Мрежови устройства и преносни среди
При зададени технически, икономически, пространствени параметри на бъдеща КМ, могат да бъдат предложени две, дори повече на брой решения за нейната конкретна реализация.
Значително многообразие от технически средства на компютърните мрежи и вариантност в характеристиките им.
1. Мрежови устройства
Мрежови адаптери
Представляват специализирани контролери (електронни схеми), чрез които се осъществява връзката между информационната шина на персоналния компютър или сървъра и преносната среда на мрежата. Обикновено те се монтират в компютъра.
2. Хъбове и активни устройства
- Хъбовете са устройства, които изпълняват ролята на обща преносна среда. Произвеждат се с 8,12,16 входа, към които се включва адаптера на сървър на мрежа или персонален компютър.
- Броят на входовете може да се увеличи чрез каскадно свързване на хъбове.
- Хъбове с електро-оптично развързване
- Бяха разработени и навлязоха в практиката устройства, които по своето предназначение са близки до хъб, но изпълняват и някои допълнителни функции: превключване (на англ. “Switch”),
- Активни устройства (“Data Receiver”) – пренос на големи обеми от данни. Чрез тях се подобрява трафика.
3. Повторители и мостове.
- Под сегмент на компютърна мрежа тип Ethernet се разбира част от нея, която се обслужва от 1 хъб или коаксиален кабел. При наличие на повече сегменти в мрежата (често срещаната ситуация) или при пренасяне на информация на по-големи разстояния е необходимо да се усили сигнала и възстанови неговата форма. Тази функция в мрежата се изпълнява от така наречените “повторители”. Характерно за тези устройства е, че те не обработват, а само усилват пренасяния сигнал;
- Мостовете изпълняват не само функцията усилване, но също така филтрират потока от данни от един сегмент към друг. Това означава, че мостът не пропуска данни, които не се отнасят до даден сегмент, което ускорява работата на мрежата
4. Сървъри.
- Представляват специализирани мрежови компютри, които имат управляващи функции по отношение работата на мрежата. Обикновено на тях е инсталирана мрежовата операционна система и по този начин се осигурява общия достъп до ресурсите в мрежата.
- Client/Server – oсновна мрежова методология/технология
5. Рутери и шлюзове.
- Рутерите са устройства, които дават възможност за свързване на две независими мрежи, без значение на тяхната топология или типа на вътрешната им преносна среда, но работещи с едни и същи протоколи за обмен.
- Когато и протоколите за обмен са различни се използват “шлюзове”.
Тези типове устройства са “интелигентни”, тъй като притежават необходимите програмни средства за реализиране на своите функции.
Преносни среди
- В компютърните мрежи се използват различни типове преносни среди в зависимост от множество фактори : топология, разстояния за пренос на информацията, скорост на обмен, цена.
1. Симетрични кабели (усукана двойка).
Този тип кабели са добре познати от телефонните мрежи. Представляват два медни проводника, усукани по определен начин, за да се намали електро-магнитното взаимодействие. Скоростта на предаване е 10 – 100 МБита/сек.
Недостатъци: Ниска честотна лента; ниска надеждност (смущения, затихвания). При увеличаване на разстоянието скоростта започва силно да пада. Приложение – рядко за вътрешна преносна среда на компютърните мрежи
2. Коаксиален кабел.
Представлява меден проводник, на определено разстояние от който е разположен цилиндричен метален екран. Коаксиалният кабел има по-голяма надеждност отколкото усуканата двойка.
Той е предпочитан за мрежи тип Ethernet (шина), защото се избягва необходимостта от закупуване на хъб.
При разстояние над няколкостотин метра или при по-голям брой компютри в мрежата се инсталират усилватели и мостове.
При голям брой свързани с коаксиален кабел компютри, дори и на малки разстояния, надеждността на мрежата намалява.
3. Оптичен кабел.
Оптическият кабел е модерна, високоскоростна преносна среда.
Оптичното влакно “се изтегля ” от силиций (пясък) чрез екологично чиста технология.
