Коммуникационные устройства необходимы для связи компьютеров между собой. При этом выделяются два основных способа взаимодействия компьютеров – в рамках локальной сети и с помощью существующих телефонных линий .

Локальная сеть связывает компьютеры в пределах одной организации и предоставляет следующие преимущества:

Возможность обмена информацией (файлами) без использования дискет;

Возможность хранить файлы на общем сетевом диске и обращаться к ним с любого компьютера сети;

Возможность использования общих внешних устройств (принтеров, сканеров), подключенных к сети.

Сети компьютеров можно классифицировать следующим образом:

Простейшие одноуровневые объединяют небольшое число компьютеров, причем все они имеют одинаковые возможности использования;

- двухуровневые сети могут объединять большее число компьютеров, среди которых выделяется один центральный компьютер, который организует работу всей сети. Такие компьютеры принято называть сетевыми серверами . К ним предъявляются повышенные требования по технической оснащенности: мощный процессор, большая основная память, два или три дисковых накопителя большой емкости, наличие устройств работы с компакт-дисками, наличие источников бесперебойного питания и устройств резервного хранения информации. На дисках сервера хранятся основные файлы, необходимые для управления работой всей сети и отдельных компьютеров, а также файлы пользователей;

- многоуровневые сети могут объединять между собой отдельные локальные сети со своими серверами. Особенность таких сетей состоит в том, что серверы могут быть компьютерами разных типов. Это требует использования специальных программ управления такими сетями. Подобные сети иногда называют корпоративными ;

- региональные сети объединяют компьютеры в рамках некоторого региона (Татарстан, Поволжье, Россия) и используют для передачи информации телефонные линии или специальные высокоскоростные каналы. Наиболее известной сетью в России является сеть Relcom;

- глобальные (мировые) сети объединяют миллионы компьютеров по всему миру. Наиболее известная мировая сеть – Internet.

Для связи компьютеров друг с другом в пределах одной сети необходимы два основных типа устройств:

Специальные электронные схемы (сетевые платы), вставляемые в каждый компьютер;

Провода (кабели), необходимые для физического соединения компьютеров.

Для организации взаимодействия компьютеров через телефонные линии необходимы специальные устройства – модемы . Они служат посредниками между компьютером и телефонной линией и необходимы для преобразования цифрового представления информации в непрерывный сигнал и обратно. Отсюда происходит и название этих устройств: модем – это сокращение от мо дулятор/дем одулятор. Основная характеристика модема – пропускная способность, то есть количество битов, передаваемых за 1 секунду. Современные модемы обеспечивают пропускную способность около 30 тысяч битов в секунду.

3. Коммуникационные устройства локальных сетей

Ранее было показано, что работа в составе локальной сети требует корректного и эффективного выполнения определенных процедур канального уровня, начиная от формирования кадра с учетом алгоритмов контроля данных и восстановления искаженных или утерянных в процессе передачи данных (LLC подуровень) и заканчивая управлением доступом к разделяемой среде передачи данных (MAC подуровень). Все эти задачи канального уровня должны решаться каждым узлом локальной сети, поэтому все узлы обязательно содержат коммуникационные устройства (в компьютерных сетях – сетевые адаптеры, в CAN-сети – CAN-контроллеры), реализующие эти процедуры канального уровня. Зачастую задачи, решаемые этими устройствами, выходят за пределы канального уровня и, например, включают достаточно сложные процедуры контроля и диагностики работы элементов сети.

В локальных сетях, даже без разделения на логические сегменты, может потребоваться применение дополнительных коммуникационных устройств. Например, преобразование физической топологии «звезда» в логическую топологию «общая шина» или «кольцо» производится концентраторами (хабами). Хаб – наиболее простое коммуникационное устройство, его функции заключаются в ретрансляции поступающих на один из входных портов сообщений на другие выходные порты. Выполняя такие операции, хаб изменяет логическую топологию сети. Обычно порты хаба двунаправленные (вход / выход) и таких портов – несколько. Естественно, что хаб должен работать строго в соответствии с MAC-процедурами. Как правило, хабы выполняют дополнительные контрольные функции и могут отключать порты с некорректно работающими узлами сети. Хаб не является полноценным узлом локальной сети, т.е. он не имеет собственного MAC-адреса и не может быть ни отправителем, ни получателем сообщений. Таким образом, хаб объединяет отдельные физические сегменты сети в единую разделяемую среду передачи данных в соответствии с используемой сетевой технологией.

