KОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ

Компьютерные сети обычно подразделяются на три категории: локальные (LAN), корпоративных(LAN и WAN) и глобальные (WAN). В данной главе основное внимание уделяется LAN, потому что большинство компаний начинают с установки локальных сетей, а уже затем постепенно переходят к корпоративным и глобальным.
Сначала может показаться, что концепция сети трудна для понимания. Просто, у большинства людей не было случая ознакомиться с сетевой терминологией. Многие уже способны рассуждать о типах персональных компьютеров, необходимых для дома или для бизнеса, о том, сколько памяти должна иметь система, о быстродействии модема и так далее. Однако большинство людей пользуются компьютерными сетями, не задумываясь о том, как функционирует сеть. Компьютерные сети, в некотором смысле, работают подобно телефонным линиям - с помощью коммутаторов и центральных станций управления трафиком, делающими возможным соединения между телефонами. Как вы не знаете происходящего "за кулисами" во время телефонного звонка, точно так же вам, по-видимому, неизвестно об операциях, выполняемых для вас сетью.
Цель этой главы состоит в том, чтобы ознакомить обучаемого с вопросами организации сети, чтобы вы могли лучше использовать возможности представляемые компьютерной сетью. Разобравшись с представленными в этой главе концепциями, вы сможете читать и понимать информацию о широком диапазоне сетевых продуктов. Прочитав эту главу, вы усвоите следующие основные понятия:
 

• Компьютерная сеть состоит из двух или более соединенных компьютеров.
• Разработчики сетей конфигурируют компьютерные сети с различными топологиями, типа конфигураций звезды или шины.
• В компьютерных сетях используются повторители, мосты, маршрутизаторы и шлюзы для надежной и эффективной передачи данных между компьютерами.
• Сети состоят из аппаратных и программных уровней. Для выполнения своих конкретных задач каждый уровень пользуется нижестоящим уровнем.
• Сетевая модель ISO/OSI (Международная организация по стандартизации/ Взаимодействие открытых систем) описывает сети как функциональные уровни.

  СОЗДАНИЕ ЛОКАЛЬНОЙ КОМПЬЮТЕРНОЙ СЕТИ

Вам уже известно, что компьютерная сеть состоит из двух или более компьютеров, соединенных друг с другом посредством кабелей и других сетевых устройств, используемых для передачи потока данных. Соединяя компьютеры вместе, вы создаете сеть. Если затем соединить одну сеть с другой, то будет сформирована мегасеть, или Internet. Internet, о которой вы слышите практически каждый день самая большая мегасеть в мире. Вы можете создавать различные сети в рамках вашей организации (например, сеть НИЧ и сеть центра информационных технологий), которые будут иметь структуру, подобную Internet. Если впоследствии соединить эти сети, то получится внутренняя мегасеть.
Сетевая технология позволяет сотрудникам использовать ресурсы, находящиеся на компьютерах в различных сетях, не разбираясь в различиях технологии реализации каждой из этих сетей.

При создании сети вам прежде всего следует определить конфигурацию. Выбор специфической конфигурации сети будет зависеть от ваших ближайших и долгосрочных потребностей. Следует определить различные приложения, для которых вы будете использовать свою сеть. Затем надо решить - какая сеть нужна: глобальная или локальная. Вам также потребуется определить, сколько компьютеров будет соединено с сетью, сколько вы можете потратить на установку сети, каков необходимый уровень сетевой эффективности и безопасности.
Выбрать сетевую топологию, определяющую способ физического соединения компьютеров. Затем выбирается сетевое оборудование, с помощью которого будет реализована эта сетевая топология. Выбрать сетевую операционную систему, аппаратное и программное обеспечение сервера и клиента, которые можно использовать для построения компьютерной сети. Выбрать сетевую топологию.

  СЕТЕВЫЕ ТОПОЛОГИИ

Для формирования сети можно соединять компьютеры различными способами. Конфигурация физического подключения компьютеров в сети называется сетевой топологией. Разобравшись с общими типами сетевой топологии, будет проще сравнивать различные способы соединения компьютеров. Каждый из трех наиболее распространенных типов топологий звезда, кольцо и шина - имеет свои сильные и слабые стороны. Очень важно с самого начала выбрать правильную топологию для корпоративной сети, потому что ее изменение на более поздних этапах это трудное и дорогостоящее мероприятие. Понимая сетевую топологию, гораздо легче решить, как спланировать развертывание интранет, чтобы впоследствии сеть можно было легко расширять.

