Синхронные модемы

Синхронная связь основана на согласованной работе двух устройств. Ее цель - выделить биты из группы при передаче их блоками. Эти блоки называют кадрами. Для установки синхронизации и периодической проверки ее правильности используются специальные символы.

Синхронная передача данных

Поскольку биты передаются в синхронном режиме, стартовые и стоповые биты не нужны (рис. 9.3). Передача завершается в конце одного кадра и начинается вновь на следующем кадре. Этот метод более эффективнее, чем асинхронная передача, т. к. доля передаваемой полезной информации может превышать 95% (в то время как при асинхронной передаче не более 75 - 80%). В случае обнаружения ошибки синхронная схема распознавания и коррекции ошибок просто повторяет передачу кадра. Синхронные протоколы:

• разбивают данные на блоки;
• добавляют управляющую информацию;
• устанавливают соединение;
• проверяют данные на наличие ошибок.

Основные протоколы синхронной связи: SDLC - протокол синхронного управления каналом (Synchronous Data Link Control); HDLS - высокоуровневый протокол управления каналом (High Data Link Control); BISYNC - протокол двоичной синхронной связи (Binary Synchronous Communication protocol).

Синхронная связь используется практически во всех цифровых системах связи. Если для соединения удаленных ПК используются цифровые линии, то необходимо устанавливать синхронный модем. Следует отметить, что из-за высокой стоимости и сложности синхронные модемы для домашних условий и небольших ЛВС, как правило, не предлагаются.

Репитеры

Это устройства, которые принимают затухающий сигнал из одного сегмента сети, восстанавливают его и передают в следующий сегмент, чем повышают дальность передачи сигналов между отдельными узлами сети.

Подключение репитера в ЛВС

Репитеры передают весь трафик в обоих направлениях и работают на физическом уровне модели OSI. Это означает, что каждый сегмент должен использовать одинаковые: форматы пакетов, протоколы и методы доступа. То есть, с помощью репитера можно объединить в единую сеть два сегмента Ethernet и невозможно Ethernet и Token Ring.

Однако репитеры позволяют соединять два сегмента, которые используют различные физические среды передачи сигналов (кабель - оптика, кабель - пара и т. д.). Некоторые многопортовые репитеры работают как многопортовые концентраторы, соединяющие разные типы кабелей.

Применение репитеров оправдано в тех случаях, когда требуется преодолеть ограничение по длине сегмента или по количеству РС. Причем ни один из сегментов сети не генерирует повышенного трафика, а стоимость ЛВС - главный фактор. Связано это с тем, что репитеры не выполняют функций: изоляции и фильтрации.

Так передавая из сегмента в сегмент каждый бит данных, они будут передавать и искаженные пакеты, и пакеты, не предназначенные этому сегменту. В результате проблемы одного сегмента скажутся и на других. Т.е. применение репитеров не обеспечивает функцию изоляции сегментов. Кроме того, репитеры будут распространять по сети все широковещательные пакеты. И если устройство не отвечает на все пакеты или пакеты постоянно пытаются достичь устройств, которые никогда не отзываются, то производительность сети падает, т. е. репитеры не осуществляют фильтрацию сигналов.

Мосты

Мост - это устройство комплексирования компьютерной сети. Эти устройства, как и репитеры, могут:

• увеличивать размер сети и количество РС в ней;

• соединять разнородные сетевые кабели. Однако принципиальным их отличием является то, что они работают на канальном уровне модели OSI, т.е. на более высоком, чем репитеры и учитывают больше особенностей передаваемых данных, позволяя:

• восстанавливать форму сигналов, но делая это на уровне пакетов;

• соединять разнородные сегменты сети (например, Ethernet и Token Ring) и переносить между ними пакеты;

• повысить производительность, эффективность, безопасность и надежность сетей (что будет рассмотрено ниже).

Работа моста основана на принципе, согласно которому все узлы сети имеют уникальные сетевые адреса, и мост передает пакеты исходя из адреса узла назначения. Мост обладает некоторым "интеллектом", поскольку изучает, куда направить данные. Когда пакеты передаются через мост, адреса передатчиков сохраняются в памяти моста, и на их основе создается таблица маршрутизации. В начале работы таблица пуста. Затем, когда узлы передают пакеты, их адреса копируются в таблицу. Имея эти данные, мост изучает расположение компьютеров в сегментах сети. Прослушивая трафик всех сегментов, и принимая пакет, мост ищет адрес передатчика в таблице маршрутизации. Если адрес источника не найден, он добавляет его в таблицу. Затем сравнивает адрес получателя с БД таблицы маршрутизации. Если мост знает о местоположении узла - адресата, он передает пакет ему. В противном случае - транслирует пакет во все сегменты.

Маршрутизатор

Маршрутизатор - это устройство для соединения сетей, использующих различные архитектуры и протоколы. Работая на сетевом уровне модели OSI, они могут:

• коммутировать и направлять пакеты через несколько сетей;

• определять наилучший путь для их передачи;

• обходить медленные и неисправные каналы;

• отфильтровывать широковещательные сообщения;

• действовать как барьер безопасности между сетями.

Маршрутизатор в отличие от моста имеет свой адрес и используется как промежуточный пункт назначения.

Маршрутизаторы, принимая пакеты, не проверяют адрес узла назначения, а выделяют только адрес сети. Они пропускают пакет, если адрес сети известен, передавая его маршрутизатору, который обслуживает сеть назначения. Воспринимая только адресованные сетевые пакеты, они препятствуют проникновению в сеть некорректных и широковещательных пакетов, уменьшая тем самым нагрузку на сеть. Маршрутизатор может "прослушивать" сеть и определять, какие ее части сильнее загружены. Он устанавливает количество транзитов между ЛВС. Используя эту информацию, маршрутизатор выбирает маршрут передачи. Если один перегружен, он укажет другой.

Шлюзы

Шлюзы - это устройства, которые обеспечивают связь между различными архитектурами и средами. Главное их назначение - осуществить связь между ПК и средой мини-компьютеров или мейнфреймов. Шлюзы принимают данные из одной среды, удаляют протокольный стек и переупаковывают их в протокольный стек системы назначения. Обрабатывая данные, шлюз выполняет следующие операции:

1. извлекает данные из приходящих пакетов, пропуская их снизу вверх через полный стек протоколов передающей среды;

2. заново упаковывает полученные данные, пропуская их сверху вниз через стек протоколов сети назначения.