Комп'ютерна мережа

 

Основою для віднесення кабелю до однієї з категорій служить  максимальна частота передаваного по ньому сигналу.

Коаксіальні кабелі використовуються в радіо і телевізійній апаратурі. Коаксіальні кабелі можуть передавати дані із швидкістю 10 Мбіт/з на максимальну відстань від 185 до 500 метрів. Вони розділяються на товстих і тонких залежно від товщини. Типи коаксіальних кабелів приведені в таблиці:

 

     Тип                      Назва, значення опору  

RG - 8 і RG - 11 Thicknet, 50 Ом  

RG - 58/U            Thinnet, 50 Ом, суцільний центральний мідний провідник  

RG - 58 А/U            Thinnet, 50 Ом, центральний багатожильний провідник  

RG – 59     Broadband/Cable television (широкомовне і кабельне телебачення), 75 Ом  

RG - 59 /U Broadband/Cable television (широкомовне і кабельне телебачення), 50 Ом

RG – 62   ARCNet, 93 Ом 

 

Кабель Thinnet, відомий як кабель RG, - 58, є найбільш широко використовуваним фізичним носієм даних. Мережі при цьому не вимагають додаткового устаткування і є простими і недорогими. Хоча тонкий коаксіальний кабель (Thin Ethernet) дозволяє передачу на меншу відстань, чим товстий, але для з'єднань з тонким кабелем застосовуються стандартні байонетные роз'єми BNC типу СР- 50 і зважаючи на його невелику вартість він стає фактично стандартним для офісних мереж.

Товстий коаксіальний кабель (Thick Ethernet) має велику міру завадозахищеності, велику механічну міцність, але вимагає  спеціального пристосування для  проколювання кабелю, щоб створити відгалуження для підключення до ЛВС. Він дорожчий і менш гнучкіший, чим тонкий.

Оптоволоконний  кабель

Оптоволоконний кабель (Fiber Optic Cable) забезпечує високу швидкість  передачі даних на великій відстані. Вони також несприйнятливі до інтерференції  і підслуховування. У оптоволоконному кабелі для передачі сигналів використовується світло. Волокно, вживане як світлопровід, дозволяє передачу сигналів на великі відстані з величезною швидкістю, але воно дороге, і з ним важко працювати.

Для установки роз'ємів, створення відгалужень, пошуку несправностей в оптоволоконному кабелі потрібні спеціальні пристосування і висока кваліфікація. Оптоволоконний кабель складається з центральної скляної нитки завтовшки в декілька мікрон, покритою суцільною скляною оболонкою. Усе це, у свою чергу, заховано в зовнішню захисну оболонку.

Оптоволоконні лінії  дуже чутливі до поганих з'єднань в роз'ємах. Як джерело світла в  таких кабелях застосовуються світлодіоди (LED - Light Emitting Diode), а інформація кодується  шляхом зміни інтенсивності світла. На приймальному кінці кабелю детектор перетворить світлові імпульси в електричні сигнали.

Існують два типи оптоволоконних кабелів - одномодові і багатомодові. Одномодові кабелі мають менший діаметр, велику вартість і дозволяють передачу інформації на великі відстані. Оскільки світлові імпульси можуть рухатися в одному напрямі, системи на базі оптоволоконних кабелів повинні мати кабель, що входить, і витікаючий кабель для кожного сегменту. Оптоволоконний кабель

вимагає спеціальних  коннекторів і висококваліфікованої установки.

3.7 Безпровідні технології

Методи безпровідної технології передачі даних є зручним, а іноді незамінним засобом зв'язку. Безпровідні технології розрізняються  по типах сигналу, частоті (велика частота  означає велику швидкість передачі) і відстані передачі. Велике значення мають перешкоди і вартість. Можна виділити три основні типи безпровідної технології :

- радіозв'язок;

- зв'язок в мікрохвильовому діапазоні;

- інфрачервоний зв'язок.

Радіозв'язок

Технології радіозв'язку пересилають дані на радіочастотах і практично не мають обмежень по дальності. Вона використовується для з'єднання локальних мереж на великих географічних відстанях. Радіопередача в цілому має високу вартість і чутлива до електронного і атмосферного накладення, а також схильна до перехоплень, тому вимагає шифрування для забезпечення рівня безпеки.

