Что такое сетевое оборудование в компьютере
Активное и пассивное сетевое оборудование в быту и в промышленности
Для функционирования информационной сети необходимы устройства, определяющие порядок и характер передачи сигнала, обеспечивающие бесперебойный обмен данными, устанавливающие внутрисетевые правила и контролирующие их выполнение. Они составляют основу коммуникационной системы и объединены общим названием – сетевое оборудование.
Сетевое оборудование: виды и типы
Естественные ограничения при передаче информационных сигналов заставляют применять специальные устройства, которые обеспечивают повышение качества и скорости обмена данными, увеличение дальности распространения сигнала, дают возможность реализовывать сложные коммуникационные проекты. Создавать сети с уникальными характеристиками позволяет большое разнообразие видов сетевого оборудования:
Также существуют пассивные концентраторы, которые не обладают функцией усиления сигнала;
Также к средствам обеспечения коммуникационных систем можно добавить: сетевые карты, терминаторы, мультиплексоры. Кроме репитеров и коммутаторов, к пассивному сетевому оборудованию принято относить соединительные элементы: разъемы, розетки; распределительные средства: патч-панели, кросс-панели, кроссовые коробки и другие аналогичные устройства.
Активное сетевое оборудование
Передача информации в компьютерной сети организована пакетами данных, каждый пакет снабжен дополнительными сведениями о его местоположении, сохранности, адресе и другими, позволяющими гарантированно доставить его по месту назначения.
Все перечисленные сведения предназначены для активного сетевого оборудования, которое, с помощью вшитых алгоритмов, не просто передает сигнал, но и определяет наилучший маршрут, перенаправляет пакеты таким образом, чтобы нагрузка на сеть была наименьшей, создает каналы передачи, а также решает множество дополнительных задач в сфере безопасности и повышения эффективности работы системы.
К данному типу устройств относятся все виды маршрутизаторов, мосты, шлюзы, коммутаторы, многие виды концентраторов. Наиболее востребованным оборудованием на сегодня являются маршрутизаторы. Их способность объединять сети с разными протоколами, позволяет организовывать связь между:
Крупные сети промышленных предприятий создают в виде отдельных сегментов. Части объединяются в целое с помощью маршрутизаторов. Данный принцип организации позволяет сделать коммуникационную систему более надежной, упростить проведение политики безопасности, локализовывать неполадки, сохраняя работоспособность сети в целом при местных сбоях любой сложности. В современных сетях маршрутизатор является мощным вычислительным устройством, которое одновременно выполняет несколько сложных задач таких как буферизация, фрагментация, фильтрация пакетов данных.
Пассивное сетевое оборудование
Основным определением пассивного сетевого оборудования является записанная в ГОСТ Р 51513-99 формулировка: «…сетевое оборудование, не получающее питание от электрической сети…». Поэтому, говоря о пассивных устройствах, подразумевают не только аппаратуру выполняющую распределение сигнала, снижение его уровня, а также инфраструктуру ЛВС: кабели, коннекторы, разъемы, патч-панели и прочие средства создания физических носителей для прохождения информационных сигналов.
Применение пассивных концентраторов (хабов) для создания ЛВС становится редкостью, так как они не выдерживают конкуренции с активными устройствами. Они превосходят хабы по основному функционалу, набору дополнительных возможностей, во многих случаях стоимость оборудования перестает иметь решающее значение.
Тем не менее, концентраторы остаются востребованы для создания простых сетей, в том числе домашних. С их помощью легко организовать ЛВС для нескольких компьютеров находящихся в одном или соседних помещениях. Такая сеть обойдется не дорого, не потребует большого количества специальных знаний для установки и настройки, может быть налажена в короткие сроки.
На промышленных предприятиях, где существуют специальные технические отделы, пассивное оборудование широко применяется при создании временных коммуникационных систем, необходимых для проведения краткосрочных мероприятий, либо с перспективой замены устройств на активные.
Сравнение применения пассивного и активного сетевого оборудования
Локальные вычислительные сети с относительно небольшой нагрузкой могут быть выполнены на основе как активного оборудования, так и используя пассивные сетевые устройства – простейшие виды концентраторов.