  ТОПОЛОГИЯ СЕТИ ТИПА "ШИНА"

Шинная топология вероятно, самая простая сетевая структура. В ней для передачи используется одна среда, называемая шиной. Шинная топология иногда также называется цепочкой, потому что она цепочкой соединяет компьютеры вместе. Каждый компьютер, подключенный к шине, имеет уникальный адрес, идентифицирующий его в сети. Вы можете представить себе сетевые адреса подобно номерам телефона. Ваш номер идентифицирует ваш телефон в сети. Подобным способом адрес компьютера на шине отличает этот компьютер от всех других. Рисунок 1 иллюстрирует компьютерную сеть, использующую шинную топологию.

В шинной топологии можно соединять компьютеры с помощью коаксиального кабеля, подобного кабелю для подключения телевизора к выводу кабельного телевидения. Для соединения компьютеров часто используется коаксиальный кабель RG-58 A/U. Он имеет превосходные электрические свойства. В большинстве случаев коаксиальный кабель это не один сплошной длинный провод, а множество коротких отрезков, концы которых связаны между собой посредством тройниковых соединителей (Т-коннектор). Последние, кроме того, позволяют линии ответвляться в сторону для подключения к сети других компьютеров.
Вы должны использовать специальные аппаратные средства для установления на обоих концах коаксиального кабеля оконечных нагрузок. Это делается для того, чтобы сигнал, доходя до одного конца шины, не отражался от него и не начинал двигаться в обратном направлении, к другому концу кабеля, как бы в результате повторной передачи данных. Как показано на рисунке 1, оконечная нагрузка (терминатор) шины поглощает сигналы в конце шины и предотвращает обратное движение сигнала.
По мере того как данные передаются по кабелю шины, каждый компьютер проверяет их, определяя, кому адресована информация. После проверки данных (основываясь на определенных сетевым протоколом правилах) компьютер либо принимает данные, если они посланы ему, либо игнорирует их, если они предназначены другому компьютеру. Если компьютеры расположены близко друг к другу, то организация сети с шинной топологией недорога и проста. Для создания компьютерной сети на базе шинной топологии, вам надо просто проложить кабель от одного компьютера к другому и так далее, а затем установить на обоих концах оконечные нагрузки.
Проблема шинной топологии состоит в том, что при разрыве в любой точке кабеля не только компьютеры на одной стороне разрыва потеряют контакт с другой стороной, но и каждая сторона потеряет одну из оконечных нагрузок. Потеря оконечной нагрузки вызовет отражение сигналов и повреждение находящихся на шине данных. Это не единственная опасность: если сетевая карта одного из компьютеров выйдет из строя и начнет передавать на шину зашумленные сигналы, тo они могут вызывать неправильное функционирование всей сети.
Шинная топология также накладывает ограничение на число компьютеров, подключаемых к сети. Причина в том, что при продвижении по кабелю сигнал ослабляется. Если вы хотите подключить большее число компьютеров к сети, необходимо использовать специальное сетевое оборудование, называемое повторителем (репитером), усиливающее сигнал на определенных участках шины. Позже в этой главе будет подробнее рассказываться о повторителях и другом сетевом оборудовании. Так как сеть с шинной топологией использует минимальное количество кабеля и специальных аппаратных средств, она недорога и относительно проста в установке.

  ТОПОЛОГИЯ СЕТИ ТИПА "ЗВЕЗДА"

В топологии типа "звезда" сетевые компьютеры соединяются с центральной системой, называемой ядром или концентратором, как показано на рисунке 2.

При звездообразной топологии пакеты данных передаются от каждого узла центральному концентратору. Концентратор, в свою очередь, пересылает пакеты адресату. Концентратор обычно обеспечивает от 8 до 48 входов, что определяет число компьютеров, которые к нему можно подключить.
Каждый компьютер в сети называется узлом. Узел может быть клиентом, сервером или и тем, и другим. В системе с концентратором между компьютерами нет прямых соединений. Вместо этого они все объединены друг с другом через концентратор (каждый с помощью одного кабеля). В зависимости от числа компьютеров, которые надо подсоединить с использованием звездообразной топологии, вам может потребоваться несколько концентраторов. Рисунок 3 иллюстрирует компьютерную сеть с двумя концентраторами.