Зв'язок в мікрохвильовому  діапазоні

Передача даних в  мікрохвильовому діапазоні (Microwaves) використовує високі частоти і застосовується як на коротких, так і на великих відстанях. Головне обмеження полягає в тому, щоб передавач і приймач були в зоні прямої видимості. Використовується в місцях, де використання фізичного носія ускладнене. Передача даних в мікрохвильовому діапазоні при використанні супутників може бути дуже дорогою.

Інфрачервоний зв'язок

Інфрачервоні технології (Infrared transmission), функціонують на дуже високих  частотах, що наближаються до частот видимого світла. Вони можуть бути використані  для встановлення двосторонньої  або широкомовної передачі на близьких відстанях. При інфрачервоному зв'язку зазвичай використовують світлодіоди (LED - Light Emitting Diode) для передачі інфрачервоних хвиль приймачу. Інфрачервона передача обмежена малою відстанню в прямій зоні видимості і може бути використана в офісних будівлях.

 

Питання:

1. Що таке мережевий адаптер? Які функції він виконує?

2. Що таке модем? Які функції він виконує?

3. Перерахуєте типи модемів.

4. Що таке повторитель?

5. Що таке концентратор?

6. Що таке комутатор?

7. Що таке маршрутизатор?

8. Що таке шлюз?

9. Що таке міст?

10. Чим відрізняється комутатор від моста?

11. Чим відрізняється маршрутизатор від моста?

12. Перерахуєте основні види кабелів?

13. Що таке структурована кабельна система?

14. Перерахуєте основні види безпровідних технологій?

4.Вимоги, що пред'являються до мереж

При організації і  експлуатації мережі важливими вимогами при роботі являються наступні:

• продуктивність;
• надійність і безпека;
• розширюваність і масштабованість;
• прозорість;
• підтримка різних видів трафіку;
• керованість;
• сумісність.

 

Продуктивність

Продуктивність - це характеристика мережі, що дозволяє оцінити, наскільки  швидко інформація передавальної робочої  станції досягне

до приймальної робочої  станції.

На продуктивність мережі впливають наступні характеристики мережі :

• конфігурація;
• швидкість передачі даних;
• метод доступу до каналу;
• топологія мережі;
• технологія.

Якщо продуктивність мережі перестає відповідати вимогам, що пред'являються до неї, то адміністратор  мережі може вдатися до різних прийомів:

• змінити конфігурацію мережі так, щоб структура мережі більш відповідала структурі інформаційних потоків;
• перейти до іншої моделі побудови розподілених застосувань, яка дозволила б зменшити мережевий трафік;
• замінити мости швидкіснішими комутаторами.

Але найрадикальнішим рішенням в такій ситуації є перехід на швидкіснішу технологію.

Надійність  і безпека

Найважливішою характеристикою  обчислювальних мереж є надійність. Підвищення надійності засноване на принципі запобігання несправностям  шляхом зниження інтенсивності відмов і збоїв за рахунок застосування електронних схем і компонентів з високою і надвисокою мірою інтеграції, зниження рівня перешкод, полегшених режимів роботи схем, забезпечення теплових режимів їх роботи, а також за рахунок вдосконалення методів зборки апаратури.

Відмовостійкість - це така властивість обчислювальної системи, яка забезпечує їй як логічній машині можливість продовження дій, заданих програмою, після виникнення несправностей. Введення відмовостійкості вимагає надлишкового апаратного і програмного забезпечення. Напрями, пов'язані із запобіганням несправностям і відмовостійкістю, основні в проблемі надійності. На паралельних обчислювальних системах досягається як найбільш висока продуктивність, так і, у багатьох випадках, дуже висока надійність. Наявні ресурси надмірності в паралельних системах можуть гнучко використовуватися як для підвищення продуктивності, так і для підвищення надійності.

Слід пам'ятати, що поняття  надійності включає не лише апаратні засоби, але і програмне забезпечення. Головною метою підвищення надійності систем є цілісність що зберігаються в них даних.

Безпека - одне з основних завдань, що вирішуються будь-якою нормальною комп'ютерною мережею. Проблему безпеки можна розглядати з різних сторін - зловмисне псування даних, конфіденційність інформації, несанкціонований доступ, розкрадання і тому подібне

Забезпечити захист інформації в умовах локальної мережі завжди легше, ніж за наявності на фірмі  десятка автономно працюючих  комп'ютерів. Практично у вашому розпорядженні один інструмент - резервне копіювання (backup). Для простоти давайте називати цей процес резервуванням. Суть його полягає в створенні в безпечному місці повної копії даних, що оновлюється регулярно і як можна частіше. Для персонального комп'ютера більш менш безпечним носієм служать дискети. Можливе використання стримера, але це вже додаткові витрати на апаратуру.

