Перечислите оборудование, с помощью которого компьютеры могут подключаться к сетям передачи данных.
Сетевое оборудование, также известное как сетевое оборудование или компьютерные сетевые устройства, представляет собой электронные устройства, необходимые для связи и взаимодействия между устройствами в компьютерной сети. В частности, они обеспечивают передачу данных в компьютерной сети.[1] Устройства, которые являются последними получателями или генерируют данные, называются хостами, конечными системами или оконечным оборудованием для передачи данных.
Конкретные устройства
Сетевое оборудование можно классифицировать по его местоположению и роли в сети.
Ядро
Основные сетевые компоненты соединяют друг с другом другие сетевые компоненты.
Шлюз: интерфейс, обеспечивающий совместимость между сетями путем преобразования скоростей передачи, протоколов, кодов или мер безопасности.[2]
Маршрутизатор: сетевое устройство, которое пересылает пакеты данных между компьютерными сетями. Маршрутизаторы выполняют функции «направления трафика» в Интернете. Пакет данных обычно пересылается с одного маршрутизатора на другой по сетям, составляющим объединенную сеть, пока не достигнет узла назначения.[3] Оно работает на уровне OSI 3.[4]
Коммутатор: многопортовое устройство, соединяющее устройства вместе с одинаковой или разной скоростью в компьютерной сети, используя коммутацию пакетов для приема, обработки и пересылки данных на целевое устройство. В отличие от менее совершенных сетевых концентраторов, сетевой коммутатор пересылает данные только одному или нескольким устройствам, которым необходимо их получить, вместо того, чтобы транслировать одни и те же данные через каждый из своих портов.[5] Оно работает на уровне OSI 2.
Мост: устройство, соединяющее несколько сегментов сети. Оно работает на уровнях OSI 1 и 2.[6]
Ретранслятор: электронное устройство, которое принимает сигнал и ретранслирует его на более высоком уровне или большей мощности или на другую сторону препятствия, чтобы сигнал мог проходить на большие расстояния.[7]
Ретрансляторный концентратор: для соединения нескольких устройств Ethernet вместе с одинаковой скоростью, что позволяет им действовать как единый сетевой сегмент. Оно имеет несколько портов ввода-вывода (I / O), в которых сигнал, введенный на входе любого порта, появляется на выходе каждого порта, кроме исходного входящего.[1] Концентратор работает на физическом уровне (layer 1) модели OSI[8], и все устройства образуют единый домен коллизий. Концентраторы-ретрансляторы также участвуют в обнаружении столкновений, пересылая сигнал о замятии на все порты, если они обнаруживают столкновение. В настоящее время концентраторы в значительной степени устарели, их заменили сетевые коммутаторы, за исключением очень старых установок или специализированных приложений.
Беспроводная точка доступа
Структурированные кабели
1.5. Устройства передачи информации
В настоящее время существуют два вида модемов: аналоговые и цифровые (технология xDSL).
Рис.13. Аналоговый (слева) и цифровой (xDSL) модем (справа)
Аналоговые модемы более популярны из-за своей дешевизны и используются в основном для выхода в сеть Internet, и только иногда (из-за невысокой (до 56 Кбит/с) скорости передачи данных) для связи с другими ПК. Цифровые же модемы довольно дорогие и используются для высокоскоростных соединений с сетью Internet, либо для организации локальной сети на больших расстояниях (xDSL модемы позволяют передавать и принимать информацию со скоростью до 5Мбит/с на расстоянии 5-7 км).
Модемы имеют несколько типов соединений с ПК: COM, USB или (для цифровых модемов) посредством сетевой карты. Модем, соединение которого идет через COM-порт, требует дополнительного источника (блока) питания, а при соединении при помощи USB-порта потребность в блоке питания отпадает. xDSL-модемы также требуют дополнительного источника питания.
Факс-модем — это модем, дополненный функциями приема и передачи факсимильных сообщений. Большинство современных модемов являются факс-модемами, поэтому термины «модем» и «факс-модем» можно считать синонимами [2, с. 106].
1.6. Другие периферийные устройства
В настоящее время существует большое количество других устройств, которые можно было бы отнести, к примеру, к неосновным периферийным устройствам компьютера, поскольку, во-первых, без части из них он прекрасно функционирует, а во-вторых часть таких устройств вообще изначально создавалась не для совместной работы с компьютером.