Для разделения единой среды передачи данных на логические сегменты в локальных сетях применяют более сложные коммуникационные устройства: мосты и коммутаторы. Мосты и коммутаторы также реализуют только MAC-процедуры и, следовательно, являются устройствами для решения задач канального уровня. Как правило, они тоже не имеют самостоятельных MAC-адресов и не могут быть ни отправителями, ни получателями сообщений. В отличие от хабов мосты и коммутаторы обеспечивают селективную ретрансляцию поступающих сообщений, разделяя локальную сеть на относительно самостоятельные логические сегменты. Если получатель сообщения находится в одном логическом сегменте с отправителем, поступившее сообщение не передается на другие выходные порты. Если поступившее сообщение адресовано в другой сегмент, оно либо повторяется на всех выходных портах, либо только на том, который соответствует адресуемому логическому сегменту. Для такой селективной ретрансляции мосты и коммутаторы должны производить анализ MAC-адресов всех поступающих сообщений. Очевидно, что эта необходимость существенно усложняет работу этих коммуникационных устройств. Обычно мост содержит один общий процессор обработки сообщений для всех портов и поэтому выполняет обработку сообщения только одного логического сегмента (порта). Остальные порты должны в это время принимать поступающие сообщения в буферные ЗУ и ожидать в очереди на обработку. Это может существенно снижать производительность сети.

Коммутаторы содержат процессоры обработки сообщений в каждом порту и поэтому обеспечивают независимую и одновременную обработку сообщений каждого логического сегмента (порта). Коммутаторы могут производить обработку сообщений с полной буферизацией или «на лету». Из-за относительно низкой производительности мосты в настоящее время практически не применяются.

Достаточно часто возникает необходимость в использовании в разных логических сегментах сети различных сетевых технологий. В этих случаях коммуникационные устройства должны на разных выходных портах реализовывать различные MAC-процедуры. Устройств, позволяющие объединять в единую сеть сегменты с разными сетевыми технологиями, принято называть шлюзами (gate way). Шлюзы, кроме функций коммутаторов, должны выполнять преобразование форматов сообщений и реализовывать необходимые MAC-процедуры для каждого сегмента. Особенно актуальны такие задачи в сложных составных сетях.

4. Техническая реализация коммутаторов

Для эффективной работы в коммутаторах необходимо обеспечить одновременную передачу сообщений между разными портами, т.е. пропускная способность должна соответствовать суммарной пропускной способности портов. Каждый порт должен содержать буферное ЗУ для хранения сообщений в случаях, когда выходной порт (или его канал связи) занят передачей другого сообщения. Наиболее жесткие требования по быстродействию предъявляются к коммутаторам при обработке сообщений «на лету».

В настоящее время используется три основных схемы реализации коммутаторов: коммутационные матрицы, разделяемую память, общую шину. Достаточно часто эти схемы могут комбинироваться в одном коммутаторе. Но в любом варианте реализации все порты коммутатора должны образовывать полносвязаную конфигурацию, т.е. сообщения из каждого порта должны при необходимости поступать в любой другой порт.

Коммутационная матрица (рис. 2) обеспечивает самый быстрый способ взаимодействия портов и представляет собой комбинационную логическую схему, обеспечивающую передачу сигналов от каждого порта к любому другому порту. Очень часто ее строят подобно многоступенчатым матричным дешифраторам, сигналы управляющие направлением передачи формируются на основе анализа MAC – адреса и добавляются к исходному сообщению (так называемый тэг), быстродействие элементов матрицы соизмеримо со скоростью передачи данных. Однако сложность коммутационной матрицы очень существенно возрастает при увеличении количества портов коммутатора.