Так как каждый компьютер соединяется с концентратором с помощью одиночного кабеля, при звездообразной топологии расходуется больше кабеля, чем при шинной. При топологии типа "звезда" концентратор представляет собой дополнительную статью расходов, не существующую при шинной топологии. В звездообразной топологии можно использовать либо неэкранированный кабель типа витой пары (UTP), либо экранированную витую пару (STP). Неэкранированный и экранированный кабели типа "витая пара" похожи (хотя и несколько толще) на кабели, соединяющие ваш домашний телефон с пластмассовым гнездом на стене. Цена экранированного кабеля приблизительно в два раза выше, чем неэкранированного. Для сокращения расходов многие разработчики сетей используют в звездообразной топологии неэкранированную витую пару. Однако, если расстояние (длина линии) от концентратора до каждого узла превышает 110 метров, необходимо использовать более дорогую экранированную витую пару. Экранированный кабель необходим при наличии высоких уровней электромагнитных (EMI) или радиочастотных (RFI) помех.

Так как плюсы сетей со звездообразной топологией часто перевешивают более высокие расходы, связанные с концентратором и дополнительными кабелями, звездообразная топология становится выбором де-факто среди разработчиков сетей. Главное преимущество ее заключается в том, что нарушение соединения между любым компьютером и концентратором не влияет на любой другой узел сети каждый из них имеет собственное соединение с концентратором. Кроме того, так как каждый пакет данных должен проходить через концентратор, можно использовать специальные концентраторы для контроля состояния всех подключенных узлов. Используя специальное программное обеспечение, можно производить динамические изменения в способе подключения каждого узла к концентратору, увеличивая таким образом надежность сети. Недостаток звездообразной топологии заключается в том, что при выходе из строя центрального концентратора вся сеть перестает работать.

  Топология СЕТИ ТИПА "кольцо"

При кольцевой топологии сеть не имеет конечного пункта в соединении. Это означает, что сеть формирует непрерывное (но обязательно круговое) кольцо, по которому данные переходят от одного узла к другому. На рисунке 4 показана компьютерная сеть, основанная на кольцевой топологии. При кольцевой топологии можно начать движение из любой точки сети и в конечном счете вернуться в стартовую точку, потому что данные здесь перемешаются только в одном направлении. В этом случае сеть передает данные от узла к узлу по кольцу. Каждый узел принимает сигнал данных, анализирует информацию и, если сообщение адресовано другому узлу, передает его к следующему узлу по кольцу. Используя кольцевую топологию, можно подсоединить к сети большее количество узлов, чем при использовании других топологий. Это происходит из-за того, что при просмотре данных каждым узлом происходят очистка и усиление данных, а затем отправка их следующему компьютеру. Следовательно, потери сигнала меньше, чем при топологии типа "звезда" или "шина".
Для создания сетей, охватывающих большое географическое пространство, на котором затруднено использование звездообразной топологии, разработчики сетей часто используют кольцевую топологию. В отличие от звезды, кольцевая топология требует наличия непрерывного соединения между всеми сетевыми компьютерами. Разрыв в любом месте кольца вызовет прекращение работы всей сети. В качестве меры предотвращения такого сбоя иногда используют внедрение резервного кабеля для передачи данных. Еще одна слабая черта кольцевой топологии заключается в том, что из-за прохождения данных через каждый компьютер сети, пользователи могут просматривать данные, циркулирующие по кольцу.

  ВЫБОР ПРАВИЛЬНОЙ ТОПОЛОГИИ СЕТИ

Как уже отмечалось, правильный выбор топологии сети очень важен. Сетевая топология это основа вашей сети, ее непросто изменить после того, как сеть уже сформирована. Важно оценить количество узлов, которое необходимо сегодня и которое потребуется в ближайший период от двух до пяти лет. Стоимость внедрения любой сетевой топологии зависит от стоимости платы сетевого интерфейса. Плата сетевого интерфейса это специальная дополнительная плата, устанавливаемая в компьютер и соединяющая его с сетью. Она нужна для каждого узла. В таблице 1 обобщаются характеристики трех сетевых топологий.