Хабы позволяют быстро, не тратя огромных усилий наладить небольшую локальную сеть. Специалисты советуют не включать в нее более десятка ПК. Главными достоинствами пассивных устройств в данном случае будут:
Концентраторы хорошо подходят для создания домашних локальных сетей, когда необходимо быстро обеспечить обмен информацией между двумя-тремя ПК, телевизором, ноутбуком. Хаб является ненастраиваемым устройством, за счет этого сети на его основе достаточно просты в создании и эксплуатации, что дает возможность пользоваться ими без постоянного обслуживания опытными техническими специалистами.
Пассивное оборудование совершенно неустойчиво к взлому, несанкционированному проникновению. Любой может подсоединиться к сети, а хаб продолжит отправлять данные без ограничений. Поэтому схема подключения с помощью пассивного оборудования ни в коем случае не используется в сетях, где происходит передача конфиденциальных сведений.
Пассивное оборудование применяется всё меньше, а создание ЛВС с помощью концентраторов чаще используется профессионалами как временное решение, когда требуется организовать коммуникацию оперативно, без существенных трудозатрат и финансовых вливаний.
Разветвленные сети с большим количеством пользователей рекомендуется создавать на основе активного оборудования. Оно обладает следующими преимуществами:
Вводя в эксплуатацию активные устройства, пользователь зачастую получает доступ к уникальным технологиям. Например, «умные» коммутаторы Cisco способны, без применения дополнительного оборудования или ПО, имеют заложенные производителем возможности для создания собственного VPN соединения с однотипными устройствами находящимися на большом удалении, даже в других городах и странах.
Существенным минусом активного сетевого оборудования долго считалась высокая стоимость, но развитие технологий позволило удешевить многие виды устройств и сделать их доступными всем группам потребителей.
В составе сети активное и пассивное оборудование выполняют различные функции, но имеют сходное назначение – обеспечивать работоспособность коммуникационных систем. Пассивные устройства отвечают за транспортировку, связывая терминалы, создавая возможность прохождения сигнала, образуя физическую составляющую инфраструктуры сети.
Активное оборудование обеспечивает сохранение данных при передаче, доставку их по верному адресу, способствует ускорению обмена информацией и осуществляет защиту от негативных внутренних и внешних факторов, таких как, например, перегрузка из-за некорректной работы оборудования или несанкционированное подключение. Использование активных устройств позволяет создавать сложные, разветвленные коммуникационные структуры.
Что такое сетевое оборудование в компьютере
Оптическое волокно состоит из световедущей сердцевины, окруженной оболочкой, у которых разные показатели преломления. Оба элемента производятся из высокочистого кварцевого стекла. Полученное в процессе вытяжки оптическое волокно затем покрывается одним или двумя слоями защитного пластикового покрытия, распространенным материалом для которого является акрилат. От покрытия зависит прочность волокна. В основе распространения света по сердечнику лежит принцип полного внутреннего отражения, который реализуется за счет того, что коэффициент преломления сердечника выше коэффициента преломления оболочки. На входе волоконно-оптического тракта модулируемый источник света преобразует входные электрические сигналы в модулированный (как правило по интенсивности) свет, который распространяется по волокну, связанному с источником. На другом, принимающем конце линии оптические сигналы преобразуются фотодетектором обратно в электрические сигналы. На линиях большой протяженности иногда используются регенераторы, состоящие из приемника, усилителя и передатчика. В современных Волоконно Оптических Линиях Связи также находят применение оптические усилители.
Оптическое волокно представляет собой цилиндр из легированного кварцевого стекла. Для передачи сигналов используются два вида волокна: одномодовое и многомодовое. Название волокна получили от способа распространения излучения в них.
В одномодовом волокне диаметр световодной жилы порядка 8-10мкм, то есть сравним с длиной световой волны. При такой геометрии в волокне может распространяться только один луч (одна мода).
В многомодовом волокне размер световодной жиды порядка 50-60мкм, что делает возможным распространение большого числа лучей (много мод).
