1.2 Обладнання мереж

Коаксиальний (Coaxial) кабель представляє собою 2х-проводну лінію зв’язку, в  якій один провідник (центральний) знаходиться всередині іншого (він схожий на звичайний телевізійний кабель). В якості центрального може використовуватись одножильний і багатожильний мідний провідник. Багатожильний є більш гнучким і надійним, однак він більше коштує.

Зовнішній провідник виконано у вигляді циліндра, зплетеного з мідного провода. Зовнішня оболонка зроблена з полівінілхлоріда (він використовується на відкритих і легкодоступних ділянках, бо продукти згоряння отруйні) або флуорополімера (можна використовувати в закритих місцях, бо він є вогнестійким і продукти згоряння не отруйні, але цей матеріал менш гнучкий і більш дорогий). Для досягнення максимального рівня сигнала довжина сегмента коаксиального кабеля повинна бути кратна довжині хвилі сигнала, що передається, і тому коаксиальний укабель маркірується по всій довжині через певні проміжки. Відсутність цих міток – перша ознака невідповідності кабеля мережним стандартам. Крім цього, на кожному кабелі повинне бути чітке маркування, яке вказує його тип. В ЛОМ частіше всього використовують 2 вида коаксиального кабеля з хвильовим опором 50 Ом:  RG-11 (“товстий”, “жовтий” кабель) і RG-58 (“тонкий” кабель).

Електричні сигнали, які проходять по коаксиальному кабелю, створюють достатньо потужне  електричне поле, яке легко сприймають безконтактні датчики несанкціонованого знімання інформації. По цій причині багато виробників кабелів застосовують різні технічні засоби для зниження рівня цього наведеного електромагнітного поля. Звичайно, це не повинно лякати тих, в кого в мережі протікає інформація не особливо секретного характера.

Кожен комп’ютер  підключається до магістрального кабеля RG-58 через Т-конектор, а до RG-11 через трансивер. При використанні шинної топології обидва кінця лінії термінуються (навантажуються) кінцевим резистором (50 Ом), один з яких при цьому заземлюється.

До переваг RG-58 можна віднести порівняно малу кількість необхідного кабеля, стійкість до дії електромагнітних  перешкод і легкість підключення додаткових робочих станцій. Цей варіант характеризується також невеликими грошовими витратами, оскільки додатково потрібно придбати лише мережні карти і коаксиальні кабелі. Т-конектори звичайно входять в комплект поставки мережних карт. До недоліків RG-58 можна віднести те, що якщо десь в колі порушується контакт, то паралізується робота всієї мережі. При поганому з’єданні конектора з кабелем даже невеличкий натяг може привести до порушення контакту. Слід відмітити, що пропускна здатність шини при використанні цього кабеля обмежена 10 Мбіт/с (тобто дещо більше 1 МБ/с), яка поділяється між всіма ПК в мережі.

Максимальна довжина сегмента Максимальна кількість сегментів в мережі Максимальна довжина мережі Максимальна кількість станцій, підключених до одного сегмента (якщо в мережі є репітери, вони теж вважаються станціями) Мінімальна відстань між точками підключення робочих станій

185м 5 925м 30   0,5м

Рис.1.2 Обмеження для RG-58

Максимальна довжина сегмента Максимальна кількість сегментів в мережі Максимальна довжина мережі Максимальна кількість станцій, підключених до одного сегмента (якщо в мережі є репітери, вони теж вважаються станціями) Мінімальна відстань між точками підключення робочих станій

500м 5 2,5км 100   2,5м

Рис.1.3 Обмеження для RG-11

4.     Вита пара (Twisted Pair) представляє собою попарно зкручені з певним кроком ізольовані  провідники. В якості провідника використовують мідний одножильний або багатожильний провід, в результаті чого наведені електромагнітні поля частково компенсуються.

В цілому вартість кабеля на базі звитої пари менша вартості коакс.кабеля. Зовні він подібний до телефонного кабеля, але відрізняється від нього наявністю певного числа скруток на один метр.За рівнем екранування звиті пари поділяються на неекрановані і екрановані.