Особенности	Шина	Звезда	Кольцо
Типичные затраты	Низкие	Средние	Высокие
Доступность компонентов	Хорошая	Отличная	Хорошая
Надежность	Хорошая	Оличная	Отличная
Возможность охвата большой области	Слабая	Хорошая	Отличная
Простота поиска неисправностей	Затруднено	Отлично	Хорошо
Легкость перемещения узла	Затруднено	Хорошо	Хорошо
Пропускная способность узла	Низкая	Средняя	Высока

Как говорилось в предыдущих главах, следует также подобрать правильный тип соединительных кабелей для вашей сети. В сетях с шинной топологией обычно используется коаксиальный кабель типа RG-58 A/U. Для "звездных" сетей следует использовать экранированную или неэкранированную витую пару 5-й категории. Иногда кабель 5-й категории обозначают как Cat 5, характеризуя способность кабеля противостоять помехам и его передающие свойства. Если вы хотите создать сеть со звездообразной топологией, то вам надо использовать кабель по крайней мере 5-й категории. Любая категория ниже 5-й может повлиять на целостность данных, особенно при повышенных скоростях передачи.
Качество ядра (или концентратора) при звездообразной топологии также влияет на общую надежность сети. концентраторы являются основными компонентами сетей со звездообразной топологией. Пока концентратор функционирует, звездообразная топология имеет несколько преимуществ перед кольцевой или шинной. Когда же он отказывает, стоимость решения проблемы может оказаться существенной (и в смысле времени, и в смысле денег).
Короче говоря, звездообразная топология это наиболее широко используемая топология сети. Как уже отмечалось, первый этап установки звезды потребует расхода большего количества кабеля и обойдется дороже, чем для шины или кольца. Однако это более надежная топология, которой вы можете управлять с центрального пункта, а кроме того, просто и эффективно изменять узлы по мере необходимости.

  СЕТЕВЫЕ ТОПОЛОГИИ И СЕТЕВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Теперь вы уже знаете об основных различиях между тремя типами сетевой топологии: шины, звезды и кольца. Многие используют термин "топология", имея в виду конкретную сетевую технологию. Две самых популярных сетевых технологии - это Ethernet и IBM Token Ring. Их также часто называют архитектурой сети. Они определяют некоторые правила того, как компьютеры обмениваются данными по сети.
В 1973 году группа исследователей из Исследовательского центра Xerox PaloAlto Research Center (PARC) во главе с Бобом Меткалфом разработала технологию Ethernet. Вы можете сконфигурировать сеть Ethernet либо с топологией звезда, либо шина. Обычно если в качестве передающей среды используется коаксиальный кабель, то сеть конфигурируется в виде шины. Если же в качестве передающей среды используется витая пара, то обычно применяется звездообразная топология.
В сети Ethernet, прежде чем начать передачу данных, каждый узел проверяет сетевой график на шине. Если один узел видит, что другой ведет передачу данных, то он ждет, пока эта передача закончится, и только после этого начинает передавать свои данные. Несмотря на правила передачи данных часто случается так, что два узла пытаются делать это одновременно. Тогда возникает столкновение данных, в результате чего информация теряется. В этом случае система обнаружения столкновений Ethernet требует, чтобы узлы прекратили передачу информации, и каждый из них ожидает некоторое время, прежде чем снова попробовать передать свои данные.
Сеть IBM Token Ring - это интересная смесь топологий. Как видно из названия, IBM разработала технологию "эстафетного кольца", являющуюся гибридной смесью звездообразной и кольцевой топологий. В ней используется звездообразная технология совместно с устройством фирмы IBM, называемым Multistation Access Unit (многостанционный блок доступа - MAU), в качестве центрального концентратора. Однако в сетях IBM Token Ring используется и кольцевая топология. Каждый компьютер в сети соединяется с концентратором при помощи двух кабелей. Компьютер передает данные концентратору по одной линии и принимает их по другой. Следовательно, сеть IBM Token Ring формирует непрерывное кольцо в форме звезды.
Технология IBM Token Ring решает проблему столкновения данных, возникающую при использовании сетевой технологии Ethernet, требуя, чтобы узлы получали разрешение от сети прежде, чем они смогут начать передачу данных. Чтобы получить разрешение на передачу, узел должен захватить специальный пакет данных, называемый маркером. Представьте себе маркер как разрешающий пропуск. Если маркер не используется никакими узлами на сети, то он свободен и узел может захватить его, а затем использовать для передачи данных. Один разрешающий маркер непрерывно перемещается по кольцу в одном направлении, ожидая, пока какой-нибудь узел не воспользуется им. Так как имеется только один маркер, то лишь один узел может передавать данные в определенный момент времени, что позволяет устранить столкновения.

