Состав и характеристика сетевого оборудования ЛВС

Более сложные коммутаторы  позволяют управлять коммутацией  на сетевом (третьем) уровне модели OSI. Обычно их именуют соответственно, например «Layer 3 Switch» или сокращенно «L3 Switch». Управление коммутатором может осуществляться посредством Web-интерфейса, протокола SNMP, RMON и т. п.

Многие управляемые  коммутаторы позволяют настраивать  дополнительные функции: VLAN, QoS, агрегирование, зеркалирование.

Сложные коммутаторы  можно объединять в одно логическое устройство — стек — с целью  увеличения числа портов. Например, можно объединить 4 коммутатора с 24 портами и получить логический коммутатор с 90 ((4*24)-6=90) портами либо с 96 портами (если для стекирования используются специальные порты).

Пассивное оборудование:

Сетевой кабель.

Структурированная кабельная  система начинается с кабеля. Это  основная и наиболее протяженная  ее часть. В СКС применяется два  основных типа информационных кабелей: медные и оптоволоконные. К первому типу относятся используемый в телекоммуникации коаксиальный кабель, телефонный кабель и самый распространенный сетевой кабель – витая пара (UTP). Второй – это оптоволокно, наиболее совершенная на сегодняшний день среда передачи информации. Оптоволокно дороже, сложнее в монтаже, требует бережного обращения, но его впечатляющая пропускная способность и низкие потери с лихвой компенсируют эти недостатки. Соответственно, область применения оптического кабеля – это магистральные трассы, по которым передается большое количество данных. Витая пара проще, неприхотливее, и используется там, где нет смысла прокладывать оптоволокно.

Кабельные лотки.

Пластиковые (ПВХ) и металлические  лотки и короба защищают информационный кабель от повреждений, изломов, агрессивного воздействия внешней среды и доступа посторонних. На магистральных трассах и в технических помещениях в основном используются металлические лотки (оцинкованные, неоцинкованные или из нержавеющей стали.), ввиду их большой вместимости. Закрытые металлические лотки применяются также для защиты от внешних электромагнитных помех, так как они являются экраном. Лотки могут быть сетчатыми, перфорированными или цельными, закрытыми или открытыми – в зависимости от места, где они употребляются: улица, надпотолочное пространство, кабельная шахта и др.

Кабель - каналы.

Внутри помещений, там, где кабель необходимо подвести к  конечному пользователю, применяются  меньшие по размерам пластиковые  кабель -каналы (короба). Эстетически  они более привлекательны и хорошо вписываются в интерьер. Дизайн и цвет подбирается по вкусу, от стандартного глянцевого белого до любых современных расцветок и фактур. Такие свойства кабель - канала, как низкая цена, простота монтажа, быстрый доступ к кабелям и пожаробезопасность сделали его распространение повсеместным.

Розетки.

Конечная точка, к которой  подводится кабель-канал или скрытый  за стеной кабель – это сетевая  розетка. Розетка встраивается в  стену и надежно фиксирует  подключаемые к ней кабели. Стандартный разъем компьютерной розетки – под коннектор RJ 45 (8Р8С), телефонной – RJ 11 или RJ 12. Основная функция розетки – упорядочивать информационные кабели в помещении и обеспечивать надежное подключение патч-корда.

Патч - корд.

Патч-корд – это коммутационный кабель, соединяющий конечного пользователя с сетью, или использующийся для подключения активного сетевого оборудования. Тип патч-корда соответствует типу используемого кабеля: витой пары, телефонного или оптического. Требования к качеству его изготовления очень высоки. Для того чтобы самостоятельно обжать даже относительно простой патч-корд из витой пары, необходим профессиональный инструмент для зачистки кабеля и обжима коннекторов. Оптические же патч-корды гораздо сложнее. Поэтому правильнее использовать готовые заводские патч-корды. Они намного прочнее, переносят больше циклов переключений, для чего оснащены специальными «хвостовиками». «Хвостовики» позволяют выдергивать патч-корд из разъема без риска выдернуть сам кабель из коннектора, или нарушить какой-либо контакт (как это может случиться с самодельными аналогами). Подробнее прочитать о том, почему заводской патч-корд лучше самодельного, можно здесь.

Коннекторы.