Рис. 2. Реализация коммутационной матрицы с помощью двоичных переключателей

В коммутаторах с общей шиной (рис. 3) порты связаны высокоскоростной шиной, обеспечивающей производительность большую, чем суммарная производительность портов. Сообщения по внутренней шине должны передаваться небольшими порциями – ячейками, это необходимо для предотвращения задержек передачи других сообщений. Общая шина не предусматривает буферизации ячеек. Каждый порт принимает все ячейки, с помощью тэгов накапливает в буфере те ячейки, которые адресованы ему и передает их в выходной канал.

Рис. 3. Архитектура общей шины

Взаимодействие портов коммутатора можно организовать с помощью двухвходовой разделяемой памяти (рис. 4). Запись в разделяемую память из входных портов осуществляется также ячейками с помощью менеджера очередей, аналогичным образом производится чтение данных для передачи в выходные порты.

Рис. 4. Архитектура разделяемой памяти

Два последних способа предъявляют весьма высокие требования по быстродействию элементов коммутатора.

CAN контроллерами. Эти контроллеры выпускаются либо в виде отдельных интегральных схем, либо являются встроенными элементами более сложных устройств. CAN контроллер в комплекте с ИС CAN трансивера обеспечивает работу локальной сети, реализуя все необходимые функции: от управления доступом к разделяемой среде передачи данных (MAC - процедуры) до передачи сигналов по линии связи. Для HLP протоколов...

Три типа адресов: локальные, IP-адреса и символьные доменные имена. Локальный адрес – это адрес, используемый автономной системой (подсетью составной сети). Предполагается, что каждая автономная система может строиться по своей сетевой технологии, может иметь независимую систему адресации и использовать свои внутренние адреса. Если автономная система также является IP-сетью, локальный (внутренний) ...

Как цели образования, содержание образования, преподаватель, студенты, технологическая подсистема, включающая в себя средства, методы и формы обучения. 2. Повышение качеств знаний с помощью телекоммуникационной среды на уроках информатики В последнее время получают распространение средства «вирту­альных миров» в Интернет, трехмерных объектов, являющихся усовершенствованной...

Подобная программа будет включена в план ФПКП, то оплата труда специалистов, проводящих повышение квалификации, будет производиться из средств ФПКП. Глава 2. Образовательные возможности компьютерной сети 2.1 Электронная почта Наиболее распространенной коммуникационной технологией и соответствующим сервисом в компьютерных сетях стала технология компьютерного способа пересылки и обработки...

Введение

Коммуникационные устройства и их разнообразие. Скорость, с которой мобильные телефоны завоевывали популярность и внедрялись в нашу современную жизнь менялась на протяжении последних десятилетий в геометрической прогрессии. Ежегодно разнообразие мобильных аппаратов возрастало и в наши дни по-настоящему поражает. Попробуйте представить область деятельности человека, в которой не применялись бы портативные электронные устройства. Скорее всего, это будет не просто. Выполнение будничных задач мы постепенно отдаем на откуп возможностям новых цифровых приборов. Вместо поиска альтернативного метода их решения, мы стараемся отыскать нужный функционал в электронных устройств, чтобы заменить наши усилия автоматическими.

Данная курсовая работа состоит из двух частей: первая - теоретическая часть. В ней рассматривается все типы современных коммуникационных устройств, их характеристика и свойства. Вторая часть - расчетная, в ней рассматриваются типы топологий «шина» и «кольцо», Их сравнительные характеристики, преимущества и недостатки.