  СОЕДИНЕНИЕ ДВУХ ИЛИ БОЛЕЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ

Подобно Internet, вы можете объединить несколько компьютерных сетей в вашей компании, чтобы создать мегасеть. Для таких мегасетей не характерна какая-то специфическая топология типа звезды или кольца или технология типа Ethernet или IBM Token Ring.
Чтобы соединить различные компьютерные сети (создать мегасеть), используются специальные сетевые устройства, называемые повторителями, мостами, маршрутизаторами и шлюзами. При использовании этих сетевых устройств можно увеличить число подключений внутри локальной сети или создать глобальную сеть.

  ОСЛАБЛЕНИЕ СИГНАЛА

По мере прохождения сигналов по сети (кабелям и проводам), они ослабляются. Представьте себе, что произойдет, если бросить камешек в воду. Вы заметите, что круги волн становятся меньше по мере удаления от места падения камешка. В сети и других средах передачи электронного сигнала, типа платы в компьютере, сигналы становятся слабее и теряют свои характеристики по мере продвижения от соединителя к соединителю или от одного сетевого устройства к другому. Инженеры называют такое ослабление сигналов затуханием. Для усиления сигнала в сети используют специальные сетевые устройства - повторители.

  ПОВТОРИТЕЛИ

Эти устройства применяются для соединения двух сегментов сети. Как видно из названия, повторитель копирует или повторяет принимаемые сигналы. Кроме Того, он усиливает и восстанавливает характеристики сигналов, прежде чем передавать их дальше. Таким образом повторитель увеличивает амплитуду сигнала, не влияя на его частоту, а также позволяет увеличивать расстояние между смежными компьютерами в сети.
Длинные сети могут содержать много повторителей. В сетях Ethernet эти устройства часто используются для увеличения длины кабеля шины в пределах локальной сети. Компании типа Lantronix выпускают серию многопортовых повторителей Ethernet для различных сетевых конфигураций.

  СЕТЕВАЯ СРЕДА

Разработчики сетей часто используют повторители для усиления сигнала в тонком коаксиальном кабеле Ethernet. Для построения сети Ethernet можно применять четыре различных типа кабеля: тонкий коаксиальный, толстый коаксиальный, неэкранированную витую пару и волоконно-оптический кабель. Тонкий коаксиальный кабель называют еще 10BASE2 Ethernet. Этот тип кабеля дешевле, чем толстый. 10BASE2 используется для дешевых сетевых топологий, таких как шинная. При использовании кабеля 10BASE2 необходимо ставить повторитель через каждые 190 метров.
В качестве магистрали Ethernet (главного кабеля, к которому подключаются тонкие кабели, соединяющие PC с сетью) часто используется толстый кабель, который также часто называется магистральным кабелем Ethernet 10BASE5. Кабели 10BASE5 могут быть длиной до 500 метров, к ним можно подключать до 100 узлов. Сетевые магистрали часто имеют шинную топологию. Для предотвращения взаимного воздействия сигналов смежных узлов требуется поддерживать между ними расстояние не менее трех метров.
Как уже говорилось, кабели витой пары подобны используемым для подсоединения телефона к гнезду на стене. Они имеют различные скорости передачи.Неэкранированная витая пара часто называется средой 10BASE-T. Например, витая пара уровня 5 может передавать данные со скоростью 100 Мбит в секунду (100 Мбит/с).
Самой дорогой сетевой средой из всех четырех является волоконно-оптический кабель. Он используется для соединения офисов, расположенных друг от друга на расстоянии до двух километров. Волоконно-оптический кабель также хорошо применять там, где есть сильные электромагнитные помехи.