К первым из названных устройств относятся, к примеру, устройства бесперебойного питания, основное назначение которых, по большому счету – обеспечить компьютер электропитанием в моменты перебоя или пропадания подачи электроэнергии с целью сохранения обрабатываемых в это время на компьютере данных и корректного выключения компьютера для исключения выхода из строя его самого или программного обеспечения.
Другим устройством этой группы являются web-камеры (рис. 14)
Это устройство вообще можно использовать как многофункциональное. К примеру – в системах видеонаблюдения. На дешевых (по сравнению с профессиональными системами) web-камерах с интерфейсом USB можно реализовать вполне работоспособную систему. Например, программа в комплекте поставки WebCam фирмы Creative позволяет превратить компьютер в простейшую охранную систему, начинающую захват изображения при обнаружении каких-либо изменений в кадре.
Можно транслировать видеоизображение также в сеть Internet или локальную сеть, можно организовать даже видеоконференцию с группой удаленных от вас людей.
С помощью Web-камеры можно быстро «отсканировать» рисунок или текст, а текст даже впоследствии «распознать» и сохранить в алфавитно-цифровом виде. Надо лишь подобрать ровную поверхность, хорошо осветить объект и кликнуть мышкой на соответствующую кнопку в прилагаемой к камере простой программе. Особенно актуален такой способ «сканирования» для объектов большого формата, которые на обычный планшетный сканер положить не удается.
Тоже самое относится к цифровым видео и фотокамерам (рис. 15).
Рис.15. Цифровая видео- (слева) и фотокамера (справа)
Фотографии с таких фотокамер очень легко можно перенести на компьютер с использованием USB-кабеля, а затем производить их редактирование (при желании или необходимости) и распечатку.
Если дома есть компьютер и цифровая видеокамера (или даже фотокамера с функцией видеосъемки) совершенно несложно сделать свою маленькую домашнюю видеостудию и создавать собственное домашнее видео.
Данные устройства, как уже говорилось выше, изначально не предназначались для работы с компьютерами, но по мере становления их цифровыми устройствами, получили такую возможность. Более того и web-камеры, и видео, и фотокамеры при подключении к компьютеру становятся своего рода даже устройствами ввода-вывода и хранения информации, так как имеют собственные карты памяти. С их помощью можно переносить информацию с одного компьютера на другой как обычной флэш-картой.
Еще одно интересное устройство такого же рода – современный сотовый телефон (рис. 16), который так же может иметь и встроенную камеру, и память.
Рис.16. Сотовый телефон
Кроме того, даже «древние» модели пятилетней давности успешно стыкуются с компьютером и позволяют с компьютера загружать и редактировать мелодии и картинки и производить настройки различных встроенных функций.
Устройства передачи данных, их назначение
Модем – передача данных между удаленными ПК по телефонным и другим линиям связи.
Факс-модем – передача данных, копий документов, графических изображений между удаленными ПК по телефонным и другим линиям связи.
Концентратор (hub)– подключение сетевыми кабелями всех рабочих станций (ПК) ЛВС, передача сигнала (пакета данных) от любого ПК ЛВС всем ПК.
Мост (bridge) – разделение ЛВС с относительно большим количеством ПК на сегменты, передача пакета данных только в сегмент назначения (в отличие от концентратора).
Коммутатор (switch)– обеспечение прямого соединения («точка-точка») двух любых ПК в ЛВС (коммутатор производит анализ заголовка каждого входящего пакета и передает его только в тот порт, к которому подключен ПК назначения).
Маршрутизатор (router)– выбор пути передачи данных, обеспечение связи между сетями, использующими различные топологии и протоколы (аппаратно-программное устройство или программа).
Шлюз (gateway)– соединение разнородных сетей, обеспечение передачи информации из одной сети в другую (аппаратно-программное устройство или программа).
Концентраторы, коммутаторы, маршрутизаторы, применяемые в ЛВС, называют активным сетевым оборудованием.
К устройствам мобильной передачи данных относятся мобильные телефоны с функциями компьютеров, ручные компьютеры с коммуникационными возможностями (беспроводная передача данных). Имеется различное оборудование для беспроводных сетей, в т.ч. точки доступа, адаптеры, принт-серверы.
