Основы работы компьютерной сети 6 (стр. 4 из 31)
На первый взгляд кажется, что передача маркера отнимает много времени, однако на самом деле скорость его движения сопоставима со скоростью света. В «кольце» диаметром 200 м маркер может циркулировать с частотой 477 376 оборотов в секунду.
Сеть с ячеистой топологией обладает высокой избыточностью и надежностью, так как каждый компьютер в такой сети соединен с любым другим отдельным кабелем. Сигнал от компьютера-отправителя до компьютера-получателя может проходить по разным маршрутам, поэтому разрыв кабеля не сказывается на работоспособности сети. Основной недостаток такой топологии — большие затраты на прокладку кабеля, что компенсируется высокой надежностью и простотой обслуживания.
Рисунок 21 - В сети с ячеистой топологией каждый компьютер соединен с любым другим отдельным кабелем
В настоящее время концентратор стал одним из стандартных компонентов сетей. А в сетях с топологией «звезда» он служит центральным узлом.
Рисунок 22 - Концентратор - центральный узел в сети с топологией “звезда”
Активные концентраторы
Концентраторы подразделяются на активные и пассивные. Первые регенерируют и передают сигналы так же, как повторители. Не случайно их называют многопортовыми повторителями — обычно они имеют от 8 до 12 портов для подключения компьютеров. Активные концентраторы надо обязательно подключать к электросети.
Пассивные концентраторы
К ним относятся, например, монтажные или коммутирующие панели. Они просто пропускают через себя сигнал, не усиливая и не восстанавливая его. Пассивные концентраторы не надо подключать к электросети.
Гибридные концентраторы
Гибридными (hybrid) называются концентраторы, к которым можно подсоединить кабели различных типов.
Рисунок 23 - Гибридный концентратор
Преимущества использования концентраторов
Разрыв кабеля в сети с топологией «линейная шина» приводит к «падению» всей сети. Между тем разрыв кабеля, подключенного к концентратору, нарушает работу только данного сегмента. Остальные сегменты остаются работоспособными. Установка концентраторов обеспечивает и другие преимущества:
• простоту изменения конфигурации сети или ее расширения: достаточно подключить еще один компьютер или концентратор;
• использование различных портов для подключения кабелей разных типов;
• централизованный контроль за работой сети и сетевым трафиком.
Рисунок 24 - От сети отключается только тот компьютер, кабель которого отсоединился или порвался
Сегодня при построении сети все чаще используются комбинированные топологии, которые сочетают отдельные свойства «шины», «звезды», «кольца» и ячеистой топологии.
«Звезда» — «шина» (star-bus) — это, как Вы понимаете, комбинация топологий «шина» и «звезда». Обычно схема выглядит так: несколько сетей с топологией «звезда» объединяются при помощи магистральной линейной шины.
В этом случае выход из строя одного компьютера не сказывается на работе всей сети — остальные компьютеры по-прежнему будут взаимодействовать друг с другом. А сбой в работе концентратора влечет за собой отсоединение от сети только подключенных к нему компьютеров и концентраторов.
Рисунок 25 - Сеть с топологией “звезда-шина”
«Звезда» - «кольцо» (star-ring) несколько похожа на «звезду» - «шину». И в той и в другой топологиях компьютеры подключаются к концентраторам. Отличие состоит в том, что концентраторы в «звезде» - «шине» соединены магистральной линейной шиной, а в «звезде» - «кольце» все концентраторы подключены к главному концентратору, образуя «звезду». «Кольцо» же реализуется внутри главного концентратора.
Рисунок 26 - Сеть с топологией звезда-кольцо
Одноранговые сети
Одноранговые сети, зачастую строят, используя физическую топологию «звезда» или «шина». Однако, физическая топология в данном случае не совпадает с логической, потому что все компьютеры в сети равноправны
Рисунок 27 - Логическая топология одноранговой сети
Подавляющая часть компьютерных сетей использует для соединения провода, или кабели. Они выступают в качестве среды передачи сигналов между компьютерами
На практике в большинстве сетей применяются только три основные группы кабелей:
• коаксиальный кабель (coaxial cable);
• витая пара (twisted pair):
• неэкранированная витая пара (unshielded);
• экранированная витая пара (shielded);
• оптоволоконный кабель (fiber optic).