  ИСПОЛЬЗОВАНИЕ MОCTOB ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ СЕТЕЙ

Если у вас есть две отдельные компьютерные сети, использующие одинаковую технологию (типа двух сетей Ethernet), и их необходимо соединить, то можно использовать сетевой мост. Мост - больше чем просто повторитель. Основная его функция - поддерживать сетевой трафик на одной стороне сети. Например, представьте мост, соединяющий две сети: Левую и Правую. Когда мост получает пакет из Левой сети, он сравнивает адрес получателя пакета с адресом узла на левой стороне. Если адрес получателя пакета находится на той же стороне, что и источник, в нашем случае на Левой, то мост отпускает пакет и не позволяет ему попасть в Правую сеть. Если адрес получателя пакета и исходный адрес находятся на разных сторонах, мост позволяет пакету перейти в другую сеть.
В компьютерной сети мост действует как регулировщик движения на напряженном перекрестке. Таким способом он ограничивает движение по сети и не позволяет пакетам попадать в другую сеть, если они не могут подтвердить свое право на переход. Мосты также иногда называют устройствами типа "stop-and-forward" ("остановить-и-передать").

  ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МОСТА ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СЕТИ

Сетевой мост не просто связывает сегменты сети. Он дает проектировщикам сети возможность повышать ее эффективность, надежность и безопасность. Как вы узнали из предыдущих глав, чем большее узлов подключено к сети, тем больше происходит столкновений данных (потому что больше узлов одновременно пытаются получить доступ к сети).
Вы можете использовать мост, чтобы решить проблему повышения эффективности сети, возникающую из-за напряженного графика и столкновения данных. Мост может разделить переполненную локальную вычислительную сеть на меньшие сегменты, как показано на рисунке : локализуя трафик в каждом сегменте, мост уменьшает общий трафик в сети.

  ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МОСТА ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ

Мосты также применяются для улучшения надежности сети, разделяя большие сети на меньшие сегменты. Как уже объяснялось, дефектный кабель или узел может нарушить работу всей сети, организованной по шинной или кольцевой топологии. Разбивая одну локальную сеть на несколько меньших частей, соединенных мостом, разработчики уменьшают воздействие неисправного кабеля или узла на всю сеть. Вернемся к предыдущему примеру.

Если кабель между узлами выходит из строя, то свою работу прекратят только узлы сегмента одной стороны. Без моста такая неисправность остановила бы работу всей сети.

  ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МОСТА ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

Как говорилось выше, в шинной и кольцевой топологии данные Проходят через каждый компьютер в сети. Любой пользователь сети может применять специальное электронное устройство, называемое сетевой анализатор, для перехвата и просмотра пакетов данных в сети. Для этого также используется специальное программное обеспечение.

Специалисты часто используют сетевые анализаторы, решая возникающие в сети проблемы. Сетевые программисты применяют их для отладки программ. Это законный повод для мониторинга трафика в сети. Однако анализаторы могут представлять собой и проблему для сетевых администраторов с точки зрения безопасности, если доступ к ним получат не имеющие на то права люди.

Разработчики могут использовать мост для разделения всей сети на сегменты с закрытым и со свободным доступом. Например, если все руководство компании расположено на одной территории и хочет, чтобы никто со стороны не имел свободного доступа к их сетевым данным, то разработчик может использовать мост для отделения компьютеров руководства от остальной части сети. В этом случае мост может ограничить доступ несанкционированных пользователей к конфиденциальным данным, передаваемым между компьютерами руководства компании.

  СЕТЕВОЙ МАРШРУТИЗАТОР

Функции маршрутизатора сходны с задачами моста. Маршрутизаторы используются для передачи данных между сетями, построенными на базе различных технологий. Например, маршрутизатор может быть применен для соединения сети Ethernet с IBM Token Ring. Так как Internet включает в себя сети с различными технологиями, то маршрутизаторы являются ее неотъемлемой частью. Маршрутизатор имеет свой сетевой адрес; у моста его нет - в чем и состоит ключевое различие между маршрутизатором и мостом. На рисунке 4 показан маршрутизатор, соединяющий сеть Ethernet и IBM Token Ring.

