Аппаратные средства вычислительных систем.

Топология сетей.

Топология сетей - это геометрическая форма и физическое расположение компьютеров в сети по отношению друг к другу.

Всего существует бесконечное число соединений компьютеров, главных способов 3:

1) звезда

2) шина

3) кольцо

Кольцо - старая топология, компьютеры соединены последовательно друг с другом, последний - с первым, данные передаются от одного к другому, через компьютер. Недостатки: низкая скорость и надежность.

Общая шина - данные передаются параллельно на все компьютеры по шине. Достоинства: высокая скорость, надежность немного выше чем у кольца, так как при выходе из строя одного компьютера, работа сети не нарушится. Недостаток: сложность устранения неисправностей при обрыве кабеля.

Звезда - в этом случае каждый компьютер соединяется с центральным устройством (свитч, коммутатор, маршрутизатор). Преимущества: самая высокая надежность, простота прокладывания кабеля, наивысшая скорость передачи данных. Недостатки: повышенная стоимость, за счет коммутатора.

Аппаратные средства вычислительных систем.

К аппаратным средствам относятся:

1) моноканалы и физические линии передачи данных

2) сетевые контроллеры - управляющие доступом к каналу связи

3) приемо-передатчики - используются для связи сетевого контроллера с моноканалом

4) блоки взаимодействия или маршрутизатор - используются для взаимодействия данной сети с другими сетями.

5) коммутатор - коммутирующее устройство в сетях с топологией "звезда".

6) терминаторы - устройства согласования сопротивлений на концах моноканалов, для исключения отражающего искажения сигналов.

7) коннекторы - для подключения узлов к кабелю.

 

Линии передачи данных

1) проводные линии связи - бывают двух видов: медные, волоконно-оптические.

К медным относят: коаксиальный кабель, витая пара.

 

Коаксиальный кабель бывает толстый и тонкий. Толстый -12мм, тонкий - 6мм.

 

 

 

Толстый используют в уличных условиях. Волновое сопротивление у обоих видов кабеля - 50 Ом. Максимальная длина сегмента для толстого кабеля = 500 метров. Максимальная длина сети = 2,5 км. минимальная длина для подключения = 2,5 метра.

Тонкий коаксиальный кабель: макс. длина сегмента = 185 метров, Максимальная длина сети 925 метров. Минимальное расстояние между ПК - 0,5 метра.

Кроме этого к сети на толстом кабеле можно подключить не более 100 ПК, к сети тонкого - не более 30. В принципе количество рабочих станций неограниченно. Скорость передачи - до 10 Мбит/с.

Для подключения коаксиального кабеля требуются Т-коннекторы, терминаторы и в некоторых случаях I-коннекторы, БНЦ-коннекторы (N-коннекторы).

Недостатки коаксиального кабеля:

1) низкая скорость передачи данных

2) использование топологии только "кольцо" или "шина"

3) обязательное использование терминаторов с односторонним заземлением.

Плюсы: коаксиальный кабель практически не используется, возможность протяжки на улице и на большие расстояния.

 

Витая пара

Могут быть нескольких категорий от 1-ой до 7 или 9.

Витые пары бывают экранированные и неэкранированные.

1. представлена двумя проводникам (иногда скрученными вместе), этим кабелем обычно подключают телефонные аппараты. Максимальное гашение взаимных помех достигается при расстоянии между проводниками 4мм.

Скорость передачи по витой паре - 1Мбит/с.

Все другие пары представляют 4 пары проводников, каждая пара скручена между собой с определенным шагом, шаг - от 5 до 10 см.

Для исключения влияния помех. Чтобы не путаться при распайке кабеля, каждый проводник заключен в изоляцию своего цвета, причем пара проводников тоже соответствует цветам.

Чем выше категория - тем выше скорость передачи данных. 2 категория - 4 Мбит/с; 7-ая - 1Гбит/с.

 

Характеристики витых пар: макс. расстояние между точками: 100м - неэк. и 150 - эк.

Скорость 10 Мбит/с - неэк. 100 Мбит/с - эк. Для витой пары обязательно использование спец. устройств: коммутаторы, маршрутизатор, свитчи и т.п. Топология связи для витой пары - только "звезда".

Преимущества: топология "звезда", высокая скорость передачи данных, повышенная надежность сети, нет необходимости использовать терминаторы, большая надежность передачи данных, высокая помехозащищенность за счет парафазной передачи сигналов.