Коммуникационные устройства

Коммуникационные устройства ПК предназначены для обмена данными между компьютерами, компьютером и удаленным устройством ввода-вывода, требуется для различных целей: передачи файлов, совместного использования периферийных устройств (например, принтеров), доступа к разнообразным информационным услугам Интернета и частных сетей, приема и передачи факсимильных сообщений, посылки сообщений на пейджеры и мобильные телефоны, установление голосовой связи (IP-телефония), видеосвязи и даже совместных игр по сети, а также для объединения компьютеров в локальную (Local Area Network, LAN) или глобальную (Wide Area Network, WAN) сеть (включая Интернет). Обмен данными требуется для различных целей: передачи файлов, совместного использования периферийных устройств (например, принтеров), доступа к разнообразным информационным услугам Интернета и частных сетей, приема и передачи факсимильных сообщений, посылки сообщений на пейджеры и мобильные телефоны, установление голосовой связи (IP -телефония), видеосвязи и даже совместных игр по сети. Современные технологии, используемые для этих целей, ориентированные именно на коммуникации: СОМ-порт, беспроводные интерфейсы, модемы, адаптеры локальных сетей. Связь между компьютерами, правда, с рядом ограничений, может быть установлена и другими средствами: через LPT-порты, последовательные шины FireWire и USB.

Локальная сеть (Local Area Network, LAN) - компьютерная сеть, покрывающая обычно относительно небольшую территорию или небольшую группу зданий (дом, офис, фирму, институт). Также существуют локальные сети, узлы которых разнесены географически на расстояния более 12 500 км (космические станции и орбитальные центры). Несмотря на такие расстояния, подобные сети всё равно относят к локальным. Связывает компьютеры в пределах одной организации и предоставляет следующие преимущества:

• · возможность обмена информацией (файлами) без использования дискет;
• · возможность хранить файлы на общем сетевом диске и обращаться к ним с любого компьютера сети;
• · возможность использования общих внешних устройств (принтеры, сканеры), подключенных к сети.

Глобальная компьютерная сеть, ГКС (англ. Wide Area Network, WAN) -- компьютерная сеть, охватывающая большие территории и включающая в себя большое число компьютеров. ГКС служат для объединения разрозненных сетей так, чтобы пользователи и компьютеры, где бы они ни находились, могли взаимодействовать со всеми остальными участниками глобальной сети.

Некоторые ГКС построены исключительно для частных организаций, другие являются средством коммуникации корпоративных ЛВС с сетью Интернет или посредством Интернет с удалёнными сетями, входящими в состав корпоративных. Чаще всего ГКС опирается на выделенные линии, на одном конце которых маршрутизатор подключается к ЛВС, а на другом коммутатор связывается с остальными частями ГКС.

Сети компьютеров можно классифицировать следующим образом.

• * Простейшие одноуровневые объединяют небольшое число компьютеров, причем все они имеют одинаковые возможности использования;
• * Двухуровневые сети могут объединять большее число компьютеров, среди которых выделяется один центральный компьютер, который организует работу всей сети. На дисках сервера хранятся основные файлы, необходимые для управления работой всей сети и отдельных компьютеров, а также файлы пользователей.
• * Многоуровневые сети могут объединять между собой отдельные локальные сети со своими серверами. Особенность таких сетей состоит в том, что серверы могут быть компьютерами разных типов (IBM-совместимые ПК, компьютеры Macintosh, рабочие станции). Это требует использования специальных программ управления такими сетями. Подобные сети иногда называют корпоративными.
• * Региональные сети объединяют компьютеры в рамках некоторого региона (Татарстан, Поволжье, Россия) и используют для передачи информации телефонные линии или специальные высокоскоростные каналы. Наиболее известной сетью в России является сеть Relcom.
• * Глобальные (мировые) сети объединяют миллионы компьютеров по всему миру. Наиболее известная мировая сеть - Internet.

Для связи компьютеров друг с другом в пределах одной сети необходимы два основных типа устройств:

• · специальные электронные схемы (сетевые платы), вставляемые в каждый компьютер;
• · провода (кабели), необходимые для физического соединения компьютеров.

Для организации взаимодействия компьютеров через телефонные линии необходимы специальные устройства - модемы. Они служат посредниками между компьютером и телефонной линией и необходимы для преобразования цифрового представления информации в непрерывный сигнал и обратно.

