Сетевое оборудование. Беспроводные сети. Лекция 5

План
Сетевое оборудование.
Технология Wi-Fi
О проектном задании.

Сетевое оборудование
Это устройства, необходимые для создания, функционирования и эффективного распределения трафика компьютерной сети
Активное
Пассивное
Преобразует, направляет, обрабатывает сетевые пакеты
Только пропускает сетевые пакеты

Активное
Сетевые карты
Коммутаторы
Маршрутизаторы
Оптические преобразователи
Принт-серверы
Модемы
Устройства LAN-WAN, AP

Пассивное
Кабели и другие физические среды
Повторители
Разветвители
Делители
Концентраторы

Сетевые карты
сетевая карта, сетевой адаптер, Ethernet-адаптер, NIC (англ. network interface card) — периферийное устройство, позволяющее компьютеру взаимодействовать с другими устройствами сети.

Типы
внутренние — отдельные платы, вставляющиеся в ISA, PCI или PCI-E слот;
внешние, подключающиеся через LPT, USB или PCMCIA интерфейс, преимущественно использующиеся в ноутбуках;
встроенные в материнскую плату.

Разъёмы
8P8C (RJ-45) для витой пары;
BNC-коннектор для тонкого коаксиального кабеля;
15-контактный разъём AUI трансивера для толстого коаксиального кабеля.
оптический разъём (en:10BASE-FL и другие стандарты 10 Мбит Ethernet)

Параметры сетевого адаптера
номер линии запроса на аппаратное прерывание IRQ
номер канала прямого доступа к памяти DMA (если поддерживается)
базовый адрес ввода/вывода
базовый адрес памяти ОЗУ (если используется)
поддержка стандартов автосогласования дуплекса/полудуплекса, скорости
поддержка тегированных пакетов VLAN (802.1q) с возможностью фильтрации пакетов заданного VLAN ID
параметры WOL (Wake-on-LAN)
функция Auto-MDI/MDI-X автоматический выбор режима работы по прямой либо перекрестной обжимке витой пары

Повторители
Предназначен для увеличения расстояния сетевого соединения путём повторения электрического сигнала «один в один».
Бывают однопортовые повторители и многопортовые.
Многопортовые повторители называют концентраторами, или хабами.

Сетевой концентратор
сетевое устройство, предназначенное для объединения нескольких устройств Ethernet в общий сегмент сети.
Устройства подключаются при помощи витой пары, коаксиального кабеля или оптоволокна.
Термин концентратор (хаб) применим также к другим технологиям передачи данных: USB, FireWire

Характеристики хабов
Количество портов — разъёмов для подключения сетевых линий, обычно выпускаются концентраторы с 4, 5, 6, 8, 12, 16, 24 и 48 портами.
Скорость передачи данных — измеряется в Мбит/с, выпускаются концентраторы со скоростью 10, 100 и 1000.
Тип сетевого носителя — обычно это витая пара или оптоволокно, но существуют концентраторы и для других носителей, а также смешанные, например для витой пары и коаксиального кабеля.
Тип питания — концентраторы без внешнего питания называются "пассивными", с внешним питанием - "активными".

Сетевой мост
(от англ. bridge) — сетевое устройство канального уровня модели OSI, предназначенное для объединения сегментов (подсети) компьютерной сети разных топологий и архитектур.
В настоящее время мосты практически не используются.

Мост (bridge)
Делит разделяемую среду передачи сети на части, передавая информацию из одного сегмента в другой только в том случае, если такая передача действительно необходима

Особенности Моста
Используют аппаратные адреса компьютеров.
Достаточно упрощённо представляет деление сети на сегменты — «запоминает» порты.
Точной топологии связей между логическими сегментами мост «не знает».
Применение мостов приводит к значительным ограничениям на конфигурацию связей сети — сегменты должны быть соединены таким образом, чтобы в сети не образовывались замкнутые контуры.

Сетевой коммутатор
(от англ. switch — переключатель) — устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного или нескольких сегментов сети.
Работает на канальном уровне модели OSI, может только объединять узлы одной сети по их MAC-адресам.
Многопортовый мост.

Коммутатор (switch)
Коммутаторы — это мосты нового поколения, которые обрабатывают кадры в параллельном режиме.