Найлегше забезпечити  захист даних від самих різних прикрощів у разі мережі з виділеним  файловим сервером. На сервері зосереджені  усі найбільш важливі файли, а  уберегти одну машину куди простіше, ніж десять. Концентрованість даних полегшує і резервування, оскільки не вимагається їх збирати по усій мережі.

 

 

 

Мал. 12 Завдання забезпечення безпеки даних

 

 

Екрановані лінії дозволяють підвищити безпеку і надійність мережі. Екрановані системи набагато стійкіші до зовнішніх радіочастотних полів.

Прозорість

Прозорість - це такий стан мережі, коли користувач, працюючи в мережі, не бачить її.

Комунікаційна мережа є  прозорою відносно інформації, що проходить  крізь неї, якщо вихідний потік бітів, в точності повторює вхідний потік. Але мережа може бути непрозорою в часі, якщо із-за розмірів черг блоків даних, що міняються, змінюється і час проходження різних блоків через вузли комутації. Прозорість мережі за швидкістю передачі даних вказує, що дані можна передавати з будь-якою потрібною швидкістю.

Якщо в мережі по одних  і тих же маршрутах передаються  інформаційні сигнали, що управляють (що синхронізують), то говорять, що мережа прозора по відношенню до типів сигналів.

Якщо передавана інформація може кодуватися будь-яким способом, то це означає, що мережа прозора для будь-яких методів кодувань.

Прозора мережа є простим  рішенням, в якому для взаємодії  локальних мереж, розташованих на значній  відстані один від одного, використовується принцип Plug - and - play (підключися і працюй).

Служба прозорих локальних  мереж забезпечує крізне (end - to - end) з'єднання, що зв'язує між собою видалені локальні мережі. Привабливість цього рішення  полягає в тому, що ця служба об'єднує  віддалені один від одного на значну відстань вузли як частини локальної мережі. Тому не треба вкладати кошти у вивчення нових технологій і створення територіально розподілених мереж (Wide - Area Network - WAN). Користувачам вимагається тільки підтримувати локальне з'єднання, а провайдер служби прозорих мереж забезпечить безперешкодну взаємодію вузлів через мережу масштабу міста (Metropolitan - Area Network - MAN) або мережу WAN. Служби Прозорої локальної мережі мають багато переваг. Наприклад, користувач може швидко і безпечно передавати великі об'єми даних на значні відстані, не обтяжуючи себе складнощами, пов'язаними з роботою в мережах WAN.

Підтримка різних видів трафіку

Трафік в мережі складається  випадковим чином, проте в нім  відбиті і деякі закономірності. Як правило, деякі користувачі, що працюють над загальним завданням, (наприклад, співробітники одного відділу), найчастіше поводяться із запитами або один до одного, або до загального сервера, і тільки іноді вони випробовують необхідність доступу до ресурсів комп'ютерів іншого відділу. Бажано, щоб структура мережі відповідала структурі інформаційних потоків. Залежно від мережевого трафіку комп'ютери в мережі можуть бути розділені на групи (сегменти

мережі). Комп'ютери об'єднуються  в групу, якщо велика частина породжуваних ними повідомлень, адресована комп'ютерам цієї ж групи.

Для розподілу мережі на сегменти використовуються мости  і комутатори. Вони екранують локальний  трафік усередині сегменту, не передаючи  за його межі ніяких кадрів, окрім тих, які адресовані комп'ютерам, що знаходяться в інших сегментах. Таким чином, мережа розпадається на окремі підмережі. Це дозволяє раціональніше вибирати пропускну спроможність наявних ліній зв'язку, враховуючи інтенсивність трафіку усередині кожної групи, а також активність обміну даними між групами.

Проте локалізація трафіку  засобами мостів і комутаторів має  істотні обмеження. З іншого боку, використання механізму віртуальних  сегментів, реалізованого в комутаторах  локальних мереж, призводить до повної локалізації трафіку; такі сегменти повністю ізольовані один від одного, навіть відносно широкомовних кадрів. Тому в мережах, побудованих тільки на мостах і комутаторах, комп'ютери, що належать різним віртуальним сегментам, не утворюють єдиної мережі.