Производится множество моделей средств передачи данных. Например, выпускаются много моделей маршрутизаторов для небольших ЛВС, корпоративных сетей, магистральных каналов связи глобальных сетей, отличающихся пропускной способностью (до десятков миллионов и более пакетов в секунду), количеством портов, возможностью управления сетью и защитой данных, стоимостью (от нескольких сотен до десятков тысяч долларов).
В небольших ЛВС из 5–7 ПК и одного сервера может использоваться, например, концентратор или коммутатор 10/100 Мбит/с на 8 портов.
Имеются аппаратно-программные комплексы, сочетающие функциональные возможности концентраторов, коммутаторов, маршрутизаторов, мостов. Для малых предприятий, филиалов фирм выпускаются концентраторы-маршрутизаторы, сочетающие функции коммутатора, маршрутизатора и модема.
Модемы для аналоговых коммутируемых телефонных линий связи при передаче данных преобразуют цифровые сигналы компьютера (поток битов) в аналоговые, а при приеме – аналоговые в цифровые. Используются внешние и внутренние (встроенные в ПК) модемы. Они обеспечивают автоматический прием, преобразование в цифровую форму и запись в память ПК речевых сообщений, имеют функцию автоматического дозвона/ответа, определения типа принимаемой информации (факс, данные). При установлении связи модемы автоматически «договариваются» между собой о протоколе и скорости передачи данных (до 28000, 33600 бит/с, протоколы V.34,V.34bis). При подключении к старым АТС реальная скорость передачи в два раза меньше. Модемы могут передавать данные по коммутируемым телефонным линиям со скоростью 56000 бит/с при использовании цифровых АТС.
Внешний модем, по сравнению с внутренним, более удобен. За его работой можно следить по индикаторам, при зависании надо перезагрузить только модем, а не компьютер; он подключается к электросети отдельно от компьютера и снабжен переключателями «Голос/Данные», «Ответ/Вызов» для параллельного использования с телефоном.
При выборе модема учитывается качество работы с местной АТС, максимальная скорость передачи данных, поддерживаемые стандарты (протоколы) передачи и сжатия данных, коррекции ошибок.
Широкополосный доступ в Интернет обеспечивают ADSL-модемы. По обычной телефонной линии с использованием ADSL-модема (ассиметричная цифровая абонентская линия) можно получать данные со скоростью 6-7 Мбит/с, передавать до 640 Кбит/с. При этом одновременно можно разговаривать по телефону.
Носители и устройства для передачи данных
Обмен данными между компьютерами в сети осуществляется по линиям связи. В качестве линий связи применяют как физические провода различного типа (сетевые кабели), так и беспроводные системы. Рассмотрим эти системы.
Прямое кабельное соединение. Для соединения двух компьютеров между собой используют порты компьютера:
Не более 300 метров
Не более 5 метров
Такой вид связи удобен для соединения всего лишь двух компьютеров, и к тому же ограничен расстоянием.
Кабельное соединение. Для такого соединения нужна сетевая карта на каждом компьютере и сетевой кабель.
В настоящее время применяются три основных вида кабеля:
‑витая пара – кабели на основе скрученных пар медных проводов. Скручивание проводов уменьшает влияние внешних электромагнитных полей на передаваемые сигналы. (дешевизна, низкая защита от помех, скорость передачи данных 10-100 Мбит/с, максимальное расстояние — 100 м).
–коаксиальный кабель на основе медной жилы – медный проводник окруженный несколькими защитными оболочками(более высокая помехозащищенность, механическая прочность, скорость передачи данных до 10 Мбит/с, максимальное расстояние — 500 м).
–волоконно-оптический кабельсостоит из центрального стеклянного или пластикового проводника, окруженного покрытием и внешней защитной оболочкой. Данные передаются по кабелю с помощью лазерного или светодиодного передатчика, который посылает световые импульсы через центральное волокно (максимальная защита от помех, скорость передачи данных до 2 Гбит/с, максимальное расстояние до 2 км). Однако этот тип кабеля наиболее жесток и сложен в установке, что делает его самым дорогим.
Беспроводное (бескабельное) соединение. Для соединения на каждый компьютер устанавливают специальные ЭМ (электромагнитные) передатчики.
Для передачи сигналов используются волны различной частоты:
- радиоволны(могут проходить сквозь препятствия, дорогая технология)
- микроволны(спутниковая связь, используются параболические антенны, работа зависит от погоды)
- инфракрасное излучение(пульт дистанционного управления, не может проходить через препятствие)