Проводные интерфейсы связи. Последовательный интерфейс для передачи данных в одном направлении использует одну сигнальную линию, по которой информационные биты передаются друг за другом -- последовательно. Английские названия интерфейса и порта -- Serial Interface и Serial Port. Последовательная передача позволяет сократить количество сигнальных линий и добиться улучшения связи на больших расстояниях. Начиная с первых моделей, в PC имеется последовательный интерфейс - СОМ-порт (Communications Port -- коммуникационный порт). Этот порт обеспечивает асинхронный обмен по стандарту RS-232C. Синхронный обмен в PC поддерживают лишь специальные адаптеры, например, SDLC или V.35. СОМ-порты реализуются на микросхемах универсальных асинхронных приемопередатчиков (UART), совместимых с семейством 18250/16450/16550.

Порты могут вырабатывать аппаратные прерывания IRQ4 (обычно используются для СОМ1 и COM3) и IRQ3 (для COM2 и COM4). С внешней стороны порты имеют линии последовательных данных передачи и приема, а также набор сигналов управления и состояния, соответствующий стандарту RS-232C. СОМ-порты имеют внешние разъемы-вилки DB25P или DB9P, выведенные на заднюю панель компьютера. Характерной особенностью интерфейса является применение не ТТЛ-сигналов -- все внешние сигналы порта двух - полярные. Гальваническая развязка отсутствует -- схемная земля подключаемого устройства соединяется со схемной землей компьютера. Скорость передачи может достигать 115,2 Кбит/сек.

Название порта указывает на его основное назначение -- подключение коммуникационного оборудования (например, модема) для связи с другими компьютерами, сетями и периферийными устройствами. К порту могут непосредственно подключаться и периферийные устройства с последовательным интерфейсом: принтеры, плоттеры, терминалы и др. СОМ-порт широко используется для подключения мыши, а также организации непосредственной связи двух компьютеров. К СОМ-порту подключают и электронные ключи.

В настоящее время устройства, которые традиционно используют СОМ-порт, рекомендуется переводить на последовательные шины USB и Fire Wire.

1. Локальная вычислительная сеть - программно-аппаратный комплекс, включающий в себя несколько активно взаимодействующих компьютеров (обычно от нескольких штук до нескольких сотен), соединенных между собой каналами связи. В локальную сеть включается также коммуникационное оборудование. К нему относятся:

ü концентраторы;

ü коммутаторы;

ü маршрутизаторы.

Основное отличие локальной сети от территориально распределенных сетей заключается в использовании коммуникационного оборудования, не требующего специальных мер коррекции ошибок передачи и сжатия информации.

Сетевая работа пользователя начинается на его рабочем месте, которое чаще всего представляет собой компьютер, включенный в местную (или локальную) сеть. Компьютер, подключенный к удаленной сети через модем, логически по адресации также включен в локальную сеть. В этом случае говорят об использовании протокола TCP/IP поверх последовательной линии. В России преобладают локальные сети Ethernet.

Локальные вычислительные сети (ЛВС) традиционно выделяют из всего многообразия возможных компьютерных сетей.

В настоящее время концепция локальных вычислительных сетей достаточно хорошо проработана. В основе этой концепции лежит принцип организации ЛВС в виде так называемой сети Intranet, то есть внутренней сети, построенной на основе тех же протоколов, программного обеспечения, средств доступа и защиты информации, что и глобальная сеть Internet.

2. Локальные вычислительные сети позволяют объединять в систему большое количество рабочих мест, построенных на основе ЭВМ. При этом персонал таких рабочих мест может совместно использовать оборудование сети, программные средства и информацию. Локальная вычислительная сеть может рассматриваться каждым ее участником как единый программно-аппаратный комплекс. В этом комплексе можно выделить следующие технологические преимущества:

ü разделение аппаратных средств (например, доступ к лазерному принтеру обеспечивается со всех рабочих станций сети);

ü разделение данных (со всех рабочих станций сети обеспечивается доступ к системе управления базой данных - СУБД);

ü разделение программных средств (необходимые программы могут быть запущены с любой рабочей станции);

ü разделение ресурсов процессора файлового сервера (процессор используется в режиме разделения времени. Его особенность заключается в том, что доступ к имеющимся ресурсам осуществляется через специальный диспетчер);

ü мультипрограммный режим (предоставляет возможность даже одному пользователю организовать работу одновременно с несколькими заданиями);

ü электронная почта (с помощью которой происходит интерактивный обмен информацией между пользователями на рабочих станциях сети).

