Функции концентраторов

Концентратор - это один из видов сетевых устройств, которые можно устанавливать на уровне доступа сети Ethernet. На концентраторах есть несколько портов для подключения узлов к сети. Концентраторы - это простые устройства, не оборудованные необходимыми электронными компонентами для передачи сообщений между узлами в сети. Концентратор не в состоянии определить, какому узлу предназначено конкретное сообщение. Он просто принимает электронные сигнал одного порта и воспроизводит (или повторяет) то же сообщение для всех остальных портов.

Помните, что сетевой адаптер узла принимает только сообщения, адресованные на соответствующий MAC-адрес. Узлы игнорируют сообщения, которые адресованы не им. Сообщение обрабатывает и отвечает на него только узел, которому это сообщение адресовано.

Для отправки и получения сообщения все порты концентратора Ethernet подключаются к одному и тому же каналу. Концентратор называется устройством с общей полосой пропускания, поскольку все узлы в нем работают на одной полосе одного канала.

Через концентратор Ethernet можно одновременно отправлять только одно сообщение. Возможно, два или более узла, подключенные к одному концентратору, попытаются одновременно отправить сообщение. При этом происходит столкновение электронных сигналов, из которых состоит сообщение.

Столкнувшиеся сообщения искажаются. Узлы их прочесть не смогут. Поскольку концентратор не декодирует сообщение, он не обнаруживает, что оно искажено, и повторяет его всем портам. Область сети, в которой узел может получить искаженное при столкновении сообщение, называется доменом коллизий.

Внутри этого домена узел, получивший искаженное сообщение, обнаруживает, что произошло столкновение. Каждый отправляющий узел какое-то время ждет и затем пытается снова отправить или переправить сообщение. По мере того, как количество подключенных к концентратору узлов растет, растет и вероятность столкновения. Чем больше столкновений, тем больше будет повторов. При этом сеть перегружается, и скорость передачи сетевого трафика падает. Соответственно, размер домена коллизий необходимо ограничить.

Коммутатор Ethernet используется на уровне доступа. Как и концентратор, коммутатор соединяет несколько узлов с сетью. В отличие от концентратора, коммутатор в состоянии передать сообщение конкретному узлу. Когда узел отправляет сообщение другому узлу через коммутатор, тот принимает и декодирует кадры и считывает физический (MAC) адрес сообщения.

В таблице коммутатора, которая называется таблицей MAC-адресов, находится список активных портов и адресов подключенных к ним узлов. Когда узлы обмениваются сообщениями, коммутатор проверяет, есть ли в таблице MAC-адрес. Если да, коммутатор устанавливает между источником и адресатом временное соединение, которое называется линией. Эта новая линия представляет собой специализированный канал, по которому два узла обмениваются данными. Другие узлы, подключенные к коммутатору, работают на разных полосах пропускания канала и не принимают сообщения, адресованные не им. Для каждого нового соединения между узлами создается новая линия. Такие линии позволяют устанавливать несколько связей одновременно, без столкновений.

Лабораторная работа 1. Тема: Витая пара

В современной технологии Ethernet для подключения устройств чаще всего используется тип кабеля с медными проводниками, который называется витой парой (ВП). Поскольку Ethernet является основой большинства локальных сетей, ВП - наиболее распространенный тип сетевого кабеля.

Коаксиальный кабель.

Обычно коаксиальные кабели изготавливают из меди или алюминия. Они применяются в кабельном телевидении. Кроме того, таким кабелем соединяются различные компоненты систем спутниковой связи.

Оптоволоконный кабель

Оптоволоконные кабели изготавливаются из стекла или пластика. У них очень высокая пропускная способность, позволяющая передавать большие объемы данных. Оптоволоконные кабели используются в магистральных сетях, на крупных предприятиях и больших информационных центрах. Кроме того, их активно применяют телефонные компании.

Как и витая пара, коаксиальный кабель передает данные в виде электрических сигналов. Экранирование у него лучше, чем у UTP, отношение сигнала к шуму ниже и данных передается больше. Такими кабелями часто подключают телевизоры к источнику сигнала (телевизионный выход, спутниковое телевидение или обычная антенна). Кроме того, они используются в NOC, для подключения системы окончания кабельного модема (CMTS) и некоторых высокоскоростных интерфейсов.