Разъемы, находящиеся  на концах патч-корда, называются коннекторами. Коннектор RJ 45, стандарт витой пары (UTP), обжимается согласно цветовой схеме (иногда она называется «распиновкой»). Для его подключения в основном используется прямая, реже – обратная схема обжима. К стандартным оптическим коннекторам относят следующие типы: ST, SC, LC, FC и FDDI. Они монтируются на концы оптического кабеля методом химической сварки, либо механической фиксации. Для подключения тонкого коаксиального кабеля используются в основном ВNС-коннекторы. Они либо припаиваются, либо обжимаются на конце кабеля. Основные разновидности коаксиальных коннекторов: Т-образный, соединяющий сетевой кабель с сетевой платой; баррел-коннектор применяющийся для сращивания двух отрезков кабеля; и терминатор (заглушка), устанавливающаяся на концах кабеля.

Патч-панель.

Коммутационная патч-панель – это неотъемлемый элемент СКС, упорядочивающий ее и облегчающий обслуживание. Патч-панели объединяют все кабели, идущие от рабочих мест, которые затем подключаются к портам активного сетевого оборудования. Коммутация осуществляется патч-кордами. Патч-панель позволяет легко поменять определенные кабели, не задевая проходящих рядом линий. Достаточно просто переключить один или несколько патч-кордов на панели. Стандартная коммутационная панель имеет 12, или кратное 12ти количество разъемов (портов) и монтируется в 19-дюймовую стойку, но бывают и настенные панели. Монтаж кабеля и расшивка патч-панели производится с помощью обжимного инструмента.

Обжимной инструмент.

Невозможно заниматься профессиональным монтажом, не имея профессионального  инструмента. Сюда входят: нож для зачистки витой пары (UTP)от оболочки, клещи для обжима коннекторов (кримпер), а также тестер – оборудование для проверки, с помощью которого обжатая витая пара проверяется на работоспособность, или устанавливается причина неисправности. Надежно обжатая витая пара, в итоге, дает соединение без потерь, что положительно сказываются на работоспособности всей системы [12, С.458].

2.3 Модели OSI

Каждый из уровней OSI отвечает за выполнение определенных действий по подготовке информации к передаче по сети. Эти семь уровней иногда называют стеком протоколов (protocol stack), поскольку каждый из них основан на предыдущем. Уровни могут взаимодействовать только со своими непосредственными соседями по стеку. Предоставление услуг вышележащему и доступ к нижележащему уровню осуществляются через четко определенные интерфейсы.

Самый нижний уровень  относится к физическому оборудованию и имеет дело с электрическими сигналами, тогда как самый верхний  обеспечивает взаимодействие с прикладными  программами. Обычно говорят, что модель OSI определяет последовательные уровни абстракции, поскольку каждый следующий уровень все дальше отходит от физического оборудования и все более ориентируется на конечного пользователя. В таблице 1.3 перечислены все семь уровней и даны их краткие описания. Уровни пронумерованы, чтобы на них было проще ссылаться в дальнейшем.

Теперь, когда у вас  есть общее представление о каждом уровне, рассмотрим их немного подробнее. Независимо от того, в каком порядке  рассматривать эти уровни — начиная с седьмого или с первого, их функции остаются одинаковыми. Поскольку вам и вашим пользователям чаще всего приходится взаимодействовать с прикладным уровнем, начнем именно с него [2, С.248].

Уровень 7: прикладной

Прикладной уровень  обеспечивает приложениям доступ к сети и обслуживает пользователей. Именно здесь располагается код прикладных программ и сетевых операционных систем. Приложения могут быть самыми разнообразными - для буферизации печати, работы с электронной почтой (например, Microsoft Outlook или Outlook Express), передачи файлов, доступа к базам данных (SQJL*Net или Net8, взаимодействующие с базой данных Oracle) или ведения бухгалтерского учета. Некоторые из них — например, те, что предназначены для передачи файлов,— хотя и работают на прикладном уровне, но в действительности выполняют функции более низкого уровня. Их можно сравнить с менеджером, который самостоятельно вводит данные в таблицы, поскольку работа должна быть выполнена, а рядом нет никого, кому можно было бы поручить это дело.

Этот уровень позволяет  совместно использовать принтеры и  файлы, а также работать со службами каталогов — например службой  именования доменов, о которой говорилось ранее. Каждое приложение, работающее в сети, использует определенные протоколы  прикладного уровня. Например, приложение для работы с электронной почтой реализует спецификацию обработки сообщений Х.400, а служба каталогов — спецификацию Х.500. Многие из этих протоколов, скажем, Systems Application Architecture (SAA) фирмы IBM, появились относительно недавно. Протоколы и стандарты, используемые Oracle, будут рассмотрены в главе 2.