Описанные возможности не являются специфическими для локальных сетей. В той или иной мере они присущи всем сетям. В локальной сети их действенность усиливается, если локальная сеть используется как единый комплекс, например, при коллективной разработке некоторого продукта.

Схема обмена данными в сетях Ethernet называется множественным доступом с контролем несущей и обнаружением конфликтов - CSMA/CD (Carrier Sense Multiply Access with Collision Detection). Множественный доступ означает, что любое подключенное устройство может передавать информацию. Контроль несущей означает, что можно определить, занят канал или нет. Обнаружение конфликтов означает возможность узнать, перебиваете вы кого-нибудь или нет.

Фактическая задержка при обнаружении конфликтов - величина случайная. Это позволяет избежать такого развития событий, когда две машины одновременно передают сообщение по сети, обнаруживают конфликт, ждут некоторое время, а потом возобновляют передачу, переполняя сеть конфликтами. Вычисление задержки происходит с использованием генератора случайных чисел на некотором диапазоне. Количество попыток передачи не бесконечно. После определенного числа попыток сообщение снимается.

3. В качестве рабочих мест в ЛВС применяют автономные компьютерные системы, называемые рабочими станциями, автоматизированными рабочими местами (АРМ), или сетевыми станциями. Обычно включаемые в сеть станции располагают собственным внешним накопителем, но допускается конфигурация без такового со специальными постоянными запоминающими устройствами (ПЗУ) для загрузки сетевого программного обеспечения.

Управление различными службами в ЛВС осуществляется с использованием одного или нескольких серверов. В терминологии сетевых технических средств сервер - это один из включенных в сеть компьютеров, располагающих соответствующими программными и достаточными аппаратными мощностями для выполнения какого-либо обслуживания. Принципиальной разницы между сервером и рабочей станцией, снабженной специальным программным обеспечением, нет.

К серверу могут предъявляться некоторые дополнительные требования, связанные с необходимостью обслуживания им большого числа запросов от многих станций и других серверов. Например, типичным требованием к серверам является требование круглосуточной бесперебойной работы.

Повышенные требования предъявляются к программно-аппаратному обеспечению файловых серверов. Это связано с тем, что от таких серверов зависят временные характеристики по загрузке, передаче и хранению данных в сети.

4. Для подключения ЭВМ к сети требуются устройства сопряжения, называемые сетевыми адаптерами, или сетевыми интерфейсными картами, вставляемыми в гнездо материнской платы компьютера. В настоящее время широкое распространение приобрели адаптеры, которые могут настраиваться на различную скорость передачи данных: 10 Мбит/с (Ethernet) и 100 Мбит/с (Fast Ethernet).

В настоящее время в основном выпускаются адаптеры с автоматической настройкой Plug-and-Play (PNP), которые в случае конфликтов с другими аппаратными средствами допускают и программную перенастройку.

При выпуске каждый сетевой адаптер снабжается микросхемой с уникальным 48-битовым адресом Ethernet. Каждая фирма, имеющая лицензию на выпуск адаптеров, располагает собственным диапазоном аппаратных адресов Ethernet, так что в мире не должно быть двух интерфейсных карт с одинаковыми адресами.

Для взаимного преобразования интернетовских адресов в аппаратные и обратно служат протоколы ARP (Address Resolution Protocol) и RARP (Reverse ARP).

5. Топология локальных сетей Ethernet представляет собой шину с ответвлениями, но без контуров. В каждой логической (в смысле адресации TCP/IP) сети между двумя любыми точками имеется только один путь. Данные, пересылаемые по кабельной системе, передаются всем машинам в широковещательном режиме.

Стандартная спецификация Ethernet предусматривает скорость передачи данных 10 Мбит/с. Аппаратура быстрой Ethernet (Fast Ethernet) рассчитана на скорость 100 Мбит/с.

В топологии Ethernet наиболее распространены три среды передачи данных.

