DOMENA parowa

ELEMENTY SIECI – KARTA SIECIOWA
Karta sieciowa to urządzenie odpowiedzialne za wysyłanie i odbieranie
danych w sieciach LAN. Każdy komputer, który ma korzystać z sieci,
powinien być wyposażony w taką kartę.
Zadaniem jej jest przesyłanie informacji za pomocą odpowiedniego
protokołu do fizycznego łącza jakim jest okablowanie.
Istnieje wiele różnych typów kart sieciowych, a każdy z nich nadaje się
najlepiej do innej aplikacji. Przy doborze w właściwej karty należy brać pod
uwagę:
Rodzaj standardu warstwy II (np. Ethernet, ATM)
Standard złącza sieciowego (np. RJ45, BNC)
Standard złącza komputerowego (np.. PCI, USB)
Szybkość transmisji (np. 10,1 00, 1000 Mb)
Rodzaj rozwiązania układowego (np. 3Com, Realtek)
1
ELEMENTY SIECI – KONCENTRATOR
Koncentrator jest najważniejszym urządzeniem w sieciach opartych o
topologię gwiazdy. W elementarnym przypadku zajmuje centralne miejsce w
sieci, skupiając w sobie wszystkie przewody biegnące od stacji roboczych,
oraz zapewnia wymianę sygnałów pomiędzy urządzeniami w sieci.
Sygnał wysłany przez komputer dociera do koncentratora, który przesyła go
dalej przez wszystkie swoje porty (gniazda). Jest to wada, ponieważ
informacja wejściowa, aby dotrzeć do celu, zostaje rozprowadzona po całej
sieci, powodując dużo niepotrzebnego ruchu.
Koncentratory nazywane są też hubami i można wśród nich wyróżnić:
Hub pasywny (I). Przekaże on odebrany sygnał na pozostałe porty.
Huby przełączające (II). Jest on wyposażony w kilka repeaterów i
układ zarządzający przełączaniem portów do każdego z nich.
Każdy repeater logicznie reprezentuje inną domenę kolizji
Huby wieżowe/modularne (III). Posiadają te same własności co
huby wolno stojące i dodatkowo za pomocą krótkich przewodów
można budować z nich rozbudowane węzły sieci, składające się z
wielu hubów. Takim zestawem można zarządzać jak pojedynczym
urządzeniem.
ELEMENTY SIECI - MOST
Cechą odróżniającą most od koncentratora jest praca w warstwie łącza
danych, umożliwiająca odczyt adresów kart sieciowych MAC (zawartych w
docierających do niego pakietach) a w konsekwencji na ich filtrację
Most wykorzystuje bazę danych dotyczącą topologii sieci. Poprzez analizę
adresów MAC, decyduje czy dany pakiet przesłać do drugiego segmentu
sieci, czy też zostawić bez odpowiedzi.
Typy mostów:
Transparentne. Urządzenie takie buduje bazę danych o topologii sieci dopiero po
pewnym czasie od włączenia zasilania. W pierwszym momencie przepuszcza
wszystkie pakiety bez względu na adres do drugiej podsieci. Most taki "uczy" się
tabeli mostowania.
Oparte na technologii Source Routing to mosty wykonane w tej technologii
wykorzystywane są w sieciach Token Ring. Pakiet danych zawiera informacje, którą
drogą ma dotrzeć do celu. Wykorzystywane są specjalne algorytmy ( wysyłany jest
próbny pakiet, który przechodzi przez wszystkie mosty, po czym wraca do nadawcy
), dzięki którym droga, którą podąża pakiet jest najkrótsza.
Oparte na technologii Spanning Tree to mosty mające zastosowanie w sieciach
Ethernet. Zapobiegają one powstawaniu kolizji, które są w stanie zablokować sieć.
Eliminują powstawanie pętli krążących pakietów.
ELEMENTY SIECI - PRZEŁACZNIK
Switch (przełącznik) stosowany jest głównie w sieciach UTP, opartych o
topologię gwiazdy.
Przełącznik oferuje dokładnie te same funkcje co koncentrator z tą
różnicą, iż pozwala podzielić sieć na segmenty. Sprzęt pracuje, podobnie
jak most, w drugiej warstwie modelu ISO/OSI, co umożliwia filtrację
informacji
Klasyczne przełączniki potrafią obsługiwać dowolny protokół, gdyż
operują na adresach MAC karty sieciowej. Nowsze przełączniki, pracujące
w trybie Layer 3 Switching mają dostęp do adresów IP.
