Промежуточные сетевые устройства

Промежуточные устройства служат для соединения конечных устройств. Эти устройства обеспечивают соединение, работая «за кулисами» и осуществляя передачу данных по сети. Промежуточные устройства соединяют отдельные узлы с сетью и могут соединять несколько отдельных сетей для создания объединенной сети.

Примеры промежуточных сетевых устройств (см. рисунок 6):

– коммутаторы и точки беспроводного доступа (сетевой доступ);

– маршрутизаторы (межсетевое взаимодействие);

– межсетевые экраны (безопасность).

Рисунок 6 – Пример промежуточного устройства.

К функциям промежуточных устройств относится управление данными по мере их прохождения через сеть. Эти устройства используют адрес узла назначения и информацию о межсетевых соединениях, чтобы определить пути для отправки сообщений по сети.

Процессы, запущенные на промежуточных сетевых устройствах, выполняют следующие функции:

– регенерация и ретрансляция сигналов передачи данных;

– поддержание информации о существующих путях в сети и между сетями;

– уведомление других устройств об ошибках и сбоях связи;

– направление данных через альтернативный маршрут при выходе канала из строя;

– классификация и передача сообщений в соответствии с приоритетами качества обслуживания (QoS);

– разрешение или запрет потока данных на основании настроек безопасности.

Сетевая топология

Сетевая топология — это схема, в которой изложены различные элементы компьютерной сети. Сеть может быть представлена двумя типами топологии: физической и логической.

Физическая топология отображает расположение и местонахождение всех устройств в сети. Физическая топология описывает фактические соединения между устройствами посредством проводов и кабелей.

При определении физической топологии необходимо учесть следующие аспекты.

– Местоположение компьютеров пользователей.

– Расположение сетевого оборудования, в том числе коммутаторов, маршрутизаторов и точек беспроводного доступа.

– Расположение контроллеров и серверов.

– Расположение датчиков и исполнительных механизмов.

– Возможность расширения сети в будущем.

Логическая топология основана на принципах работы протоколов связи и представляет сеть иначе, чем физические топологии. Логическая топология отображает пути, по которым данные передаются по сети. Она описывает, как устройства обмениваются данными с пользователями сети. Неотъемлемой частью логической топологии является схема адресации.

Все сети строятся на основе трех базовых топологий:

− шина (bus);

− звезда (star);

− кольцо (ring).

Шинная топология

При помощи кабеля каждая рабочая станция соединяется с другими рабочими станциями и с файловым сервером. Кабель проходит от узла к узлу, последовательно соединяя все рабочие станции и все файловые серверы. На каждом конце кабеля подключается согласующая нагрузка (терминатор) для исключения эхоотражений (см. рисунок7).

Рисунок 7 – Шинная топология.

Шинная топология использует состязательный метод доступа. Это означает, что информацию принимает только тот компьютер, адрес которого соответствует адресу получателя, зашифрованному в передаваемых сигналах. Остальные компьютеры отбрасывают сообщение. Перед передачей данных компьютер должен ожидать освобождения шины. В каждый момент времени отправлять сообщение может только один компьютер, поэтому число подключенных к сети машин значительно влияет на ее быстродействие.

Преимущества шинной топологии:

– надежно работает в небольших сетях, проста в использовании;

– требует меньше кабеля для соединения компьютеров и потому дешевле, чем другие схемы соединении;

– легко расширяется за счет состыковки кабельных сегментов с помощью цилиндрического соединителя и использования повторителей.

Недостатки шинной топологии:

– интенсивный сетевой трафик снижает производительность сети. При большом числе компьютеров в сети станции часто прерывают друг друга, и немалая часть полосы пропускания теряется понапрасну. При добавлении компьютеров к сети резко падает производительность;

– цилиндрические соединители ослабляют электрический сигнал, и большое их число вызывает нарушения в передаче информации по шине;

– разрыв кабеля или неправильное функционирование одной из станций может привести к нарушению работоспособности всей сети. Сеть трудно диагностировать.