Недостатки: трудность прокладки в агрессивной среде.

 

Волоконно-оптическая линия

представляет из себя пучок световодов (тонкие кварцевые нити).

Расстояние официально = 5 км. максимально = 50 км. Экспериментальное = 320км (40Гбит/с). - по одному волокну. Множество кварцевых жил собираются в пучки по несколько тысяч проводников, помещаются в общую изолированную оболочку, толстый - в броневую.

Преимущества: высокая скорость, большие расстояния, высокая секретность передаваемых данных.

Минусы: высокая цена (1 метр от 10$) + специальные сетевые карты.

 

Беспроводная связь

радиосвязь, оптическая связь, акустическая связь.

Акустическая

Необходим микрофон и устройство для воспроизведения звука. Используется под водой, под землей, в воздухе (на низких частотах).

Оптическая связь

Используется только в атмосфере или безвоздушном пространстве космоса

 

Для всех линий связи используются свои виды оборудования и преобразователи сигналов.

 

Устройства: модемы (модулятор-демодулятор) - устройства для преобразования одного вида сигнала в другой, преобразует аналоговый сигнал в цифровой или наоборот.

Модемы бывают аппаратные (hard-модемы), программные модемы (soft).

1) hard - имеет в своем составе преобразователь сигнала, процессор, память, элементы индикации (стоимость высокая).

2) soft -только преобразователь сигнала

Hard используется если неизвестно с каким типом компьютеров он будет работать и с какой ОС, т.к. в данных модемах заложено ПО, реализующее все протоколы обработки и преобразования сигналов.

Soft - используются в любых случаях, т.к. обработкой сигнала занимается процессор компьютера, а не модема. Соответственно с помощью soft-модема можно реализовать любой алгоритм обработки и передачи информации, скорость ниже, использую на хороших линиях связи, вся индикация реализуется на экране.

Кроме того модемы могут быть внутренними или внешними.

Модемы характеризуются скоростью передачи данных, протоколами работы, протоколами передачи данных, а также интерфейсом подключения. Максимальная скорость обычно 36 600 бит/с. Аналоговые линии позволяют передавать не более 14 400 бит/с. Чем больше протоколов поддерживает модем, тем лучше. Интерфейс связи: usb, rs-232, параллельный интерфейс

Сетевые адаптеры.

Чаще всего это платы, устанавливаемые в системную плату компьютера, также могут быть встроенными, или подключаться в специальный разъем у переносным ПК, или USB.

Сетевые карты характеризуются следующими параметрами:

1) разрядность - количество разрядов, используемых для передачи данных (разряды: 8, 16, 32, 64)

2) шина данных (только для подключаемых сетевых карт) - ISA, VESA, PCI.

3) микросхема контроллера (чип) - определяет тип совместимого драйвера, а также может влиять на разрядность, тип шины и т.п.

4) поддерживаемая сетевая среда передачи данных - определяет вид линии связи, которая может подключаться к этому адаптеру.

5) скорость работы - (обычно 10,100,1000 мбит/с)

6) возможность поддержки дуплексного режима работы.

7) MAC-адрес - используется для определения точки назначения пакетов данных, под этим адресом понимается уникальный серийный номер устройства, используемый для идентификации в сети. MAC-адрес назначается производителем оборудования, но может быть изменен, если оборудование находится только в локальной сети. При работе сетевые адаптеры просматривают весь входящий трафик, на предмет наличия MAC-адресов. Если в каком то пакете этот MAC-адрес есть, то устройство декодирует данный пакет.

MAC-адрес имеет длину 6 байт, записывается в 16-ичном виде. Обычно каждые две цифры отделяются двоеточиями. Обычно первые 3 байта адреса определяют производителя оборудования, оставшиеся - порядковый номер.

При установке драйверов для сетевых карт, они определяются или автоматически или по типу чипа, или устанавливается драйвер NE 2000 совместимый - универсальный драйвер.

Одноранговые сети.

В этом случае функции управления сетью распределены между всеми компьютерами в сети, каждая машина одновременно является и сервером и рабочей станцией одновременно.

Главное достоинство одноранговых сетей - то, что каждый пользователь компьютера фактически считается его администратором. В этом и недостаток: сложность управления.

Наиболее известные одноранговые ОС: Windows professional/ home edition, различные Unix ОС.

