Сетевые устройства

По мере роста размеров и сложности сети, чтобы соединить всё должным образом требуется сетевые устройства: концентраторы, мосты, коммутаторы, маршрутизаторы, шлюзы.

Концентратор (на англ. HUB) – это элемент сетевого оборудования, который необходим при создании или расширении сети, для формирования сети определённой топологии. Бывают различной мощности и с разумными возможностями.

Пассивные концентраторы – простейшие устройства, которые принимают приходящие сигналы и передают их на другие подключённые узлы.

Интеллектуальные концентраторы – не только усиливают поступившие сигналы, но, и позволяет осуществить сложное управление сетью.

Например, некоторые из них предоставляют возможность автоматически переключать соединения для диагностирования кабелей и портов. Другие - способны выявлять неисправности и быстро устранять путём подключения резервного оборудования и т.д.

Коммутаторы (на англ. Switch) – представляет собой управляемое программным обеспечением устройство, куда сходятся все кабели сети. Основное его назначение – сократить сетевой трафик путём создания временных соединений (виртуальных) между узлом – источником и узлом – приёмником данных. Это устройство отфильтровывает трафик, не предназначенный для узла, подключённого к определенному порту и поэтому каждый узел «видит» гораздо меньше сетевого трафика. Коммутатор производит так, подключая и отключая порты по мере необходимости.

Хотя внешне коммутатор похож на концентратор, но он не просто передаёт приходящие данные на каждый порт, а также «помнит» адреса узлов сети, ассоциированные с каждым портом, хранит их в своей внутренней таблице и передаёт пакеты только целевому устройству. В результате уменьшается трафик и повышается общая пропускная способность.

Некоторые коммутаторы способны выполнять восстановление после сбоя, не затронутые сбоем части коммутатора и сети продолжают нормальное функционирование, после того, как пострадавший порт будет отключен, а также современные коммутаторы нередко поддерживают такие средства, как назначение приоритетов трафика, функции управления сетью и управление многоадресной рассылкой.

Сетевые мосты (на англ. Bridge) – это устройства, предназначенные для объединения сетей, позволяя им взаимодействовать друг с другом для расширения возможностей сбора и обмена информацией. Мост не только усиливает сигнал, но вместе с тем он избирательно отфильтровывает пакеты по их адресам.

Пакеты, приходящие на вход моста, пропускаются на выход только в том случае, если они адресованы компьютеру, находящемуся по другую сторону моста.

Мост обычно определяется как соединение между двумя сетями, которые используют одинаковый протокол взаимодействия, одинаковый тип среды передачи и одинаковую структуру адресации, но может быть использован для соединения сегментов с разными топологиями и с разными технологиями.

Маршрутизаторы (на англ. Router)

Основная функция маршрутизатора – это объединение сетей и передача между ними трафика.

Они бывают разлчнычных типов от простейших до очень сложных, это зависит от используемого протокола.

Перед маршрутизатором стоит задача: обработать каждый пакет, полученный от одной из сетей, к которой он подключён, и передать пакет дальше в нужный пункт его назначения через другую сеть, обеспечивая лучший маршрут к месту назначения для каждого пакета.

Кроме того, маршрутизаторы могут управлять балансированной нагрузкой в сети путём равномерного распеределения потоков данных; защитой данных; буферизацией передаваемых данных, а также могут обеспечить возможность быстрого перехода на резервное оборудование в случае отказа части сетевых устройств или соединений.

Шлюзы (на англ. Gateway)

Шлюз представляет собой транслятор, конвертирующий передаваемые данные из одной формы в другую.

Шлюз можно реализовать в виде оборудования, программного обеспечения или комбинации того и другого.

Шлюзы могут выполнять трансляцию между двумя несовместимыми технологиями (например, Ethernet и Token Ring), а также шлюзы могут использовать для трансляции между несовместимыми протоколами (можно сравнить работу шлюзов с работой переводчика с одного языка на другой с необходимыми объяснениями и дополнениями, чтобы добиться передачи и понимания общего смысла).

По своему назначению и функциональным возможностям современные мосты, маршрутизаторы и коммутаторы довольно близки друг другу, но каждый из типов этих устройств разрабатывался не с целью вытеснения других устройств, они имеют свои области применения.

При формировании больших сетей наиболее удачным является комбинирование мостов, маршрутизаторов, коммутаторов, а также шлюзов и концентраторов. Умелое их сочетание позволяет создать действующую гибкую сетевую архитектуру.