Относительно недорогой, легок, гибок и удобен в применении, надежен и прост в установке.
Самый простой коаксиальный кабель состоит из медной жилы (core), забранной изоляцией, экрана в виде металлической оплетки и внешней оболочки.
Некоторые типы кабелей покрывает металлическая сетка — экран (shield). Он защищает передаваемые по кабелю данные, поглощая внешние электромагнитные сигналы, которые называются помехами, или шумом (noise). Таким образом, экран не позволяет помехам искажать данные. Если кабель, кроме металлической оплетки, защищен и слоем фольги, он называется кабелем с двойной экранизацией. При наличии сильных помех можно воспользоваться кабелем с учетверенной экранизацией. Он защищен двойным слоем фольги и двойным слоем металлической оплетки.
Рисунок 28 - Строение коаксиального кабеля
Электрические сигналы, кодирующие данные, передаются по жиле. Жила — это один провод (сплошная жила) или пучок проводов. Сплошную жилу изготавливают, как правило, из меди.
Жила окружена диэлектрическим (dielectric) изоляционным слоем, который отделяет ее от металлической оплетки. Оплетка играет роль «земли» и защищает жилу от электрических шумов и перекрестных помех (crosstalk) — электрических наводок, вызванных сигналами в соседних проводах.
Проводящая жила и металлическая оплетка не должны соприкасаться, иначе происходит короткое замыкание, и данные разрушаются.
Снаружи кабель покрыт непроводящим слоем — резиной, тефлоном или пластиком.
Коаксиальный кабель более помехоустойчив, затухание сигнала в нем меньше, чем в витой паре. Затухание (attenuation) — это ослабление сигнала при его прохождении по кабелю.
 |
Рисунок 29 - Затухание сигнала приводит к ухудшению его качества
Существует два типа коаксиальных кабелей:
• тонкий (thinner) коаксиальный кабель;
• толстый (thicknet) коаксиальный кабель.
Выбор того или иного типа кабеля зависит от потребностей конкретной сети.
Тонкий коаксиальный кабель — гибкий кабель диаметром 0,64 см (0,25 дюйма). Он прост в применении и подходит практически для любого типа сети. Подключается непосредственно к плате сетевого адаптера компьютера.
 |
Рисунок 30 - Подключение тонкого коаксиального кабеля
Тонкий коаксиальный кабель способен передавать сигнал на расстояние до 185 м (около 607 футов) без его заметного искажения, вызванного затуханием.
Производители кабелей создали специальную маркировку для различных типов кабелей. Тонкий коаксиальный кабель относится к группе, которая называется семейством RG-58; его волновое сопротивление равно 50 Ом. Волновое сопротивление (impedance) — это сопротивление переменному току, выраженное в Омах.
 |
 |
Рисунок 31 - Жила - переплетенные провода или сплошной медный провод
Таблица 1 Типы кабеля
| Кабель | Описание |
| RG-58 /U | Сплошная медная жила |
| RG-58 A/U | Переплетенные провода |
| RG-58 C/U | Военный стандарт для RG-58 A/U |
| RG-59 | Используется для модулированной передачи (например, в кабельном телевидении) |
| RG-6 | Имеет больший диаметр по сравнению с RG-59, предназначен для более высоких частот, но может применяться и для модулированной передачи |
| RG-6 | Используется в сетях ArcNet |
Толстый коаксиальный кабель — относительно жесткий, с диаметром 1,27 см (0,5 дюйма). Иногда его называют «стандартный Ethernet», поскольку его прежде других типов кабеля применяли в Ethernet — популярной сетевой архитектуре. Медная жила этого кабеля толще, чем у тонкого коаксиального кабеля.