Витая пара (англ. twisted pair ) — вид кабеля связи, представляет собой одну или несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой (с небольшим числом витков на единицу длины), покрытых пластиковой оболочкой. (ВикипедиЯ)
Свивание проводников производится с целью повышения степени связи между собой проводников одной пары (электромагнитная помеха одинаково влияет на оба провода пары) и последующего уменьшения электромагнитных помех от внешних источников, а также взаимных наводок при передаче дифференциальных сигналов. Для снижения связи отдельных пар кабеля (периодического сближения проводников различных пар) в кабелях UTP категории 5 и выше провода пары свиваются с различным шагом. Витая пара — один из компонентов современных структурированных кабельных систем. Используется в телекоммуникациях и в компьютерных сетях в качестве физической среды передачи сигнала во многих технологиях, таких как Ethernet, Arcnet и Token ring. В настоящее время, благодаря своей дешевизне и лёгкости в монтаже, является самым распространённым решением для построения проводных (кабельных) локальных сетей.
Кабель подключается к сетевым устройствам при помощи разъёма 8P8C, который часто называют RJ45.
2) Маршрутизатор или роутер (прочтение слова англ. router как транслитерированного) — сетевое устройство, пересылающее пакеты данных между различными сегментами сети и принимающее решения на основании информации о топологии сети и определённых правил, заданных администратором. (ВикипедиЯ)
Обычно маршрутизатор использует адрес получателя, указанный в пакетах данных, и определяет по таблице маршрутизации путь, по которому следует передать данные. Если в таблице маршрутизации для адреса нет описанного маршрута, пакет отбрасывается.
Существуют и другие способы определения маршрута пересылки пакетов, когда, например, используется адрес отправителя, используемые протоколы верхних уровней и другая информация, содержащаяся в заголовках пакетов сетевого уровня. Нередко маршрутизаторы могут осуществлять трансляцию адресов отправителя и получателя, фильтрацию транзитного потока данных на основе определённых правил с целью ограничения доступа, шифрование/дешифрование передаваемых данных и т. д.
Маршрутизаторы помогают уменьшить загрузку сети, благодаря её разделению на домены коллизий или широковещательные домены, а также благодаря фильтрации пакетов. В основном их применяют для объединения сетей разных типов, зачастую несовместимых по архитектуре и протоколам, например для объединения локальных сетей Ethernet и WAN-соединений, использующих протоколы xDSL, PPP, ATM, Frame relay и т. д. Нередко маршрутизатор используется для обеспечения доступа из локальной сети в глобальную сеть Интернет, осуществляя функции трансляции адресов и межсетевого экрана.
В качестве маршрутизатора может выступать как специализированное (аппаратное) устройство, так и обычный компьютер, выполняющий функции маршрутизатора. Существует несколько пакетов программного обеспечения (на основе ядра Linux, на основе операционных систем BSD) с помощью которого можно превратить ПК в высокопроизводительный и многофункциональный маршрутизатор, например, Quagga, IPFW или простой в применении PF.
3) К онцентратор или хаб (жарг. от англ. hub — центр деятельности) — сетевое устройство, предназначенное для объединения нескольких устройств Ethernet в общий сегмент сети. Устройства подключаются при помощи витой пары, коаксиального кабеля или оптоволокна. (ВикипедиЯ)
Хаб работает по следующему принципу: копирует все полученные пакеты во все порты. При этом может возникнуть проблема, при которой по двум и более портам приходят пакеты в одно и то же время. Другая проблема — безопасность — все пакеты доходят до всех компьютеров сети, поэтому существует возможность несанкционированного доступа к информации. И, наконец, ещё одной проблемой является то, что копирование пакетов повышает нагрузку на сеть, причём весьма существенно — весь трафик сегмента сети поступает к каждому из компьютеров и тем самым загружает сеть.
Беспроводные точки доступа используются для предоставления доступа мобильным устройствам (ноутбуки, принтеры и т.д.) к стационарной локальной сети, для создания так называемых «горячих точек» — областей, в пределах которых клиенту предоставляется, как правило, бесплатный доступ к сети Интернет.