ü коаксиальные кабели с волновым сопротивлением 50 Ом;

ü медный провод "витая пара";

ü оптоволоконный кабель.

При выборе типа кабеля учитываются следующие показатели:

ü стоимость монтажа и обслуживания;

ü ограничение на длину коммуникаций без дополнительных усилителей-повторителей (репитеров);

ü безопасность передачи данных.

6. Пропускная способность локальных сетей сильно зависит от количества включенных в них активно действующих объектов - серверов, рабочих станций, интеллектуальных устройств. В сетях Ethernet при увеличении информационных потоков может резко возрасти время доставки сообщений, а затем наступить полная блокировка: ни одно сообщение не сможет пробиться к адресату.

Для борьбы с этим явлением, прежде всего, должны использоваться специализированные программные средства и совершенствоваться собственно программное обеспечение серверов и станций. Это требует специального анализа и измерения информационных потоков.

В качестве аппаратных мер по предотвращению заторов можно с помощью специального коммуникационного оборудования разделить сеть на части, в которые входят наиболее активно взаимодействующие между собой объекты. Такое деление часто называют сегментацие й. Обычно сегментация возникает естественным образом исходя из расположения сетевых объектов и состава групп специалистов, решающих общие задачи. Но возможно проведение сегментации с целью недопущения блокировок, когда замечено, что время реакции сети существенно возрастает.

В компьютерных сетях наиболее распространенным коммуникационным оборудованием являются:

ü концентраторы;

ü коммутаторы;

ü маршрутизаторы.

Для сегментации с целью избежания перегрузок могут служить только коммутаторы и маршрутизаторы.

Концентратор (Hub) позволяет присоединить к нему несколько рабочих станций, логически (по адресам) входящих в одну и ту же сеть. Концентратор обеспечивает возможность использования в ЛВС кабеля "витая пара".

Коммутатор (Switch) позволяет увеличить полосу пропускания и уменьшить время задержки обработки информации. С его помощью можно сегментировать локальную сеть на каналь­ном уровне иерархической модели протокола TCP/IP, то есть без использования IP-адресации.

Маршрутизатор (router) разбивает логически единую по адресации сеть на подсети. Маршрутизатор служит либо для соединения сетей с различными протоколами, либо для соединения сетей TCP/IP с различным пространством адресов. В последнем случае его часто называют шлюзом (Gateway). Аппаратные маршрутизаторы обычно бывают многопротокольными и очень дороги. В локальных сетях в качестве маршрутизатора можно использовать не очень мощный компьютер с двумя или более сетевыми картами, что является самым дешевым решением для расширения сети.

Маршрутизаторы предоставляют дополнительные средства защиты данных и контроля трафика. Они играют большую роль в управлении сетью и выявлении нештатных ситуаций.

На коммуникационных станциях используется большое количество оборудования. Основные устройства и комплектующие коммуникационной станции :

1. сетевые адаптеры (сетевые карты);
2. сетевые кабели;
3. трансиверы;
4. повторители;
5. концентраторы;
6. коммутаторы;
7. мосты;
8. маршрутизаторы;
9. шлюзы

Теперь разберемся, что же это за устройства и как они работают.
Для начала рассмотрим, что такое сетевой адаптер . Сетевой адаптер представляет собой устройство обеспечивающее передачу информации между компьютером и вычислительной сетью. Также сетевой адаптер играет роль временного хранилища информации. Иными словами, служит для буферизации информации. Но основная функция сетевого адаптера — это обеспечение соединения между компьютером и сетью. Сетевой адаптер выполняет процессы физического уровня.

Сетевой адаптер как мини-компьютер, оснащён собственным процессором и памятью. Чаще всего в магазинах сетевые адаптеры называют сетевыми картами . В большинстве случаев сетевые карты классифицируются на различные типы. Наиболее часто встречается классификация по типу порта , через который происходит соединение с компьютером. Выделяют такие виды:
1. ISA
2. PCI
3. USB
Самыми популярными являются сетевые карты с PCI выходом. PCI разъём расположен на материнской карты компьютера. В зависимости от модели и марки компьютера PCI слоты могут отличаться. После того, как сетевую карту подключили к материнской плате, к сетевой карте подключается кабель с разъёмом RJ-45 или BNC .