Пренасянето на информацията се реализира през оптическо влакно (сърцевина), чийто коефициент на пречупване на светлината е по-голям отколкото този на обвивката.
В използваните сега кабели са разположени 8, 48, 88 или 96 влакна. Информацията по едно влакно се пренася еднопосочно.
Предимства:
- Оптическите кабели имат висока степен на надеждност – няма електро-магнитни влияния
- Широка честотна лента – значим обем на пренасяните данни
- Скорост на обмен е 300-500 МБит/сек, но в някои от тях достига до няколко ГБит/сек.
- Не се нуждаят от допълнителни усилватели на сигнала до няколко километра.
- Оптичните кабели могат да работят с инфрачервена светлина посредством мощни LED или лазерни излъчватели.
Приложение:
- Оптическите кабели се използват както в локалните, така в глобалните компютърни мрежи. Мрежите с “кръгова топология” в повечето случаи се изграждат с оптически кабел. Навлизането на оптическите кабели в комуникационните мрежи (транснационални и междуселищни) е предпоставка за използването им при бърз пренос на големи обеми от бази данни в компютърните мрежи.
4. Безжични среди и технологии
- Радиоканали за връзка – Поддържат скорости на предаване на данни 5.5 и 11 МБита/сек. Безжичното оборудване работи с вътрешната си антена в помещенията на една сграда, като разстоянието може да варира в зависимост от типа антени и конструкцията на сградата от 15 до 150 м. Проблеми, ограничения – технически (смущения), системи за сигурност.
- “Bluetooth” – мрежов стандарт за високоскоростна безжична комуникация базирана на радиовръзка. Използва се за покриване на малки разстояния между устройства в офиса, които нямат кабелна връзка помежду си – компютър, телефон, принтер, запаметяващо устройство. Приложение –безжично синхронизиране на работата на всички мобилни устройства с desktop компютър в офиса или в къщи.
- Микровълнов обхват – използва се за покриване на големи разстояния. Скоростта на обмен зависи от разстоянието, типа на антените, атмосферните условия (при сателитните антени достига 3-5 МБита/сек за разстояние от няколко десетки километра. Най-често към една сателитна система се включват няколко локални мрежи, които използват услуги от глобална компютърна мрежа.
- Инфрачервени технологии
При процесът на предаване на инфрачервена светлина се използва ефира като преносна среда.
Два вида инфрачервени технологии за тези цели:
- Директна – аналогична на светлинен импулс, разпространяващ се в една посока
- Дифузна – светлината се разпръсква във всички посоки.
При директните LAN мрежи се изисква пряка видимост между приемник и предавател – пренос на висок обем от данни на по-големи разстояния отколкото дифузните (от няколко десетки до няколкостотин метра).
Приложение – в урбанизирана среда, при което приемниците и предавателите са разположени на две високи сгради. Скоростта на пренос в такива случаи достига до 4 Гбита/сек при изгодни икономически условия. Основен недостатък на такъв тип мрежи е, че работата им силно зависи от природните условия – дъжд, мъгла и др.
- При дифузните LAN мрежи основната цел е разпространяване на сигналите в различни помещения, т.е в случаите когато няма пряка видимост. При разпръскването на светлината във всички посоки, много вероятно е тя да попадне на приемника. Тези мрежи работят на кратки разстояния.
- За ефективността и надеждността на инфрачервените технологии свидетелства факта, че има не малко реализирани компютърни мрежи на тази основа в области като финансии, медицина, държавна и обществена сигурност.
Интранет
Частни компютърни мрежи, използващи съвкупност от наети линии и маршрутизатори за пренасочване на пакетите с данни до потребителите. Този подход е бил прилаган за традиционни бизнес приложения.
Развитие: Предпоставки за развитието на Интранет:
- огромни възможности на хипертекста
- комерсиализация на Интернет – Еволюцията на IP-WAN мрежите в Интранети се улеснява от разработването на Web – базирани софтуерни инструменти. Софтуерните фирми – огромен интерес на бизнес компаниите към Web технологиите.