Точки доступа призваны выполнять самые разнообразные функции, как для подключения группы компьютеров (каждый с беспроводным сетевым адаптером) в самостоятельные сети (режим Ad-hoc), так и для выполнения функции моста между беспроводными и кабельными участками сети (режим Infrastructure).
Для режима Ad-hoc максимально возможное количество станций — 256. В Infrastructure-режиме допустимо до 2048 беспроводных узлов.
Следует учитывать, что точка доступа — это обычный концентратор. При нескольких подключениях к одной точке полоса пропускания делится на количество подключённых пользователей. Теоретически ограничений на количество подключений нет, но на практике стоит ограничиться, исходя из минимально необходимой скорости передачи данных для каждого пользователя.
С помощью точки доступа можно легко организовать роуминг при перемещении мобильного компьютера пользователя в зоне охвата большей, чем зона охвата одной точки доступа, организовав «соты» из нескольких точек доступа и обеспечив перекрытие их зон действия. В этом случае необходимо обеспечить, чтобы в предполагаемой зоне перемещения мобильного пользователя все точки доступа и мобильные компьютеры имели одинаковые настройки (номера каналов, идентификаторы и др.).
Что такое сетевое оборудование в компьютере
Активное сетевое оборудование – оборудование, за которым следует некоторая «интеллектуальная» особенность. То есть маршрутизатор, коммутатор (свитч) и т.д. являются активным сетевым оборудованием.
Основными компонентами сети являются рабочие станции, серверы, передающие среды (кабели) и сетевое оборудование.
Рабочие станции – компьютеры сети, на которых пользователями сети реализуются прикладные задачи.
Серверы сети – аппаратно-программные системы, выполняющие функции управления распределением сетевых ресурсов общего доступа. Сервером может быть это любой подключенный к сети компьютер, на котором находятся ресурсы, используемые другими устройствами локальной сети. В качестве аппаратной части сервера используется достаточно мощные компьютеры.
Сети можно создавать с любым из типов кабеля.
2. Коаксиальный кабель состоит из одного цельного или витого центрального проводника, который окружен слоем диэлектрика. Проводящий слой алюминиевой фольги, металлической оплетки или их комбинации окружает диэлектрик и служит одновременно как экран против наводок. Общий изолирующий слой образует внешнюю оболочку кабеля.
Коаксиальный кабель может использоваться в двух различных системах передачи данных: без модуляции сигнала и с модуляцией. В первом случае цифровой сигнал используется в таком виде, в каком он поступает из ПК и сразу же передается по кабелю на приемную станцию. Он имеет один канал передачи со скоростью до 10 Мбит/сек и максимальный радиус действия 4000 м. Во втором случае цифровой сигнал превращают в аналоговый и направляют его на приемную станцию, где он снова превращается в цифровой. Операция превращения сигнала выполняется модемом; каждая станция должна иметь свой модем. Этот способ передачи является многоканальным (обеспечивает передачу по десяткам каналов, используя для этого всего лишь один кабель). Таким способом можно передавать звуки, видео сигналы и другие данные. Длина кабеля может достигать до 50 км.
3. Оптоволоконный кабель является более новой технологией, используемой в сетях. Носителем информации является световой луч, который модулируется сетью и принимает форму сигнала. Такая система устойчива к внешним электрическим помехам и таким образом возможна очень быстрая, секретная и безошибочная передача данных со скоростью до 2 Гбит/с. Количество каналов в таких кабелях огромно. Передача данных выполняется только в симплексном режиме, поэтому для организации обмена данными устройства необходимо соединять двумя оптическими волокнами (на практике оптоволоконный кабель всегда имеет четное, парное кол-во волокон). К недостаткам оптоволоконного кабеля можно отнести большую стоимость, а также сложность подсоединения.
Виды сетевого оборудования.
1. Сетевые карты – это контроллеры, подключаемые в слоты расширения материнской платы компьютера, предназначенные для передачи сигналов в сеть и приема сигналов из сети.
2. Терминаторы – это резисторы номиналом 50 Ом, которые производят затухание сигнала на концах сегмента сети.