В зависимости от места использования сетевые карты могут двух видов:
1. для персональных компьютеров;
2. для серверов
Благодаря современным технологиям, сетевые карты обеспечивают скорость от 10 до 1000 Мбит/с.

Следующим пунктом идут сетевые кабели. Для соединения персонального компьютера и коммуникационной сети используют три основных вида кабеля:
1. Витая пара
2. Коаксиальный кабель
3. Оптический кабель
Самыми лучшими характеристиками обладает оптический кабель, но и цена оптического кабеля значительно ниже, чем у аналогов.

Следующие семь пунктов можно объединить в одну категорию «промежуточное коммуникационное оборудование». Промежуточное оборудование включает в себя:

1. Трансиверы
2. Повторители
3. Концентраторы
4. Коммутаторы
5. Мосты
6. Маршрутизаторы
7. Шлюзы

Дополнительное оборудование используют в качестве усилителей и преобразователей сигнала. Оборудование применяется для увеличения быстродействия и эффективности кабельной сети, а также соединяет все части коммуникационной сети в единое целое.
Выполняется физическая структуризация коммуникационных систем, тем самым, объединяя все персональные компьютеры с сетью. Дополнительное оборудование позволяет персональному компьютеру быстро подключаться к сети и поддерживать высокую скорость передачи данных.
Такие части системы, как трансиверы и повторители служат для усиления и преобразования сигнала. А концентраторы и коммутаторы объединяют определённое количество компьютеров в локальную конфигурацию коммуникационной сети.

Концентратор играет роль устройства для структуризации вычислительной сети. А затем, коммутатор принимает сигнал и разделяет его на логические сегменты. Это делается для того, чтобы избежать системных ошибок и сбоев.

Для процесса взаимодействия всех частей коммуникационной сети и в качестве межсетевого интерфейса применяются коммутаторы, мосты, маршрутизаторы и шлюзы.
Повторители представляют собой аппаратное устройство для поддержания стабильного сигнала. Функции повторителя заключаются в том, чтобы восстанавливать и усиливать сигнал. Данное оборудование используют с целью увеличения длинны кабельной сети.
Трансиверы и теплопередатчики представляют собой устройства для двунаправленной передачи между адаптером и сетевым кабелем или двумя сегментами кабеля. Главная функция устройства заключается в усилении сигнала. Также трансивер может использоваться в качестве преобразователя сигнала. Такое устройство может электрический импульс преобразовать в радиосигнал либо оптический импульс. Это позволяет совершать передачу информации на другие устройства передачи информации.
Концентраторы – это аппаратные устройства множественного доступа, которые объединяют в одной точке отдельные физические отрезки кабеля. Они образуют общую среду передачи данных или физические сегменты сети.

Важным элементом коммуникационной сети является коммутатор. Коммутатор представляет собой сложное устройство, производящее деление всей сети на логические элементы. Каждый логический элемент взаимодействует с сетевой картой и коммуникационной сетью.

Мосты – это проводники сигнала, соединяющие все локальные сети в единую сеть.
Функция мостов:
1. Структуризация сетей
2. Соединение схожих сетей, обладающих небольшими функциональными различиями

Мост контролирует трафик одной части сети и трафик другой части, повышая общую производительность передачи данных. Обеспечивает ровный и непрерывный поток данных.

Шлюзы представляют собой устройство объединения разнородных коммуникационных сетей с различными протоколами обмена информации. Шлюзы адаптируют всю приходящую информацию для своей сети.
Завершающим элементом системы является маршрутизатор. Маршрутизатор представляет собой устройство для коммуникации устройства с несколькими сетями.
Маршрутизаторы предназначены для связи однородных сетей и в разветвленных сетях, имеющих несколько параллельных маршрутов. Что позволяет обеспечить быструю синхронизацию между сетями.

Мы рассмотрели основные составляющие стандартной коммуникационной сети. На современных коммуникационных станциях используются и многие другие типы устройств и оборудования.