Сетевой шлюз
(англ. gateway) — аппаратный маршрутизатор или программное обеспечение для сопряжения компьютерных сетей, использующих разные протоколы (например, локальной и глобальной).
Конвертирует протоколы одного типа физической среды в протоколы другой физической среды (сети).

Маршрутизатор
ро́утер (англ. router) — сетевое устройство, пересылающее пакеты данных между различными сегментами сети на основании информации о топологии сети и определённых правил, заданных администратором.
использует адрес получателя, указанный в пакетах данных, и определяет по таблице маршрутизации путь, по которому следует передать данные.

Точка доступа
Англ. acsess point - AP
устройство для объединения компьютеров в единую беспроводную сеть.
используются для предоставления доступа мобильным устройствам (ноутбуки, принтеры и т.д.) к стационарной локальной сети.

Принт-сервер
Позволяет подключать принтеры непосредственно к сети.
По сравнению с вариантом, когда принтер подключен к ПК напрямую, применение принт-серверов обеспечивает большую эффективность, производительность и возможность печати из разных операционных систем и с использованием разных протоколов.

Модем
Модулятор/демодулятор
Предназначены для обмена информацией между удаленными компьютерами по каналам связи
Наибольшее распространение в настоящее время получили ADSL-модемы, позволяющие передавать данные по кабельным сетям низких категорий (телефонные линии) на большие расстояния с большой скоростью.

СЕТИ WI-FI

История
Wi-Fi был создан в 1991 году NCR Corporation/AT&T (впоследствии — Lucent Technologies и Agere Systems) в Нидерландах.
Продукты, предназначавшиеся изначально для систем кассового обслуживания, были выведены на рынок под маркой WaveLAN и обеспечивали скорость передачи данных от 1 до 2 Мбит/с.
Создатель Wi-Fi — Вик Хейз (Vic Hayes)
Термин «Wi-Fi» изначально был придуман как «Wireless Fidelity» («беспроводная точность»)
На данный момент от такой формулировки отказались, и термин «Wi-Fi» никак не расшифровывается

Принцип работы
схема Wi-Fi сети содержит не менее одной точки доступа и не менее одного клиента.
возможно подключение двух клиентов в режиме точка-точка (Ad-hoc), когда точка доступа не используется, а клиенты соединяются посредством сетевых адаптеров «напрямую».

Стандарт Wi-Fi 802.11
Особенности
Wi-Fi (Wireless Fidelity), или стандарт 802.11,
используется для организации беспроводных компьютерных сетей и точек высокоскоростного доступа в Интернет.
Скорость передачи данных в сетях Wi-Fi до 54 Мбит/с.
Сети строятся на основе небольших базовых станций (точек доступа, или хот-спотов), присоединенных к сети фиксированной связи.
Радиус покрытия одной точки доступа достигает 100 м.
Применяется для создания локальных сетей внутри помещений

Способы построения сетей
По способу объединения точек доступа в единую систему можно выделить:
Автономные точки доступа (называются также самостоятельные, децентрализованные, «умные»)
Точки доступа, работающие под управлением контроллера (называются также «легковесные», централизованные)
Бесконтроллерные, но не автономные (управляемые без контроллера)

Способы построения сетей
По способу организации и управления радиоканалами можно выделить беспроводные локальные сети:
Со статическими настройками радиоканалов
С динамическими (адаптивными) настройками радиоканалов
Со «слоистой» или многослойной структурой радиоканалов

Преимущества Wi-Fi
Позволяет развернуть сеть без прокладки кабеля.
Позволяет иметь доступ к сети мобильным устройствам.
Wi-Fi устройства широко распространены на рынке. Гарантируется совместимость оборудования благодаря обязательной сертификации оборудования с логотипом Wi-Fi.
Излучение от Wi-Fi устройств в момент передачи данных на два порядка (в 100 раз) меньше, чем у сотового телефона.

Недостатки Wi-Fi
В диапазоне 2.4 GHz работает множество устройств, что ухудшает электромагнитную совместимость.
Частотный диапазон и эксплуатационные ограничения в различных странах неодинаковы.
Стандарт шифрования WEP может быть относительно легко взломан даже при правильной конфигурации (из-за слабой стойкости алгоритма).
Протокол шифрования данных WPA и WPA2, многие старые точки доступа не поддерживают его и требуют замены.
В режиме ad-hoc стандарт предписывает лишь реализовать скорость 11 Мбит/сек (802.11b). Шифрование WPA недоступно, только WEP.