3. Концентраторы (Hub) – это центральные устройства кабельной системы или сети физической топологии «звезда», которые при получении пакета на один из своих портов пересылает его на все остальные. В результате получается сеть с логической структурой общей шины. Различают концентраторы активные и пассивные. Активные концентраторы усиливают полученные сигналы и передают их. Пассивные концентраторы пропускают через себя сигнал, не усиливая и не восстанавливая его.
4. Повторители (Repeater) – устройства сети, усиливает и заново формирует форму входящего аналогового сигнала сети на расстояние другого сегмента. Повторитель действует на электрическом уровне для соединения двух сегментов. Повторители ничего распознают сетевые адреса и поэтому не могут использоваться для уменьшения трафика.
5. Коммутаторы (Switch) – управляемые программным обеспечением центральные устройства кабельной системы, сокращающие сетевой трафик за счет того, что пришедший пакет анализируется для выяснения адреса его получателя и соответственно передается только ему.
Использование коммутаторов является более дорогим, но и более производительным решением. Коммутатор обычно значительно более сложное устройство и может обслуживать одновременно несколько запросов. Если по какой-то причине нужный порт в данный момент времени занят, то пакет помещается в буферную память коммутатора, где и дожидается своей очереди. Построенные с помощью коммутаторов сети могут охватывать несколько сотен машин и иметь протяженность в несколько километров.
6. Маршрутизаторы (Router) – стандартные устройства сети, работающие на сетевом уровне и позволяющее переадресовывать и маршрутизировать пакеты из одной сети в другую, а также фильтровать широковещательные сообщения.
7. Мосты (Bridge) – устройства сети, которое соединяют два отдельных сегмента, ограниченных своей физической длиной, и передают трафик между ними. Мосты также усиливают и конвертируют сигналы для кабеля другого типа. Это позволяет расширить максимальный размер сети, одновременно не нарушая ограничений на максимальную длину кабеля, количество подключенных устройств или количество повторителей на сетевой сегмент.
8. Шлюзы (Gateway) – программно-аппаратные комплексы, соединяющие разнородные сети или сетевые устройства. Шлюзы позволяет решать проблемы различия протоколов или систем адресации. Они действует на сеансовом, представительском и прикладном уровнях модели OSI.
9. Мультиплексоры – это устройства центрального офиса, которое поддерживают несколько сотен цифровых абонентских линий. Мультиплексоры посылают и получают абонентские данные по телефонным линиям, концентрируя весь трафик в одном высокоскоростном канале для передачи в Internet или в сеть компании.
10. Межсетевые экраны (firewall, брандмауэры) – сетевые устройства, реализующие контроль за поступающей в локальную сеть и выходящей из нее информацией и обеспечивающие защиту локальной сети посредством фильтрации информации. Большинство межсетевых экранов построено на классических моделях разграничения доступа, согласно которым субъекту (пользователю, программе, процессу или сетевому пакету) разрешается или запрещается доступ к какому-либо объекту (файлу или узлу сети) при предъявлении некоторого уникального, присущего только этому субъекту, элемента. В большинстве случаев этим элементом является пароль. В других случаях таким уникальным элементом является микропроцессорные карточки, биометрические характеристики пользователя и т. п. Для сетевого пакета таким элементом являются адреса или флаги, находящиеся в заголовке пакета, а также некоторые другие параметры.
Сетевое оборудование
Вы будете перенаправлены на Автор24
Сетевое оборудование – устройства, необходимые для функционирования компьютерной сети.
Сетевое оборудование разделяют на активное и пассивное оборудование.
Активное сетевое оборудование
Активное оборудование содержит электронные схемы, которые питаются от электрической сети или других источников и выполняют функции усиления, преобразования сигналов и др. Активное оборудование обрабатывает сигнал по специальным алгоритмам. Передача данных в сетях происходит пакетами данных, каждый из которых содержит также дополнительную техническую информацию (сведения о его источнике, цели, целостности информации и др.), которая позволяет доставить пакет по назначению. В задачи активного сетевого оборудования входит не только уловить и передать сигнал, но и обработать эту техническую информацию, вследствие чего перенаправить и распределить поступающие потоки в соответствии со встроенными в память устройства алгоритмами. Именно эта особенность и питание от сети является признаком активного оборудования.
