Вопрос 17-19 сложные связи в вычислительных сетях

Организация сложных связей в вычислительных сетях (концентраторы, мосты, коммутаторы, маршрутизаторы, шлюзы).

Концентратор (хаб) – повторитель, имеющий несколько портов и соединяющий несколько рабочих станций. В настоящее время концентратор является стандартным компонентом ЛВС, построенной по схеме «звезда».

Концентраторы делятся на активные и пассивные. Активные концентраторы восстанавливают и передают сигнал так же, как это делают повторители (имеют для подключения рабочих станций 8-12-16 портов). Пассивные концентраторы не требуют подключения к источнику питания и пропускают через себя сигнал как узлы коммутации. Могут применяться гибридные концентраторы, позволяющие подключать проводники различных типов.

Наиболее совершенные концентраторы позволяют:

1.Отключать порты отказавшей рабочей станции.

2.Создавать резервный порт, на который будет переключаться рабочая станция при отказе основного порта.

3.При поступлении сообщений одновременно от нескольких рабочих станций, сохранять их в буфере памяти для последующей передачи.

Мост – программно-аппаратный комплекс, соединяющий между собой сегменты или ЛВС, позволяя им взаимодействовать между собой. Мосты, как и повторители, разбивают сети на сегменты, при этом позволяя контролировать информационные потоки. Это обеспечивает защиту сети (других сегментов) от перегрузки.

Мосты предназначены для решения следующих задач:

1.Увеличивают размер сети и количество рабочих станций, входящих в их состав.

2.Соединяет разнородные сегменты сети (имеющие разные топологии).

3.Устраняют проблемы, связанные с ростом информационного потока (устраняют перегрузку сети).

4.Соединяют различные линии передачи (витая пара, коаксиальный кабель и т.д.).

Мосты часто используются для расширения сети и создания сетей больших размеров.

Возможности моста:

1.Обладают всеми характеристиками повторителей и концентраторов.

2.Работает со скоростью не менее 60 кб/с.

3.Могут одновременно использовать несколько маршрутов.

Коммутатор – устройство, конструктивно выполненное в виде сетевого концентратора и действующее как высокоскоростной много портовый мост.

Повышение скорости обмена информацией (сообщениями) в коммутаторе обеспечивается за счет разделения частот или полос пропускания между рабочими станциями. То есть обмен сообщениями производится параллельно между несколькими рабочими станциями.

Возможности коммутатора:

1.    Может создавать очереди кадров для каждого порта в случае перегрузки сети.

2.    Осуществляет быструю пересылку данных без контроля на ошибки.

3.    Устанавливает различные алгоритмы коммутации для каждого порта и автоматически их изменяет в зависимости от интенсивности передачи.

Важнейшее преимущество коммутатора – повышенная скорость передачи данных.

Маршрутизатор.

В вычислительных сетях необходимо использование устройств, которые для передачи сообщений выбирают наилучший маршрут на конкретную рабочую станцию, и фильтрует сообщения. К таким устройствам относится маршрутизатор.

Маршрутизатор позволяет оптимизировать доставку пакетов и в целом нагрузку сети. Они управляют информационным трафиком и не пропускают всего потока сообщений, пока не оценят состояние маршрутов. Это позволяет обеспечить обход медленных или неисправных каналов связи. Таким образом, маршрутизатор определяет адреса назначения для поступающих данных и выбирает наилучший маршрут, сравнивая стоимость и доступность различных вариантов.

Маршрутизаторы позволяют:

1.    Сегментировать сети.

2.    Обеспечить безопасность между сегментами.

3.    Предотвратить избыток поступающих сообщений.

Шлюз.

Для объединения ЛВС, имеющих различную топологию, методы передачи данных и структуру адресации применяются шлюзы.

Шлюз – программное аппаратное устройство, обеспечивающее обмен данными между сетями, использующими различные протоколы взаимодействия.

Шлюзы «упаковывают» данные в соответствии с требованиями системы назначения и изменяют формат сообщения. Шлюзы связывают вычислительные системы, имеющие различные:

1.    Протоколы.

2.    Структуры и форматы данных.

3.    Языки.

4.    Архитектуру.

Источники бесперебойного питания, брандмауэры

ИБП – внешний автоматический источник энергии, поддерживающий работоспособность ЛВС и ее составляющих при отключении или нарушении качества снабжения электрической энергией.

ИБП выполняет две функции:

1.    Питание ЭВМ в течение некоторого времени после отключении электроэнергии.

2.    Управление безопасным режимом завершения работы.

Для обеспечения сетевой безопасности в 90-ых годах появились устройства, называемые брандмауэрами.

Брандмауэр – специальная ЭВМ или программа, устанавливаемая на границе защищаемой сети и фильтрующая все входящие и выходящие данные, а также препятствующие несанкционированному обмену информацией между различными сетями.