Практически все ОС поддерживают связь с другими ОС.

При использовании сетей необходимо учитывать то что в разных сетях могут использоваться различные протоколы передачи информации. И для правильной передачи данных их необходимо согласовывать. Обычно для этого используется ПО. Чаще всего этим занимаются маршрутизаторы как аппаратные средства или специальные программы, которые запускаются в какой-либо ОС. Кроме этого в различных ОС используются различные форматы данных и форматы ПО. Эти форматы нужно соблюдать и согласовывать при передачи по сетям.

 

Протоколы передачи данных

Для того чтобы передать информацию о текущей конфигурации сетей, маршрутизаторы обмениваются маршрутной информацией по специальному протоколу. Протоколы называются протоколами обмена маршрутной информации. Пакет протокола с маршрутной информацией помещается в поле данных пакетов сетевого уровня и решает задачу доставки кадров адресату через разнородную сетевую среду. С помощью этих протоколов маршрутизатор составляет карту сети определенной степени подробности и принимает решения о том какому следующему маршрутизатору следует передать пакет для образования рационального пути. Дополнительно к этим протоколам на сетевом уровне работают также протоколы отражающие адрес узла, используемого на сетевом уровне в локальный адрес сети. Это протоколы разрешения адресов (ARP).

 

Адресация в сетях. В настоящее время в основном используются протоколы типа TCP/IP сети. В компьютерной сети с TCP/IP адрес может быть трех типов:

1) Локальный адрес узла – MAC-адрес.

2) IP состоит из 4 байт, записывается через точку в 10-чном формате. Этот адрес используется на сетевом уровне, назначается администратором сети во время конфигурирования компьютера. Первая часть – номер сети, вторая – номер узла в сети. Номер сети выбирается или произвольно если это локальная сеть, либо назначается подразделением сети интернет – NIC. Провайдеры услуг интернет получают диапазоны адресов у подразделений NIC, а затем распределяют их между своими абонентами. Номер узла назначается независимо от номера сети и независимо от локального адреса узла. Деление адреса между номером сети и номером узла произвольно, в узел может входить несколько сетей и соответственно может иметь несколько IP-адресов. IP-адрес характеризует одно сетевое соединение. MAC-адрес характеризует устройство.

3) Символьный идентификатор – DNS-имя.

 

 

IP: какая часть относится к номеру сети а какая к номеру узла, определяется значением первых битов двоичного адреса.

1) Адрес начинается с 0 – сеть класса А. Номер сети занимает 1 байт, а 3 байта – номер узла в сети. Сетей класса А может существовать 126 – во всем мире. Номер 0 не используется, 127 – используется для спец. целей.

2) Если первые два бита адреса – сеть класса B. Под сеть отводится 2 байта, адрес узла 2 байта. Количество узлов от 2⁸ до 2¹⁶

3) Если сеть начинается с комбинации 110 – то это сеть класса С. Адрес сети 3 байта, адрес узла – оставшиеся. Количество узлов – 2⁸.

4) Последовательность 1110 - класс D, это адрес групповой рассылки. Если в адресе отправителя указан класс D, то это означает что пакет с данным адресом должны получить все узлы с указанным адресом в одной сети.

Спец. Адреса:

1) Состоит только из 0, обозначает адрес узла сгенерировавшего пакет.

2) Если в номере сети стоят только 0, это означает, что узел принадлежит той же сети, что и узел который отправил пакет.

3) Все разряды равны 1, то пакет с таким адресом рассылается всем узлам, находящимся в той же сети, что и источник. Это ограниченное широковещательное сообщение.

4) Если в поле адреса узла стоят все 1, то пакет с этим адресом рассылается всем узлам сети с заданным номером. Широковещательное сообщение.

5) 127.0.0.1 – данный адрес используется для организации обратной связи при тестировании работы ПО без реальной отправки пакетов по сети.

Узлы в сети сами идентифицируют себя и самостоятельно определяют к какой из групп адресов они относятся.

Широковещательный ip-адрес имеет пределы распространения в сети, ограничения накладываются либо сетью к которой принадлежит узел или сетью, номер которой указан в адресе назначения.

Соответственно если широковещательный запрос присылается на маршрутизатор, то происходит локализация широковещательного шторма, одной из частей сети, такой запрос будет направлен только к одной сети.