Используя возможность адресации маршрутизаторов, узлы в сети могут посылать маршрутизатору пакеты, предназначенные для другой сети. Маршрутизатор, в свою очередь, передает пакет другой сети. Разбивая большие сегменты локальной вычислительной сети на меньшие, называемые подсетями, маршрутизаторы помогают управлять сетевым трафиком.
Для маршрутизации данных обычно используются таблицы маршрутизации, сходные с поисковыми таблицами баз данных. Таким образом маршрутизатор может искать правильный путь (или лучший маршрут) от текущего местоположения пакета до любого адресата в сети. В зависимости от требований сети проектировщик может установить статические или динамические таблицы маршрутизации. При использовании статической таблицы администратор сети должен вручную вносить изменения в таблицу. Для динамической таблицы эта процедура выполняется автоматически с помощью программного обеспечения. Преимущество динамической таблицы в том, что, если часть сети окажется перегруженной из-за сильного трафика, программное обеспечение может скорректировать таблицы маршрутизации, направив пакеты в обход узкого места.
Многие называют маршрутизаторы шлюзами. Шлюз - это общий термин, который может относиться к трем типам сетевых объектов: 1) можно назвать шлюзом маршрутизатор; 2) шлюзом также называют объект, преобразующий данные из одного сетевого протокола в другой; 3) наконец, профессионалы по сетям иногда называют шлюзом прикладной шлюз. Прикладные шлюзы преобразуют данные, используемые конкретной программой. Самый распространенный их тип используется в электронной почте. Например, вы можете использовать MCI Мш/для отправки e-mail кому-нибудь в другом штате, подключенному к локальной сети частной компании. Ваше сообщение электронной почты должно перейти из MCI Mail в Internet, а затем из Internet к адресату локальной сети. В каждом соединении прикладной шлюз должен преобразовать сообщение в формат, подходящий для дальнейшей передачи.

  ИТОГИ

Поначалу сетевая терминология может показаться трудной для восприятия, но, вообще говоря, сетевые концепции проще для понимания, чем другие вычислительные определения типа усовершенствованных методов программирования. В этой главе описаны различные физические компоненты сети, такие как типы кабелей, повторители, маршрутизаторы и мосты. Функции, выполняемые этими сетевыми компонентами, хорошо определены сетевыми профессионалами. Вы можете использовать информацию, которую узнали в этой главе, как базовые знания для создания своей первой сети или повышения эффективности уже существующей. Понимание сетевой модели ISO/OSI поможет вам правильно выбрать различные компоненты для улучшения работы сети. Для создания быстродействующей сети не нужно писать специальные программы. Однако необходимо разбираться в том, что находится "за кулисами" сетевой технологии, чтобы можно было правильно выбирать различные приложения, которые позволят каждому сотруднику в вашей компании ощутить всю мощь и полезность корпоративной сети. Далее мы более подробно рассмотрите сетевой протокол TCP/IP. Но сначала убедитесь, что вы усвоили следующие основные понятия:

• При соединении двух или более сетей вы формируете мегасеть, или Internet. Internet - это самая большая всемирная мегасеть.
• Для передачи данных сети используют два общих метода коммутации связи: коммутацию каналов и коммутацию пакетов.
• Есть много способов подключения компьютеров для создания сети. Топология сети позволяет вам сравнивать различное расположение сетевых компьютеров. Три наиболее распространенные топологии - это звезда, кольцо и шина.
• Для соединения различных компьютерных сетей (создания мегасети) используются специальные сетевые устройства типа повторителей, мостов, маршрутизаторов и шлюзов. Повторитель усиливает и восстанавливает характеристики сигнала перед его дальнейшей передачей смежному узлу.
• Основная функция моста - ограничение сетевого трафика в одном сегменте сети. Можно использовать сетевой мост для улучшения эффективности, надежности и повышения безопасности сети.
• Функция маршрутизатора подобна функции моста. Однако маршрутизатор фильтрует данные между сегментами компьютерных сетей.

©Центр Информационных технологий Проект 2003