Уровень 6: представления  данных

Если бы вы читали этот текст с экрана компьютера, то заголовок  раздела был бы выделен полужирным шрифтом. Теперь предположим, что вы видите на экране мигающие символы, или формы для ввода данных, или графики. Во всех случаях вы взаимодействуете с уровнем представления данных.

Основная задача уровня представления данных — обеспечить правильное форматирование информации, чтобы конечный продукт выглядел так, как это было задумано программистом. На этом уровне "живут" графические форматы и наборы символов. В большинстве современных компьютеров используется американский стандартный код для обмена информацией (American Standard Code for Information Interchange, ASCII), хотя в некоторых (в частности, мэйнфреймах IBM) все еще применяется расширенный двоично-кодированный десятичный код информационного обмена (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code, EBCDIC). Код ASCII позволяет представить до 256 символов с помощью 7 или 8 битов. В коде EBCDIC всегда используются 8 битов, представляющих те же 256 символов. Однако в ASCII буква а нижнего регистра кодируется десятичным числом 97, а в EBD1C — числом 129. Есть разница, не правда ли? Примером протокола, в котором реализованы функции уровня представления данных, является протокол передачи гипертекста (Hypertext Transfer Protocol, HTTP), используемый для форматирования информации на Web-сайтах. Именно уровень представления данных отвечает за согласование форматов, используемых разными компьютерами. Помимо этого, в его обязанности входит шифрование и сжатие данных, а также управление выводом на принтеры, плоттеры и другие периферийные устройства.

Уровень 5: сеансовый

Предположим, что на наших  компьютерах установлена служба моментальной доставки сообщений, и я хочу начать с вами диалог. Как мне это сделать? Разумеется, сначала я должна привлечь ваше внимание. Возможно, перед отправкой сообщения мне потребуется ввести пароль. После установления соединения мы будем общаться до тех пор, пока один из нас не решит прекратить диалог. Этот сценарий предполагает, что в нашем распоряжении есть механизм, обеспечивающий бесперебойное ведение диалога.

Сеансовый уровень позволяет  устанавливать сеансы связи между  двумя сторонами, известными под названием прикладных сущностей (application entity, AE). Установив соединение, сеансовый уровень решает все вопросы, связанные с безопасностью, а затем контролирует и синхронизирует потоки данных, определяя, кто, когда и в течение какого времени должен вести передачу. После завершения диалога он должен обеспечить успешное разъединение сторон. Кроме того, сеансовый уровень отвечает за распознавание имен, регистрацию, администрирование и тому подобные функции.

Примером протокола  сеансового уровня является расширенный пользовательский интерфейс NetBIOS (NetBIOS Extended User Interface, NetBEUI), используемый в сетях Microsoft. (NetBIOS — это интерфейс прикладного программирования, позволяющий приложениям запрашивать сеансовые соединения.) Однако NetBIOS, как и другой аналогичный протокол, Named Pipes, часто выполняет функции и сеансового, и транспортного уровней. Похоже, что не существует такого протокола, который можно было бы отнести исключительно к сеансовому уровню.

Уровень 4: транспортный

Транспортный уровень  во многом дублирует расположенный  ниже сетевой уровень, однако в отличие  от него действует локально. Если сеть станет недоступна, транспортный уровень  будет искать другой маршрут, по которому можно послать данные. Он может  хранить данные, пока соединение не будет восстановлено. Именно транспортный уровень обеспечивает контроль за тем, чтобы данные были приняты полностью и в правильной последовательности. Этот уровень "вскрывает" каждый пакет, чтобы убедиться в отсутствии искажений.

При передаче между более  высокими уровнями массивы данных сохраняют  ту длину, которую они имели в  момент создания. Когда дело доходит  до транспортного уровня, данные разбиваются  на пакеты одинакового размера с  учетом требований сетевого уровня. Приняв все пакеты, транспортный уровень собирает из них исходный массив информации. Чтобы можно было восстановить правильную последовательность пакетов в случае их неупорядоченного прибытия, уровень нумерует каждый из них. Еще одна задача этого уровня — информирование компьютера-отправителя о безошибочном приеме сообщения.

В процессе передачи принимающий  компьютер использует для упорядочения сообщения временную область  хранения, называемую кадра (frame buffer). Если этот буфер заполняется, транспортный уровень принимающей машины уведомляет передающую машину о необходимости приостановить передачу. В тех случаях, когда используется мультиплексирование сообщений или сеансов, контроль за выполнением этих операций также осуществляется транспортным уровнем. Транспортный уровень выступает в качестве посредника между вышележащими уровнями, ориентированными на использование в приложениях, и нижележащими уровнями, связанными с сетью и сетевым оборудованием.