ФІЗИЧНА ТА ЛОГІЧНА СТРУКТУРИЗАЦІЯ МЕРЕЖ
Фізична структуризація мереж.
Найпростіший з комунікаційних пристроїв – повторювач (repeator) – використовується для фізичного з'єднання різноманітних сегментів кабелю локальної мережі з метою збільшення загальної довжини мережі. Повторювач передає сигнали, що приходять з одного сегмента мережі, в інші її сегменти. Повторювач дозволяє перебороти обмеження на довжину ліній зв'язку за рахунок поліпшення якості переданого сигналу – відновлення його потужності й амплітуди, поліпшення фронтів.
Повторювач, що має декілька портів і з'єднує декілька фізичних сегментів, часто називають концентратором (concentrator) або хабом (hub). Ці назви (hub – основа, центр діяльності) відбивають той факт, що в даному пристрої зосереджуються всі зв'язки між сегментами мережі. Концентратори характерні практично для всіх базових технологій локальних мереж – Ethernet, ArcNet, Token Ring, FDDI, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, 100VG-AnyLAN.
Концентратори різних технологій:
В роботі концентраторів будь-яких технологій багато спільного – вони повторюють сигнали, що прийшли від одного зі своїх портів, на інших своїх портах. Різниця полягає в тому, на яких саме портах повторюються вхідні сигнали. Так, концентратор Ethernet повторює вхідні сигнали на усіх своїх портах, крім того, із якого сигнали надходять (Мал. а). А концентратор Token Ring (Мал. б) повторює вхідні сигнали, що надходять із деякого порту, тільки на одному порту – на тому, до якого підключений наступний комп'ютер у кільці.
Концентратор завжди змінює фізичну топологію мережі, але при цьому лишає без зміни її логічну топологію. У багатьох випадках фізична і логічна топології мережі збігаються.
Приклад неспівпадання фізичної і логічної топології:
Фізична структуризація мережі за допомогою концентраторів корисна не тільки для збільшення відстані між вузлами мережі, але і для підвищення її надійності. Наприклад, якщо якийсь комп'ютер мережі Ethernet із фізичною загальною шиною через збій починає безперервно передавати дані кабелем, то вся мережа виходить із ладу, і для вирішення цієї проблеми залишається тільки один вихід – вручну від’єднати мережевий адаптер цього комп'ютера від кабелю. У мережі Ethernet, побудованій з використанням концентратора, ця проблема може бути вирішена автоматично – концентратор відключає свій порт, якщо виявляє, що приєднаний до нього вузол занадто довго монопольно займає мережу. Концентратор може блокувати вузол, що працює некоректно, і в інших випадках, виконуючи роль керуючого вузла.
Логічна структуризація мереж.
Логічна структуризація мережі – це процес розбивки мережі на сегменти з локалізованим трафіком.Для логічної структуризації мережі використовуються такі комунікаційні пристрої, як мости, комутатори, маршрутизатори і шлюзи.
Міст (bridge) поділяє розподілене середовище передачі даних на частини, передаючи інформацію з одного сегмента в інший тільки у тому випадку, коли така передача дійсно необхідна, тобто якщо адреса комп'ютера призначення належить іншій підмережі. Тим самим міст ізолює трафік однієї підмережі від трафіка іншої, підвищуючи загальну продуктивність передачі даних у мережі. Локалізація трафіка не тільки заощаджує пропускну здатність, але і зменшує можливість несанкціонованого доступу до даних, тому що кадри не виходять за межі свого сегмента і їх складніше перехопити зловмиснику.
Комутатор (switch) за принципом опрацювання кадрів нічим не відрізняється від моста. Основна його відмінність від моста полягає в тому, що кожен його порт оснащений спеціалізованим процесором, що опрацьовує кадри за алгоритмом моста незалежно від процесорів інших портів. За рахунок цього загальна продуктивність комутатора набагато вище продуктивності традиційного моста, що має один процесорний блок. Комутатори – це мости нового покоління, що опрацьовують кадри в паралельному режимі.
Маршрутизатор - комунікаційний пристрій, що утворює логічні сегменти за допомогою явної адресації, оскільки використовує не плоскі апаратні, а складові числові адреси. У цих адресах є поле номера мережі, так що всі комп'ютери, у яких значення цього поля однакове, належать до одного сегменту.Крім локалізації трафіка, маршрутизатори працюють в мережі з замкнутими контурами, при цьому здійснюючи вибір найбільш раціонального маршруту з декількох можливих.Іншою дуже важливою функцією маршрутизаторів є їх спроможність зв'язувати в єдину мережу підмережі, побудовані з використанням різних мережевих технологій, наприклад Ethernet і Х.25.
Основною причиною, через яку в мережі використовують шлюз, є необхідність об'єднати мережі з різними типами системного і прикладного програмного забезпечення, а локалізацію трафіка шлюз забезпечує в якості деякого побічного ефекту.
Значні мережі практично ніколи не будуються без логічної структуризації. Для окремих сегментів і підмереж характерні типові однорідні топології базових технологій, і для їх об'єднання завжди використовується обладнання, що забезпечує локалізацію трафіка, – мости, комутатори, маршрутизатори і шлюзи.