Підключення робочих станцій до середовища передачі інформації на базі звитих пар здійснюєься за допомогою роз’єма RJ-45. Зовні ці роз’єми схожі на телефонні, але відрізняються від них більшою кількістю контактів (8).

При прокладанні цього кабеля необхідно дуже суворо дотримуватись правил, які визначені в стандартах ІЕЕЕ (Institute of Electric and Electronic Engineers), тому що він має низький ступінь захисту від зовнішінх електромагнітних полів. Для підвищення захищеності і зниження рівня власного випромінювання були створені кабелі з екрануючою опліткою (STP), з екраном з фольги навколо усіх пар проводів (FTP), з екрануючою опліткою поверх FTP (S/FTP).  Мережа на базі звитої пари будується у формі "зірки". Від кожного ПК до центрального розподільника - концентратора (hub)  протягнутий кабель (максимальна довжина - 100м). Не дивлячись на те, що сам кабель звитої пари дешевший від коаксиального, загальний розхід кабеля звитої пари буде набагато більший. Крім того, прийдеться придбати концентратор.

Оптоволоконний  (Fiber-Optical, FO) кабель є найбільш перспективним середовищем передачі інформації, яке забезпечує високу швидкість передачі інформації на значних відстанях. В якості середовища в оптоволоконному кабелі використовують оптоволокно (світловод), який представляє собою тонку скляну або пластмасову нитку товщиною 8,3-100 мк.

Світловод покритий скляною оболонкою, яка має інший коефіцієнт відбивання, ніж у світловода. Скляна оболонка відбиває світло і спрямовує його вздовж світловода. Між оболонкою і зовнішньою пластиковою оболонкою може знаходитись рідкий гель або підсилюючі жили. Внутрішня скляна оболонка забезпечує необхідну жорсткість і стійкість до розривів, перегрівання і переохолодження. Гель і підсилюючі жили забезпечують додатковий захист від механічного впливу навколишнього середовища. Кабель може містити одне світлопровідне волокно, але зазвичай їх декілька. Оптоволоконні кабелі розрізняють за діаметром світловода і способом передачі сигнала. Прозорість оптоволокна на декілька порядків вища ніж звичайного скла, що дозволяє передавати світловий сигнал на десятки километрів без суттєвого зниження рівня сигнала.

Поряд з високою швидкістю передачі, оптоволоконний кабель досить гнучкий, і значно тонший і легший звичайного кабеля. Він зовсім не залежить від перешкод, так як інформація в ньому передається світловими хвилями. Не створюючи електромагнітного поля, він також застрахований від безконтактного несанкціонованого знімання інформації, що гарантує її повну конфіденційність. Він не потребує ніякого заземлення  або виконання яких-небудь інших вимог електробезпеки. Ці провода відрізняються широкою смугою пропускання, володіють можливістю передавати сигнали зі швидкістю до десятків Гбіт/с на відстані до 100км. Крім того вони характеризуються малими габаритами та вагою. Але вартість такого обладнання і його установка значно вища вартості інших видів мережного обладнання.

Крім кабельної системи, невід'ємною складовою мережі є мережеве обладнання - мости, маршрутизатори, комутатори, концентратори тощо. Вони дають змогу:

• збільшити кількість комп'ютерів та інших пристроїв, об'єднаних у мережу:

• сегментувати трафік (повний інформаційний потік у мережі);

• з'єднати віддалені ділянки локальної мережі (за допомогою маршрутизаторів).

Мости використовуються для:

• з'єднання мережевих сегментів, які мають різне фізичне середовище, наприклад, для з'єднання сегмента з оптоволоконним кабелем і сегмента з коаксіальним кабелем:

• з'єднання сегментів, які мають однакові чи подібні протоколи передачі даних. Мережевий протокол - це багаторівневий набір правил, що регламентують передачу даних між комп'ютерами. Наприклад, мости можуть поєднувати два сегменти мережі, що працюють за однаковим протоколом Ethernet.