Urządzenia te mają zastosowanie w
sieciach LAN, powodują zmniejszenie
domeny kolizji, dzięki przełączeniu
pakietu nie na wszystkie a na
odpowiedni port wyjściowy.
ELEMENTY SIECI - ROUTER
Zadaniem routerów jest rozsyłanie informacji. Decyzja, gdzie przesłać
ramkę, oparta jest na analizie protokołu i adresu sieci. Dokładniej
mówiąc, routery łączą co najmniej dwa logiczne segmenty sieci.
Router może wykonywać wszystkie funkcje mostu i więcej, co pozwala
na używanie go w wielu różnych aplikacjach. Router różni się od mostu
możliwością analizy nagłówka protokołu. To umożliwia routerowi podział
sieci w oparciu o adresy sieci i hosta.
Ta właściwości pozwalają używać routera do trzech podstawowych
funkcji:
Zwiększania segmentacji sieci - Routery były od początku wykorzystywane do
segmentowania sieci na podsieci. To umożliwia im filtrowanie ramek
rozgłoszeniowych i utrzymuje w odizolowaniu mniejszą liczbę użytkowników, co
poprawia wydajność tych segmentów.
Routowania pomiędzy różnymi sieciami LAN
Routowania połączenia WAN - Routery odgrywają także ważną rolę w
połączeniach WAN. Routery WAN mogą także operować w warstwach
wyższych, wykonując takie funkcje jak kompresja czy szyfrowanie. Czasami
routery w takiej konfiguracji nazywa się bramami.
ROUTER - DZIAŁANIE
Routery łączą sieci róznego typu.
Site B
T1
Leased
Line
Router
Z
Ethernet LAN 1
Ethernet
LAN 3
Router W
Token-Ring
Network
Ethernet
LAN 2
Router
X
T1
Leased
Line
Frame Relay
Network
Router Y
Site A
Site C
FUNKCJE WARSTWY FIZYCZNEJ
Warstwa fizyczna przesyła i odbiera sygnały zaadresowane dla wszystkich
protokołów jej stosu oraz aplikacji, które je wykorzystują. Musi ona więc
wykonywać kilka istotnych funkcji - w szczególności:
Aby móc nadawać wiadomości, musi ona:
zamieniać dane znajdujące się w ramkach na strumienie binarne
wykonywać taką metodę dostępu do nośnika, jakiej żąda warstwa łącza danych
przesyłać ramki danych szeregowo (czyli bit po bicie) w postaci strumieni
binarnych
W celu odbierania wiadomości konieczne jest natomiast:
oczekiwanie na transmisje przychodzące do urządzenia hosta i do niego
zaadresowane,
odbiór odpowiednio zaadresowanych strumieni
przesyłanie binarnych strumieni do warstwy danych w celu złożenia ich z
powrotem w ramki.
KABEL KONCENTRYCZNY
Kabel koncentryczny (ang. coaxial cable) - zbudowany jest z litego
izolowanego przewodu miedzianego, przewodu ekranująco-uziemniającego
oraz z zewnętrznej warstwy ochronnej.
W użyciu znajdują się dwa rodzaje kabli koncentrycznych: o oporności
falowej 50 W i 75 W. Częstotliwość graniczna grubych kabli 50 W o
przekrojach powyżej 19 mm sięga 1000 MHz
10BASE-2 zwany jest cienkim koncentrykiem lub cienkim ethernetem grubość: 0.25", impedancja: 50 W, przepustowość: 10 Mb/s, maksymalna
długość jednego segmentu sieci to 185 m, a przyłączonych do niego może być
30 komputerów.
10BASE-5 zwany jest grubym koncentrykiem lub grubym ethernetem grubość: 10 mm, impedancja: 50 W, przepustowość: 10 Mb/s, maksymalna
długość jednego segmentu sieci to 500 m, a przyłączonych do niego może być
100 komputerów.
SKRĘTKA DWUŻYŁOWA
Skrętka dwużyłowa składa się z dwóch dość cienkich przewodów o
średnicy od 4 do 9 mm każdy (czasem kable oznaczane są wg miary
AWG, czyli American Wire Gauge - wg tej skali przewody takie mają
rozmiary od 18 do 24 AWG). Przewody pokryte są cienką warstwą
polichlorku winylu (PCW) i splecione razem.
Grubość (czyli średnica) przewodu wpływa bezpośrednio na jego
sprawność. Większa średnica przewodu oznacza szersze potencjalne
pasmo komunikacji i większą długość maksymalną kabla. Niestety, w
miarę wzrostu szerokości pasma ze wzrostem średnicy przewodu
wzrastają również jego właściwości tłumienia.