Выбор тайм-аута.

Тайм-аут не должен быть слишком коротким чтобы исключить избыточные повторные передачи, так же тайм аут не может быть слишком большим чтобы избежать длительных простоев связанных с ожиданием несуществующих или заблудившихся квитанциях. При выборе тайм-аута учитывается должны учитываться скорость и надежность линии связи а также их протяжённость, обычно используется достаточно сложный адаптивный механизм, состоящий в следующем: при каждой передаче засекается время от момента отправки до прихода квитанции. Полученные значения усредняются с весовыми коэффициентами возрастающие от предыдущего замера к последующему. Это требуется для вычислений слияний последних замеров. В качестве тайм-аута выбирается среднее время оборота, умноженное на некоторый коэффициент. Коэффициент должен быть больше двух.

Изменяя величину окна можно влиять на нагрузку сетей. Если сеть не справляется с нагрузкой то возникают очереди промежуточных маршрутизаторов и в конечных компьютерах. При переполнении приемного буфера перегруженный протокол при отправке квитанции указывает в ней уменьшенный размер окна. Если происходит отказ от приема то указывается нулевой размер. Так же возможна срочная отправка квитанции. После приема квитанции с 0–ым значением отправитель периодически делает повторные попытки передачи данных, и если приемник готов принимать данные то пересылаются квитанции с ненулевым размером окна.

 

Алгоритм состояния связи

Обеспечивает любой коммутатор информацией, достаточной для построения точного графа связи сети. Все маршрутизаторы работают на основании одинакового графа, что позволяет сделать процесс маршрутизации более устойчивым к изменению конфигурации.

Широковещательная рассылка используется только при изменении состояния связи. Данная процедура происходит в надежных сетях достаточно редко.

Для оценки состояния линии связи маршрутизатор периодически обменивается короткими пакетами со своими ближайшими соседями. Данный трафик является широковещательным, но циркулирует только между соседями, поэтому не засоряет сеть дополнительными пакетами.

 

Протокол RIP

Является достаточно старым протоколом, используется для обмена маршрутной информацией, в данном протоколе все сети имеют номера, маршрутизаторы имеют идентификаторы. В данном протоколе используется понятие – вектор расстояний, который представляет собой набор пар чисел, являющихся номерами сетей и расстояний до них, которые считаются в хопах.

Вектора расстояний распространяются по сети, в результате через несколько шагов каждый маршрутизатор имеет данные о достижимых до него сетях и расстояние до них. Если связь обрывается, то маршрутизатор отмечает данный факт присвоением элементу вектора соответствующего расстояния этой сети, максимально возможное значение, это значение = 16. Главное преимущество протокола - это его простота, недостаток – увеличение трафика. При рассылке широковещательных пакетов, + возможная не оптимальность маршрута.

 

 

Протокол OSPF.

Данный протокол вычисляет маршруты в сетях, сохраняя при этом другие протоколы обмена маршрутной информации. Данный протокол используется в основном в больших сетях. Работает так:

Непосредственно связанные маршрутизаторы называются соседями. Каждый маршрутизатор хранит информацию о том, в каком состоянии, по его мнению, находится сосед, готов ли он проделать маршрут дальше. Маршрутизатор полагается на соседей и передает им пакеты только в том случае, если он уверен, что сосед полностью работоспособен. Для выяснения состояния связи соседи достаточно часто обмениваются короткими сообщения типа «привет». Для распространения по сети данных о состоянии связей, маршрутизаторы обмениваются сообщениями другого типа. Сообщения называются «объявление о связи». Маршрутизаторы обмениваются между собой не только между соседями, но и чужими объявлениями о связях. Получая в конце концов информацию о состоянии всех связей в сети. Вся эта информация образует граф связей сети, который является единственным для всех маршрутизаторов в сети. Помимо информации о соседях, в своем объявлении маршрутизатор также сообщает о всех IP-подсетях, в результате любой маршрутизатор определяет путь до конкретного маршрутизатора, к которому подключен необходимый компьютер. В такой сети каждый маршрутизатор имеет свой идентификатор отличный от формата IP адреса, в результате чего IP адреса не тратятся на транзитные маршрутизаторы.

Согласно данному алгоритму маршрутизатор вычисляет маршрут, но запоминает только первый маршрутизатор данного маршрута.

