммутатора, то кадр будет отправлен на все порты, за исключением того порта, с которого он был получен. Со временем коммутатор строит таблицу для всех активных MAC-адресов, в результате трафик локализуется. Стоит отметить малую латентность (задержку) и высокую скорость пересылки на каждом порту интерфейса.

Сетевой мост- сетевое устройство 2 уровня модели OSI, предназначенное для объединения сегментов (подсети) компьютерной сети в единую сеть. Сетевой мост работает на физическом уровне сетевой модели OSI, повторяет приходящий на один порт сигнал на все активные порты. В случае поступления сигнала на два и более порта одновременно возникает коллизия, и передаваемые кадры данных теряются. Таким образом, все подключённые к концентратору устройства находятся в одном домене коллизий. Концентраторы всегда работают в режиме полудуплекса, все подключённые устройства Ethernet разделяют между собой предоставляемую полосу доступа.

Сетевой уровень делиться на маршрутизатор и шлюз.

Маршрутиза́тор (от англ. router, проф. жарг. ро́утер, ра́утер или ру́тер, ру́тэр) — специализированный сетевой компьютер, имеющий как минимум один сетевой интерфейс и пересылающий пакеты данных между различными сегментами сети, связывающий разнородные сети различных архитектур, принимающий решения о пересылке на основании информации о топологии сети и определённых правил, заданных администратором. Маршрутизатор работает на более высоком «сетевом» уровне 3 сетевой модели OSI, нежели коммутатор (или сетевой мост) и концентратор (хаб), которые работают соответственно на уровне 2 и уровне 1 модели OSI.

Сетевой шлюз (англ. gateway) — аппаратный маршрутизатор или программное обеспечение для сопряжения компьютерных сетей, использующих разные протоколы (например, локальной и глобальной).Сетевой шлюз конвертирует протоколы одного типа физической среды в протоколы другой физической среды (сети). Например, при соединении локального компьютера с сетью Интернет обычно используется сетевой шлюз.Маршрутизаторы являются одним из примеров аппаратных сетевых шлюзов.

Сетевые шлюзы работают на всех известных операционных системах. Основная задача сетевого шлюза — конвертировать протокол между сетями. Роутер сам по себе принимает, проводит и отправляет пакеты только среди сетей, использующих одинаковые протоколы. Сетевой шлюз может с одной стороны принять пакет, сформатированный под один протокол (например Apple Talk) и конвертировать в пакет другого протокола (например TCP/IP) перед отправкой в другой сегмент сети. Сетевые шлюзы могут быть аппаратным решением, программным обеспечением или тем и другим вместе, но обычно это программное обеспечение, установленное на роутер или компьютер. Сетевой шлюз должен понимать все протоколы, используемые роутером. Обычно сетевые шлюзы работают медленнее, чем сетевые мосты, коммутаторы и обычные маршрутизаторы. Сетевой шлюз — это точка сети, которая служит выходом в другую сеть. В сети Интернет узлом или конечной точкой может быть или сетевой шлюз, или хост. Интернет-пользователи и компьютеры, которые доставляют веб-страницы пользователям — это хосты, а узлы между различными сетями — это сетевые шлюзы. Например, сервер, контролирующий трафик между локальной сетью компании и сетью Интернет — это сетевой шлюз.

Читайте также:  Компании занимающиеся шиномонтажным оборудованием

Источник

Активное сетевое оборудование: виды и принцип работы

Активное сетевое оборудование отличается от пассивных устройств наличием электронных схем, получающих электропитание от источников энергоснабжения и выполняющих обработку сигналов в соответствии с заданным алгоритмом. Оно передает, принимает, обрабатывает, перенаправляет и распределяет информацию под управлением специальных протоколов сетевого и канального уровня. Рассмотрим несколько видов активного сетевого оборудования.

Маршрутизаторы

Маршрутизаторы (роутеры) – это оборудование, работающее на сетевом уровне OSI и выполняющее задачи по оптимизации маршрута трафика между локальными сетями, а также обеспечивающее доступ к ресурсам глобальной сети Интернет. Информация передается пакетами, имеющими регламентированную структуру. Заголовок пакета содержит IP адрес получателя, используемый маршрутизатором для определения пути передачи данных.

Маршрутизатор

В процессе работы устройство обращается к таблице маршрутизации, в которой размещаются записи о возможных маршрутах с адресами узлов, идентификаторами получателей и метриками. По метрикам вычисляется кратчайший путь до адресата. Обновление таблицы маршрутизации выполняется вручную или автоматически с помощью специальных протоколов.