Dostępne są różne rodzaje,
rozmiary
i
kształty
skrętki
dwużyłowej,
począwszy
od
„jednoparowego"
(czyli
dwużyłowego) kabla telefonicznego
aż
do
600-parowych
(1200
żyłowych) kabli dalekosiężnych.
pojedyncza para skręconych
zajemnie przewodów
Cztery pary przewodów
Płaszcz ochronny
Każdy przewód jest izolowany.
SKRĘTKA DWUŻYŁOWA - cd
STP (Shielded Twisted Pair) - skrętka ekranowana - klasyczne miedziane
medium transportowe sieci komputerowej, wykonane z dwóch skręconych
przewodów wraz z ekranem w postaci oplotu. Para ekranowana jest
bardziej odporna na zakłócenia impulsowe oraz szkodliwe przesłuchy niż
skrętka UTP.
FTP (Foiled Twisted Pair) - skrętka foliowana - skrętka miedziana
ekranowana za pomocą folii wraz z przewodem uziemiającym i
przeznaczona głównie do budowy sieci komputerowych (Ethernet, Token
Ring) o długości nawet kilku kilometrów. Stosowana ostatnio również na
krótszych dystansach w sieciach standardu Gigabit Ethernet (1 Gb/s) z
wykorzystaniem wszystkich czterech par okablowania miedzianego kat. 5.
UTP (Unshielded Twisted Pair) - skrętka nieekranowana - skrętka
wykonana z dwóch przewodów, ze zmiennym splotem (zwykle 1 zwój na 610 cm), co chroni transmisję przed oddziaływaniem otoczenia. Skrętka
nieekranowana UTP jest powszechnie stosowana w sieciach telefonicznych
(jedna, dwie lub cztery pary) i w kablach komputerowych (cztery skrętki w
kablu). Ich przydatność do transmisji cyfrowych określają kategorie, a
przydatność do aplikacji - klasy kabli miedzianych.
KATEGORIE SKRĘTKI DWUŻYŁOWEJ
Kategorie kabli miedzianych wg amerykańskiej normy EIA/TIA 668A
kategoria 1 - tradycyjna nieekranowana skrętka telefoniczna,
przeznaczona do przesyłania głosu (20 kb/s) i nie przystosowana do
transmisji danych
kategoria 2 - nieekranowana skrętka, szybkość transmisji do 1 MHz.
Kabel ma zwykle 2 pary skręconych przewodów
kategoria 3 - skrętka o szybkości transmisji do 10 MHz, stosowana w
sieciach Token Ring (4 Mb/s) oraz Ethernet l0Base-T (10 Mb/s). Kabel
zawiera zwykle 4 pary skręconych przewodów
kategoria 4 (klasa C) -skrętka działająca z szybkością do 16 MHz,
najniższa kategoria kabli nadających się do sieci Token Ring. Kabel
jest zbudowany z 4 par przewodów
kategoria 5 (klasa D) - skrętka z dopasowaniem rezystancyjnym 100
ohm, pozwlalająca na transmisję danych z szybkością 100 MHz (pod
warunkiem poprawnej instalacji kabla, zgodnie z wymaganiami
okablowania strukturalnego) na odległość do 100 metrów
kategoria 6 (klasa E), umożliwiająca transmisję z częstotliwością do 250
MHz
ZAPOBIEGANIE ZAKŁÓCENIOM EMI
Zakłócenia electromagnetyczne
Energia z otoczenia przewodu dodaje się do sygnału.
Przewody ekranowane są odporne na EMI
Skrętka
EMI
Zakłócenia na dwóch sąsiednich zwojach znoszą się.
Ekranowany (Shielded)
Nieekranowany (Unshielded)
EMI
Crosstalk Interference
Terminal Crosstalk
Interference
Odizalowane końce
Crosstalk Interference
Dwie proste metody ograniczają problmy EMI:
Ograniczenie długości przewodu do 100m.
Ograniczenie długości odizolowanych
przewodów do 1.25 cm (0.5 cala)
KOŃCÓWKI TYPU RJ-45
Wtyczka 1
Odbiór +
Odbiór Transmisja +
--------------Transmisja ---------------
Nr.
1
2
3
4
5
6
7
8
Kolor przewodu
Nr.
biało - pomarańczowy 1
pomarańczowy
2
biało - zielony
3
niebieski
4
biało - niebieski
5
zielony
6
biało - brązowy
7
brązowy
8
Wtyczka 2
Odbiór +
Odbiór Transmisja +
--------------Transmisja ---------------
Wtyczka 1 Nr.