В данном протоколе используются подсети, делятся они на 3 категории:

1) Хост-сеть – это подсеть из одного единственного адреса

2) Тупиковая сеть – подсеть подключенная только к одному маршрутизатору.

3) Транзитная сеть – подсеть подключенная более чем к одному маршрутизатору.

Транзитная сеть для протокола OSPF является особым случаем, т.к. в данной сети несколько маршрутизаторов являются взаимно и одновременно достижимыми. В локальных сетях маршрутизатор может послать одно сообщение, которое получат все его соседи, это уменьшает нагрузку на маршрутизатор при определении существования связи. Но в то же время, если каждой маршрутизатор может перечислять всех своих соседей, то это займет большой объем памяти в таблице маршрутизации, а так же может обнаружиться множество избыточных маршрутов и при выборе определенного из них, может потребоваться достаточно длительное время. При включении маршрутизатора в сети происходит процесс синхронизации его базы данных со всеми остальными маршрутизаторами. Для упрощения и оптимизации этого процесса в протоколе OSPF используется выделенный маршрутизатор.

1) Выделенный маршрутизатор, а также его резервный вариант являются единственными, с которыми новый маршрутизатор будет синхронизировать свою базу.

2) Выделенный маршрутизатор делает объявление о сетевых связях, перечисляя своих соседей по подсети, остальные маршрутизаторы сообщают о своих связях с этим маршрутизатором, объем данных значительно сокращается.

Для начала работы маршрутизатор по данному протоколу требуется минимальная информация, к которой относятся IP-адрес и команда на включение. Если используется более 1 подсети, то протокол рассматривает эти подсети, как сети, подключенные к различным физическим портам. В случае если сети достаточно простые, то нахождение маршрута может обходиться без маски сети. В случае сложных сетей каждому сетевому интерфейсу назначается определенное число, которое называется метрика. Эта метрика оказывает влияние на выбор маршрута. Обычно метрика представляет собой, сумму метрик всех проходимых путей связи. Если обнаруживается более чем 1 путь, то при выборе маршрута выбирается путь с наименьшей стоимостью пути. В протоколе используется несколько временных параметров, наиболее важными из которых являются: интервал сообщения “Hello”, интервал отказа маршрутизатора.

Сообщением “Hello” обмениваются соседние непосредственно связанные маршрутизаторы с целью установить состояние линии связи. В этом сообщении передаются рабочие параметры маршрутизатора и сведения о том, кого он рассматривает в качестве своих соседей. Если рабочие параметры не совпадают, то маршрутизатор с неверными параметрами будет игнорироваться в сети. Если интервал отказа истекает без получения “Hello” то считается, что сосед не работоспособен, рассылаются новые сообщения о связи и происходит перерасчет маршрутов. Также если период отказа маршрутизатора истекает маршрутизатор был выделенным, то …….. и наибольшим идентификатором, объявляя себя выделенным, а следующий за ним по приоритету – резервным. Кроме выделенных маршрутизаторов в данном протоколе определяется пограничный маршрутизатор области, который имеет интерфейсы в двух и более подсетях, такие маршрутизаторы передают данные о топологии подсетей в соседние сети в виде вычисленных маршрутов с их весами. Сети разбиты на подсети, маршрутизаторы работают с ……………..

 

Приемники.

В качестве приемников используются разновидности фотодиодов, т.е. элементы меняющие свою проводимость в зависимости от освещения, собираются в основном на основе кремния, арсенида галлия и мышьяка, также иногда используется германий.

Приемники из этих материалов не могут настраиваться на длину волны, для фильтрации используются внешние оптические фильтры.

 

Лазерная безопасность.

В первую очередь безопасность определяется возможным повреждением глаз и кожи человека. При высокой мощности излучение может вызвать ожоги кожи, в случае глаз лазер практически всегда приводит к каким то повреждениям. Лазеры относительно безопасные для глаз являются и безопасными для кожи. Необходимо учитывать, что глаз человека фокусирует излучение в определенном диапазоне (от 0,5 до 1,4мкм). Другие длины волн поглощаются роговицей глаза. Поражение глаз ультрафиолетом и видимым излучением более вероятно, чем лучами инфракрасного диапазона. Кроме этого глаз имеет различную реакцию. На длины волн. В различных странах различные стандарты безопасности при работе с лазерами. Но в основном они все придерживаются одной классификации. Согласно среднему стандарту лазер делится на 4 класса:

1) Лазер безопасен в непосредственной близости без использования оптических приборов.