Роутеры функционируют под управлением сетевых протоколов и протоколов маршрутизации. Применение маршрутизатора уменьшает загрузку сети за счет разделения на несколько доменов коллизий, широковещательных доменов и фильтрации пакетных данных. При помощи роутера можно объединять сети разного типа, отличающиеся архитектурой и протоколами.

Соединения на физическом уровне:

  • оптические порты с трансиверами SFP – соединение с провайдером по оптоволоконному кабелю;
  • разъемы RJ-45 – соединение по «витой паре» с оборудованием провайдера, коммутаторами и компьютерами.

На высокопроизводительных маршрутизаторах крупных сетей могут размещаться до 50 физических портов. Для роутеров небольших офисных сетей достаточно 4 – 8 портов. Многие маршрутизаторы, используемые в небольших сетях, поддерживают протокол беспроводной Wi-Fi сети для подключения компьютерных терминалов.

Коммутаторы

Коммутаторы (свичи) предназначены для перенаправления информации между несколькими узлами или сегментами локальной сети. Коммутаторы могут работать на канальном и сетевом уровнях OSI в зависимости от назначения.

Коммутатор

Свич направляет трафик только непосредственным получателям на основе их MAC-адресов, что положительно сказывается на производительности и безопасности сети, исключая необходимость обработки данных остальными сетевыми узлами.

В памяти коммутатора хранится таблица коммутации с информацией о соответствии MAC-адресов пользователей портам устройства. Таблица заполняется в процессе работы за счет анализа фреймов и определения MAC-адреса отправителя. При поступлении на любой из портов кадров, адресуемых известному получателю, осуществляется их трансляция через порт, соответствующий MAC-адресу.

При отсутствии MAC-адреса в таблице, фреймы транслируются на все порты, кроме порта отправления. По прошествии времени свич учитывает в таблице всю линейку активных MAC-адресов, улучшая локализацию трафика.

Типы коммутаторов:

  • неуправляемые – стандартные модели, работающие на канальном уровне;
  • управляемые – сложное оборудование для коммутации данных на сетевом уровне.

Для управления свичем используются: Web-интерфейс, протоколы SNMP, RMON и другие. В управляемых коммутаторах реализуется дополнительный функционал: VLAN, QoS, агрегирование. Кроме того, оборудование способно выполнять сегментацию фреймов между портами, контролировать трафик на появление шторма, обнаруживать петли, ограничивать скорости на каждом из портов. Возможно объединение коммутаторов в единую логическую схему, называемую стеком, для увеличения общего количества портов.

Назначение портов:

  • оптические с SFP – подключение к маршрутизатору, доступ удаленных сегментов сети, организация стека;
  • разъемы RJ-45 – подключение компьютеров, сервера, МФУ, принтера, плоттера и т.д.

Коммутаторы с PoE и PoE+

Коммутаторы с PoE передают по кабелю «витая пара» не только электрические информационные сигналы, но и постоянное напряжение 48 В для электропитания абонентских устройств. Это оптимальное решение по энергоснабжению автономных IP видеокамер, VoIP телефонов, беспроводных точек доступа. Для передачи питания задействуются две пары проводов.

Коммутатор TFortis с PoE для систем уличного цифрового видеонаблюдения

Использование технологии PoE позволяет:

  • экономить деньги за счет уменьшения количества силового кабеля и оборудования электропитания;
  • размещать оборудование в местах, где отсутствует возможность подключения к общей электросети.

Отличия стандартов:

  • PoE – регламентируется IEEE 802.3af, мощность нагрузки – 15,4 Вт;
  • PoE+ – регламентируется IEEE 802.3at, мощность нагрузки – 30 Вт.

Особенностью технологии является использование высокочастотных трансформаторов с центральными отводами на обоих концах кабельной линии. Такое решение позволяет передавать полезные сигналы и электропитание по одним и тем же сигнальным парам.

Сетевое оборудование GEPON и GPON

Сетевое оборудование, реализующее технологию PON (Пассивная оптоволоконная сеть), обеспечивает широкополосный мультисервисный доступ по оптоволоконным линиям связи при минимальном количестве активных устройств. Сфера применения: IP телефония, цифровое телевидение, высокоскоростной Интернет.

Сеть строится на одном станционном OLT (Оптическом линейном терминале), передающем информацию на абонентские устройства ONT (Оптические сетевые терминалы) или ONU (Оптические сетевые единицы) числом до 1024 штук. Трафик передается приемопередатчиком по одной паре оптоволокна и распределяется по абонентам с помощью сплиттеров.