Odbiór +
1
Odbiór 2
Transmisja + 3
-------4
-------5
Transmisja - 6
-------7
-------8
Kolor przewodu
Nr.
biało - pomarańczowy 3
pomarańczowy
6
biało - zielony
1
niebieski
7
biało - niebieski
8
zielony
2
biało - brązowy
4
brązowy
5
Wtyczka 2
Transmisja +
Transmisja Odbiór +
--------------Odbiór ---------------
A
A
B
B
KABEL ŚWIATŁOWODOWY
W światłowodach do transmisji informacji wykorzystywana jest wiązka
światła, która jest odpowiednikiem prądu w innych kablach. Wiązka ta
jest modulowana zgodnie z treścią przekazywanych informacji. To
rozwiązanie otworzyło nowe możliwości w dziedzinie tworzenia szybkich i
niezawodnych sieci komputerowych. Właściwie dobrany kabel może
przebiegać w każdym środowisku. Sieci oparte na światłowodach zwane
są FDDI (ang. Fiber Distributed Data Interface)
Światłowód wykonany ze szkła kwarcowego, składa się z rdzenia
(złożonego z jednego lub wielu włókien), okrywającego go płaszcza oraz
warstwy ochronnej. Dielektryczny kanał informatyczny eliminuje
konieczność ekranowania.
Transmisja światłowodowa polega na
przepuszczeniu przez szklane włókno
wiązki światła generowanej przez diodę
lub laser. Wiązka ta to zakodowana
informacja binarna, rozkodowywana
następnie przez fotodekoder na końcu
kabla.
PROPAGACJA ŚWIATŁA
Transmisja sygnałów w światłowodzie. U
podstaw techniki światłowodowej leży
zjawisko
całkowitego
wewnętrznego
odbicia fali świetlnej na granicy dwóch
ośrodków o różnych współczynniku
załamania.
W falowodzie (np. światłowód) propagują
pewne grupy fal – mody. Wyższe mody
(wchodzące pod większym kątem, czyli
LP10, LP20) pokonują dłuższą drogę,
następuje dyspersja modowa, czyli
rozmycie sygnału. Rozmycie sygnału
powoduje ograniczenia zasięgu transmisji,
gdyż rośnie ono wraz z długością
światłowodu. Walka z tym zjawiskiem
doprowadziła do powstania światłowodów
gradientowych i jedmodowych.
PARAMETRY MEDIUM ŚWIATŁOWODOWEGO
Istotnym zjawiskiem podczas transmisji
informacji w światłowodzie jest tłumienie
sygnału. Zależy ono od budowy i włókna i
składu chemicznego jego rdzenia. Z
punktu widzenie tłumienności wyróżnia
się
w
światłowodach
trzy
okna
transmisyjne.
Można wyróżnić światłowody do
połączeń zewnętrznych i wewnętrznych
oraz wielomodowe i jednomodowe.
Kabel zewnętrzny z włóknami w luźnych tubach, jest odporny na oddziaływanie
warunków zewnętrznych. Wypełnione żelem luźne tuby zawierają jedno lub kilka
włókien i oplatają centralny dielektryczny element wzmacniający. Rdzeń kabla
otoczony jest specjalnym oplotem oraz odporną na wilgoć i promienie słoneczne
polietylenową koszulką zewnętrzną.
Kable wewnętrzne przeznaczone są do układania wewnątrz budynku. Posiadają
cieńszą warstwe ochronną i nie są tak odporne jak kable zewnętrzne.
PODSUMOWANIE
Światłowody
wielomodowe
przesyłają wiele modów (fal) o
różnej długości co powoduje
rozmycie impulsu wyjściowego i
ogranicza szybkość lub odległość
transmisji. Źródłem światła jest tu
dioda LED.
Światłowody jednomodowe są
efektywniejsze
i
pozwalają
transmitować dane na odległość
100 km bez wzmacniacza. Jednak
ze względu na wysoki koszt
interfejsów przyłączeniowych jest
to bardzo drogie rozwiązanie.
Żródłem światła jest tu laser.
OKABLOWANIE ŚWIATŁOWODÓW
Łącze SC, ST
Port Full-Duplex, typ SC („wciśnij
i zatrzaśnij”)
Włókno światłowodowe
Switch
Włókno światłowodowe
Router
Dla transmisji typu full-duplex wymagana jest pra włókien.
Kaźde włókno transmituje sygnał w jednym kierunku.
Typowy
przwód dwuwłóknowy.
Złącze typu ST
(Popularne)
Złącze typu SC
(Rekomendowane)
Port Full-Duplex, typu ST
(„wciśnij i przekręć”)