К активному оборудованию относятся следующие типы устройств:
Сетевая плата, сетевая карта, сетевой адаптер, Ethernet-адаптер – дополнительное устройство, которое устанавливается в ПК и обеспечивает его взаимодействие с другими устройствами сети.
В современных ПК и ноутбуках контроллер и компоненты, которые выполняют функции сетевой карты, в основном уже интегрированы в системные платы. Также существуют:
Рисунок 1. Внутренняя сетевая плата
Готовые работы на аналогичную тему
Рисунок 2. Внешняя сетевая плата
Концентраторы также имеют разъёмы для подключения к сетям на базе коаксиального кабеля. В настоящее время вытеснены сетевыми коммутаторами.
Репитер, повторитель – сетевое оборудование, предназначенное для увеличения длины сетевого соединения путём повторения сигнала на физическом уровне.
Бывают однопортовые и многопортовые репитеры.
От концентратора отличается тем, что у репитера гораздо меньше время задержки, т.к. он, как правило, имеет два разъема для подключения кабеля. Ему не нужно где-то концентрировать сигнал и распространять на остальные выходы. Многопортовые повторители для витой пары принято называть сетевыми концентраторами (хабами), а коаксиальные – повторителями (репитерами).
Коммутатор (свитч) – сетевое устройство, которое предназначено для объединения нескольких узлов компьютерной сети.
Коммутаторы разработаны с использованием мостовых технологий, потому часто называются многопортовыми мостами. Отличается от концентратора, который распространяет трафик от одного подключённого устройства ко всем остальным, тем, что он передаёт данные только непосредственно получателю. Таким образом, сегменты сети, которым не предназначались данные, избавляются от необходимости их обрабатывать, что, безусловно, приводит к повышению производительности и безопасности сети. Исключением может быть широковещательный трафик для всех узлов сети и трафик для устройств, исходящий порт коммутатора которых неизвестен.
Роутер позволяет осуществлять фильтрацию сетевого трафика, разбирая сетевые ($IP$) адреса. В основном используется для объединения сетей разных типов, которые часто бывают несовместимыми по архитектуре и протоколам. Например, чтобы объединить локальные сети Ethernet и WAN-соединения. Часто роутер используют для обеспечения доступа из локальной сети в Интернет. Роутеры для домашнего использования обычно являются малопортовыми и обеспечивают подключение домашней сети ПК к каналу связи провайдера Интернета.
Медиаконвертер (преобразователь среды) – сетевое устройство, которое преобразует среду распространения сигнала из одного типа в другой. Обычно средой распространения сигнала являются медные провода и оптические кабели.
По мнению некоторых специалистов повторитель (репитер) и концентратор (хаб) не относятся к активному сетевому оборудованию, т.к. они просто повторяют сигнал, а не проводят обработку его по определенным алгоритмам. Но управляемые концентраторы все же относятся к активному сетевому оборудованию даже при таком подходе.
Пассивное сетевое оборудование
Пассивное сетевое оборудование – сетевое оборудование, которое не питается от электросети или других источников, и предназначено для выполнения функций распределения или снижения уровня сигналов.
Пассивным сетевым оборудованием является:
Структурированная кабельная система (СКС) состоит из набора кабелей и коммутационного оборудования, включает методику их совместного использования, которая позволяет создавать регулярные расширяемые структуры связей в локальных сетях различного назначения. СКС является физической основой инфраструктуры здания, которая позволяет свести в единую систему множество сетевых информационных сервисов разного назначения: локальные вычислительные сети и телефонные сети, системы безопасности, видеонаблюдения и т.д.
Коммутационная панель (кросс-панель, патч-панель) – составная часть СКС, выполненная в виде панели с множеством соединительных разъёмов, которые расположены на лицевой стороне панели. На тыльной ее стороне размещены контакты, которые предназначены для фиксированного соединения с кабелями и соединены с разъёмами электрически.