 Мережі, з'єднані мостами, фізично відокремлені, але логічно вони утворюють єдину мережу. Мости аналізують, фільтрують, надсилають повідомлення, тобто пропускають лише потік даних (трафік), адресований комп'ютерам певного сегмента мережі з іншого боку моста. Вони дозволяють вагомо знизити загальний потік даних у мережі, яка складається з декількох локальних мереж.

Колись мости були найбільш розповсюдженим методом з'єднання локальних мереж. На сьогодні, внаслідок технічного вдосконалення іншого мережевого обладнання – маршрутизаторів, використання мостів скоротилося. Мости з'єднують подібні локальні мережі, а маршрутизатори - однорідні або різнорідні мережі, наприклад Ethernet з ARCnet . Як і мости, маршрутизатори відокремлюють мережі фізично. Відмінність полягає в тому, що при використанні маршрутизаторів мережа розділяється також на частини і на логічному рівні.

Оскільки маршрутизатори можуть з'єднувати різнорідні мережі, вони придатні для використання в глобальних мережах, де різнорідні канали з'єднують різнорідні локальні мережі. Зокрема, глобальна комп'ютерна мережа Internet становить величезне поєднання різнорідних мереж, зв'язаних маршрутизаторами.

Подібно до мостів, маршрутизатори проводять лише потік даних, адресований іншому боку. Це означає, то внутрішній трафік однієї локальної мережі не впливає на продуктивність іншої.

Маршрутизатори - це, передусім, нестандартні, спеціалізовані комп'ютери, або програмне забезпечення, яке працює на комп'ютері загального призначення, звичайно, мережевому сервері.

Наступний тип мережевого обладнання - комутатори. Вони призначені для вирішення проблеми підвищення продуктивності мережі в умовах її недостатньої пропускної здатності. Однак, на противагу загальній думці та широкій рекламі, комутатори нездатні вирішити всі проблеми з продуктивністю та забезпеченням зв'язку в мережі. За сутністю, ці пристрої - мости з множиною портів. Подібно до мостів, вони направляють пакети повідомлень із однієї мережі в іншу. (На самому низькому рівні комп'ютери в мережах обмінюються інформацією у вигляді пакетів повідомлень. Вони складають фундамент роботи мережі ).

Комутація може здійснюватися як для окремих вузлів, так і для цілих сегментів мережі. Більшість комутаторів також дозволяють з'єднувати низькошвидкісні   мережі,   наприклад   Ethernet  на   10Мбіт/с,   з високошвидкісними - за технологіями Fast Ethernet, FDDI.

Комутатори мають декілька суттєвих недоліків: вони пересилають дефектні та неповні пакети повідомлень і припиняють пропускати пакети при підвищенні інтенсивності трафіку.

Якщо необхідно забезпечити резервні шляхи, реалізувати фільтрацію пакетів або зв'язатися з глобальною мережею, то використовують маршрутизатори. Краще над усе їх влаштовано для сегментації мереж, що налічують 200 та більше робочих станцій. Комутатори корисні для підвищення продуктивності мережі. Вони здатні виключити в ній лише вузькі місця. Підвищити продуктивність серверу, диска або програмного забезпечення комутатори нездатні. Крім того, комутатор безпосередньо не покращує пропускну здатність мережі, він лише розвантажує певну її дільницю за рахунок сегментації, що дійсно може збільшити продуктивність у цьому місці. Якщо ж у мережі багато користувачів намагається отримати доступ до одного серверу,  то   підвищенню  продуктивності  буде  сприяти  створення високошвидкісного каналу між цим сервером і комутатором. Більшість мереж масштабу підприємства - це об'єднання мереж підрозділів меншого масштабу. Для полегшення керування та збільшення контролю за обчислювальними ресурсами деякі організації розмішують усі мережеві ресурси централізовано. Це можна зробити, наприклад, з допомогою встановлення компактної магістралі (collapsed backbone), якщо всі мережеві з'єднуючі пристрої-мости, комутатори, маршрутизатори - зосереджуються в одному місці.