В настоящее время для реализации проектов используются 2 типа оборудования: GPON (Gigabit PON) и GEPON (Gigabit Ethernet PON). Технологические отличия заключаются в двух характеристиках:

Скорость нисходящего потока:

  • GPON – 2,5 Гбит/с;
  • GEPON – 1,25 Гбит/с.

Структура кадров:

  • GPON – выполнена по аналогии с синхронной цифровой иерархией SDH (множественный доступ с временным разделением сигналов);
  • GEPON – близка к фреймам Ethernet.

Все сетевые устройства стандартизированы рекомендациями ITU G.984 и IEE 802.3ah.

Станционное оборудование

Провайдер устанавливает у себя терминалы OLT и управляемые Ethernet-коммутаторы. Трансиверы OLT работают на длине волны передача/прием – 1490/1310 нм. Для цифрового телевидения задействуется длина 1550 нм, которая вводится в оптический тракт с помощью WDM фильтра или разветвителя.

Оптический линейный терминал на 256 абонентов C-DATA EPON OLT FD1104SN

Станционное оборудование передает на абонентскую сторону широковещательный трафик. Терминалы пользователей распознают адресное поле и выделяют информацию, предназначенную именно для них.

Абонентские терминалы

Абонентское оборудование устанавливается у клиентов для приема и обработки оптических сигналов, поступающих от линейного терминала. Все абонентские устройства принимают данные на длине волны 1490 нм, а передают – на 1310 нм. Цифровой поток, выделенный из общего широковещательного трафика, поступает на конечные пользовательские устройства: телевизор, компьютер, IP телефон.

Абонентский терминал Optronic EPON ONU TRNU-1G4R

Абонентские терминалы имеют одно существенное отличие: к ONT можно подключить только одного клиента, а ONU предназначены для многопользовательского подключения.

VoIP шлюзы

VoIP-шлюз – это оборудование, предназначенное для передачи голосовой информации по IP сети. К шлюзу подключаются классические телефонные аппараты и АТС. Принцип работы основан на аналого-цифровом и обратном цифро-аналоговом преобразовании речевого трафика. Поток оцифрованных данных конвертируется в пакеты и передается по сети в соответствии с адресом конечного получателя. Далее выполняется декодирование и восстановление исходного голосового сигнала.

Абонентский VoIP-шлюз TAU-24.IP

VoIP шлюзы могут обеспечивать маршрутизацию пакетных данных с поддержкой соответствующих протоколов и сетевую безопасность, авторизовать пользователей, получать и раздавать IP адреса, устанавливать приоритеты разных видов трафика, вести учет и анализировать трафик, выполнять администрирование. VoIP-шлюзы подразделяются на цифровые и аналоговые по типам телефонного стыка, что позволяет интегрировать их с любыми АТС.

АО «Компонент»: лучшие решения для сетей

АО «Компонент» предлагает заказчикам качественное активное сетевое оборудование, как собственного производства, так и других производителей. Обращайтесь при необходимости реализации задач по организации сетей любого уровня сложности и назначения. Специалисты грамотно подберут оборудование, полностью соответствующее техническим условиям проекта, в рамках выделенного бюджета.

Лучшее «Спасибо» — ваш репост

Айтишник

Специалист по ремонту ноутбуков и компьютеров, настройке сетей и оргтехники, установке программного обеспечения и его наладке. Опыт работы в профессиональной сфере 9 лет.

Отличия VPS и VDS

Отличия VPS и VDS

Какой выбрать кабель UTP – омеднённый алюминий или медный?

Какой выбрать кабель UTP – омеднённый алюминий или медный?

Дата-центр

Виды облачных моделей: SaaS, PaaS, IaaS

Добавить комментарий Отменить ответ

Компьютерная помощь

  • Компьютеры
  • Ноутбуки
  • Windows
  • BSOD
  • BIOS
  • Программы
  • Безопасность
  • Сеть и интернет
  • Носители данных
  • Принтеры и сканеры
  • Apple
  • Android
  • Телефоны
  • Телевизоры
  • Аудио и видео
  • Графика
  • Игры и развлечения
  • Обзоры
  • Сайтостроение
  • Соцсети и мессенджеры
  • Технологические бизнес решения

Последнее на сайте

eSIM

В чем преимущества технологии eSIM

eSIM (она же embeddedSim, встроенная) – новый формат СИМ-карты. Данный формат не физический, а виртуальный. Пока его поддержка есть не

Источник