2) Класс 1М – безопасен, если пользователь не пользует оптических приборов.

3) Класс 3В – является опасным

1) Мощность передатчика – не более 5 мВт.

2) Класс 1М ~ 10мВт

3) Класс 3В ~ 50мВт

В приводах Blue Ray мощность 20мВт.

 

Топология сетей.

Топология сетей - это геометрическая форма и физическое расположение компьютеров в сети по отношению друг к другу.

Всего существует бесконечное число соединений компьютеров, главных способов 3:

1) звезда

2) шина

3) кольцо

Кольцо - старая топология, компьютеры соединены последовательно друг с другом, последний - с первым, данные передаются от одного к другому, через компьютер. Недостатки: низкая скорость и надежность.

Общая шина - данные передаются параллельно на все компьютеры по шине. Достоинства: высокая скорость, надежность немного выше чем у кольца, так как при выходе из строя одного компьютера, работа сети не нарушится. Недостаток: сложность устранения неисправностей при обрыве кабеля.

Звезда - в этом случае каждый компьютер соединяется с центральным устройством (свитч, коммутатор, маршрутизатор). Преимущества: самая высокая надежность, простота прокладывания кабеля, наивысшая скорость передачи данных. Недостатки: повышенная стоимость, за счет коммутатора.

Аппаратные средства вычислительных систем.

К аппаратным средствам относятся:

1) моноканалы и физические линии передачи данных

2) сетевые контроллеры - управляющие доступом к каналу связи

3) приемо-передатчики - используются для связи сетевого контроллера с моноканалом

4) блоки взаимодействия или маршрутизатор - используются для взаимодействия данной сети с другими сетями.

5) коммутатор - коммутирующее устройство в сетях с топологией "звезда".

6) терминаторы - устройства согласования сопротивлений на концах моноканалов, для исключения отражающего искажения сигналов.

7) коннекторы - для подключения узлов к кабелю.

 

Линии передачи данных

1) проводные линии связи - бывают двух видов: медные, волоконно-оптические.

К медным относят: коаксиальный кабель, витая пара.

 

Коаксиальный кабель бывает толстый и тонкий. Толстый -12мм, тонкий - 6мм.

 

 

 

Толстый используют в уличных условиях. Волновое сопротивление у обоих видов кабеля - 50 Ом. Максимальная длина сегмента для толстого кабеля = 500 метров. Максимальная длина сети = 2,5 км. минимальная длина для подключения = 2,5 метра.

Тонкий коаксиальный кабель: макс. длина сегмента = 185 метров, Максимальная длина сети 925 метров. Минимальное расстояние между ПК - 0,5 метра.

Кроме этого к сети на толстом кабеле можно подключить не более 100 ПК, к сети тонкого - не более 30. В принципе количество рабочих станций неограниченно. Скорость передачи - до 10 Мбит/с.

Для подключения коаксиального кабеля требуются Т-коннекторы, терминаторы и в некоторых случаях I-коннекторы, БНЦ-коннекторы (N-коннекторы).

Недостатки коаксиального кабеля:

1) низкая скорость передачи данных

2) использование топологии только "кольцо" или "шина"

3) обязательное использование терминаторов с односторонним заземлением.

Плюсы: коаксиальный кабель практически не используется, возможность протяжки на улице и на большие расстояния.

 

Витая пара

Могут быть нескольких категорий от 1-ой до 7 или 9.

Витые пары бывают экранированные и неэкранированные.

1. представлена двумя проводникам (иногда скрученными вместе), этим кабелем обычно подключают телефонные аппараты. Максимальное гашение взаимных помех достигается при расстоянии между проводниками 4мм.

Скорость передачи по витой паре - 1Мбит/с.

Все другие пары представляют 4 пары проводников, каждая пара скручена между собой с определенным шагом, шаг - от 5 до 10 см.

Для исключения влияния помех. Чтобы не путаться при распайке кабеля, каждый проводник заключен в изоляцию своего цвета, причем пара проводников тоже соответствует цветам.

Чем выше категория - тем выше скорость передачи данных. 2 категория - 4 Мбит/с; 7-ая - 1Гбит/с.

 

Характеристики витых пар: макс. расстояние между точками: 100м - неэк. и 150 - эк.