Хотя коаксиальный кабель и улучшает характеристики передачи данных, в локальных сетях вместо него используется витая пара. Отчасти дело в том, что по сравнению с UTP этот кабель сложнее в установке, дороже и хуже поддается ремонту.

В отличие от ВП и коаксиального кабеля, оптоволоконный передает данные в виде импульсов света. Оптоволоконные кабели обычно не используются в домах и небольших компаниях, но широко распространены в крупных организациях и информационных центрах.

Оптоволоконный кабель изготавливается из стекла или пластика, не проводящего электричество. Соответственно, он устойчив к ЭМИ и подходит для мест, где помехи представляют собой серьезную проблему.

Помимо устойчивости к ЭМИ, оптоволоконные кабели отличаются большой пропускной способностью и идеально подходят для высокоскоростных магистралей передачи данных. Оптоволоконные магистрали есть во многих корпорациях. Они используются для подключения Интернет-провайдеров к Интернету.

В любой оптоволоконной сети фактически присутствует два кабеля. Один из них передает данные, другой - получает.

Витая пара чаще всего используется при прокладке сетей. Организация TIA/EIA определила две различных схемы проводки, которые называются T568A и T568B. В каждой предусмотрена схема расположения выводов, или порядок подключения проводов на конце кабеля.

Эти две схемы похожи, но две из четырех пар подключаются в обратном порядке. На рисунке изображена цветовая кодировка кабелей и пары, подключаемые в обратном порядке.

При монтаже сети необходимо выбрать и соблюдать одну из двух схем проводки (T568A или T568B). Важно, чтобы все подключения в рамках проекта выполнялись по одной и той же схеме. Работая в существующей сети, используйте первоначальную схему проводки.

С функциями передачи и приема связаны определенные контакты разъема. Расположение приемного и передающего контакта зависит от устройства.

Два непосредственно подключенных устройства, использующих для передачи и приема разные контакты, называются разнородными. Для обмена данными между ними нужен перекрестный кабель. Непосредственно подключенные и использующие для передачи и приема одни и те же контакты, называются однородными. Для обмена данными здесь нужен прямой кабель.

Разнородные устройства. В разъеме RJ-45 ПК контакты 1 и 2 работают на передачу данных, а контакт 3 и 6 - на прием. В разъеме коммутатора контакты 1 и 2 работают на прием, а контакты 3 и 6 - на передачу. Передающие контакты ПК соответствуют принимающим контактам коммутатора. Следовательно, необходим прямой кабель.

Провод на одном конце кабеля, подключенный к контакту 1 (передающему) ПК, на другом конце кабеля подключается к контакту 1 (принимающему) коммутатора.

Вот еще несколько примеров разнородных устройств, для которых необходим прямой кабель:

порт коммутатора и порт маршрутизатора;

порт концентратора и ПК.

Однородные устройства

Если ПК непосредственно подключается к другому ПК, контакты 1 и 2 обоих устройств являются передающими, а контакты 3 и 6 - принимающими.

При использовании перекрестного кабеля зеленый провод, подходящий к контактам 1 и 2 (передающим) одного ПК соединяется с контактами 3 и 6 (принимающими) другого ПК.

Если взять прямой кабель, то провод, подходящий к контакту 1 (передающему) ПК1, подключался бы к контакту 1 (передающему) ПК2. Передающий контакт не может принимать данные.

Вот еще несколько примеров однородных устройств, для которых необходим перекрестный кабель:

порт коммутатора и порт коммутатора;

порт коммутатора и порт концентратора;

порт концентратора и порт концентратора;

порт маршрутизатора и порт маршрутизатора;

ПК и порт маршрутизатора;

ПК и ПК.

При использовании неподходящего кабеля связи между устройствами не будет.

Некоторые устройства автоматически определяют передающие и принимающие контакты и соответственно меняют внутренние соединения.

Компьютерные сети - основные понятия Основные принципы организации сетей. сайт