Скорость 10 Мбит/с - неэк. 100 Мбит/с - эк. Для витой пары обязательно использование спец. устройств: коммутаторы, маршрутизатор, свитчи и т.п. Топология связи для витой пары - только "звезда".

Преимущества: топология "звезда", высокая скорость передачи данных, повышенная надежность сети, нет необходимости использовать терминаторы, большая надежность передачи данных, высокая помехозащищенность за счет парафазной передачи сигналов.

Недостатки: трудность прокладки в агрессивной среде.

 

Волоконно-оптическая линия

представляет из себя пучок световодов (тонкие кварцевые нити).

Расстояние официально = 5 км. максимально = 50 км. Экспериментальное = 320км (40Гбит/с). - по одному волокну. Множество кварцевых жил собираются в пучки по несколько тысяч проводников, помещаются в общую изолированную оболочку, толстый - в броневую.

Преимущества: высокая скорость, большие расстояния, высокая секретность передаваемых данных.

Минусы: высокая цена (1 метр от 10$) + специальные сетевые карты.

 

Беспроводная связь

радиосвязь, оптическая связь, акустическая связь.

Акустическая

Необходим микрофон и устройство для воспроизведения звука. Используется под водой, под землей, в воздухе (на низких частотах).

Оптическая связь

Используется только в атмосфере или безвоздушном пространстве космоса

 

Для всех линий связи используются свои виды оборудования и преобразователи сигналов.

 

Устройства: модемы (модулятор-демодулятор) - устройства для преобразования одного вида сигнала в другой, преобразует аналоговый сигнал в цифровой или наоборот.

Модемы бывают аппаратные (hard-модемы), программные модемы (soft).

1) hard - имеет в своем составе преобразователь сигнала, процессор, память, элементы индикации (стоимость высокая).

2) soft -только преобразователь сигнала

Hard используется если неизвестно с каким типом компьютеров он будет работать и с какой ОС, т.к. в данных модемах заложено ПО, реализующее все протоколы обработки и преобразования сигналов.

Soft - используются в любых случаях, т.к. обработкой сигнала занимается процессор компьютера, а не модема. Соответственно с помощью soft-модема можно реализовать любой алгоритм обработки и передачи информации, скорость ниже, использую на хороших линиях связи, вся индикация реализуется на экране.

Кроме того модемы могут быть внутренними или внешними.

Модемы характеризуются скоростью передачи данных, протоколами работы, протоколами передачи данных, а также интерфейсом подключения. Максимальная скорость обычно 36 600 бит/с. Аналоговые линии позволяют передавать не более 14 400 бит/с. Чем больше протоколов поддерживает модем, тем лучше. Интерфейс связи: usb, rs-232, параллельный интерфейс

Сетевые адаптеры.

Чаще всего это платы, устанавливаемые в системную плату компьютера, также могут быть встроенными, или подключаться в специальный разъем у переносным ПК, или USB.

Сетевые карты характеризуются следующими параметрами:

1) разрядность - количество разрядов, используемых для передачи данных (разряды: 8, 16, 32, 64)

2) шина данных (только для подключаемых сетевых карт) - ISA, VESA, PCI.

3) микросхема контроллера (чип) - определяет тип совместимого драйвера, а также может влиять на разрядность, тип шины и т.п.

4) поддерживаемая сетевая среда передачи данных - определяет вид линии связи, которая может подключаться к этому адаптеру.

5) скорость работы - (обычно 10,100,1000 мбит/с)

6) возможность поддержки дуплексного режима работы.

7) MAC-адрес - используется для определения точки назначения пакетов данных, под этим адресом понимается уникальный серийный номер устройства, используемый для идентификации в сети. MAC-адрес назначается производителем оборудования, но может быть изменен, если оборудование находится только в локальной сети. При работе сетевые адаптеры просматривают весь входящий трафик, на предмет наличия MAC-адресов. Если в каком то пакете этот MAC-адрес есть, то устройство декодирует данный пакет.

MAC-адрес имеет длину 6 байт, записывается в 16-ичном виде. Обычно каждые две цифры отделяются двоеточиями. Обычно первые 3 байта адреса определяют производителя оборудования, оставшиеся - порядковый номер.

При установке драйверов для сетевых карт, они определяются или автоматически или по типу чипа, или устанавливается драйвер NE 2000 совместимый - универсальный драйвер.