Компоненты сети: узлы и линии связи. Лекция III

Июль 26, 2022

Главная
Информатика
Компоненты сети: узлы и линии связи. Лекция III

Содержание

2. Пример 1
3. Пример 2 Штаб-квартира Филиал
4. Условные обозначения Хост Сервер Маршрутизатор Концентратор Мост Коммутатор Сеть Вышка Брандмауэр Серийный кабель Ethernet
5. Интерфейс Физический интерфейс (порт) определяется набором электрических связей и характеристиками сигналов. Обычно разъем с набором контактов,
6. Интерфейс компьютер-компьютер аппаратный модуль, называемый сетевым адаптером, или сетевой интерфейсной картой (Network Interface Card, NIC); драйвер
7. Физическая среда передачи Среда, по которой возможно распространение информационных сигналов в виде электрических, световых и т.п.
8. Кабельные линии связи Кабель состоит из проводников, заключенных в несколько слоев изоляции: электрической, электромагнитной, механической и,
9. Кодирование при передаче
10. Характеристики линии связи Предложенная нагрузка — это поток данных, поступающий от пользователя на вход сети. (скорость
11. Пропускная способность Характерика среды передачи -ширина полосы частот, которую линия передает без существенных искажений измеряется в
12. Типы физических каналов Дуплекс - одновременная передача информации в обоих направлениях Полудуплекс - поочередная передача информации
13. Коаксиальный кабель (Coaxial cable) Два медных проводника, расположенных концентрически (коаксиально) Передача со скоростью до 10 Мбит/c
14. “Толстый” коаксиальный кабель Внешний диаметр около 12 мм Волновое сопротивление 50 Ом Достаточно толстый внутренний проводник
15. “Тонкий” коаксиальный кабель Внешний диаметр около 50 мм Тонкий внутренний проводник 0,89 мм Не так прочен,
16. Передача данных витой парой Электрический ток первый провод второй провод Передатчик Приемник
17. Разъем и коннектор 8P8C
18. Витая пара Нескольких пар медных проводов, покрытых пластиковой оболочкой. Делится на экранированную (выше защита от интерференций)
19. Неэкранированная витая пара (Unshielded Twisted Pair)
20. Экранированная витая пара (Shielded Twisted Pair)
21. Категории кабеля 8P8C (т.н. RJ-45)
22. Прямой кабель (Straight-through, T586A) Хост к коммутатору или концентратору Маршрутизатор к коммутатору или концентратору
23. Прямой кабель (Straight-through, T586A) также называют патч-кабелем, он используется как альтернатива беспроводному соединению, при котором один
24. Кроссовый/ Перекрёстный кабель (Crossover cable, T586B) Используется для прямого соединения компьютерных устройств. В отличие от прямого
25. Кроссовый/ Перекрёстный кабель (Crossover cable, 586B) Коммутатор к коммутатору Концентратор к концентратору Хост к хосту Концентратор
26. Применение Прямой кабель Перекрестный кабель
27. Скрученная витая пара/Консольный кабель (Rollover cable) Может соединять устр-ва, исп. RS-232 интерфейс без модема Подключается через
28. Опто-волоконный кабель (Fiber optic cable) Тонкий, гибкий кабель, по которому распространяются световые импульсы- биты информации. Состоит
29. Опто-волоконный кабель (Fiber optic cable), достоинства Низкий уровень шумов/ более широкая полоса пропускания, достигаемая путем передачи
30. Опто-волоконный кабель (Fiber optic cable), достоинства Длительный срок эксплуатации (до 25 лет) Пожаробезопасность Экономичность (изготавливается из
31. Опто-волоконный кабель (Fiber optic cable), недостатки Высокая сложность монтажа (при установке разъемов необходима микронная точность, от
32. Одномодовое волокно (Single-Mode Fiber) Защитная оболочка (cladding) Сердечник (core)
33. Одномодовое волокно (Single-Mode Fiber) Центральный проводник очень малого диаметра, соизмеримого с длиной волны света, — от
34. Многомодовое оптоволокно (Multi-mode fiber) Сердечник (core) Защитная оболочка (cladding)
35. Многомодовое оптоволокно (Multi-mode fiber) Во внутреннем проводнике одновременно существует несколько световых лучей, отражающихся от внешнего проводника
36. Искажения сигнала в опто-волоконном кабеле Затухание Хроматическая дисперсия Поляризационная дисперсия
37. Затухание сигнала Мощность сигнала уменьшается из-за поглощения света материалом волокна и примесями, рассеивания света из-за неоднородности
38. Хроматическая дисперсия Сигнал искажается из-за того, что волны различной длины распространяются вдоль волокна с различной скоростью.
39. Поляризационная дисперсия Световая мода имеет две взаимно перпендикулярные поляризационные составляющие. В волноводе с идеальным поперечным сечением,
40. Наземные радиоканалы Сигнал передается электромагнитными волнами радиодиапазона Не требует физического носителя Обеспечивает соединение с мобильными пользователями
41. Спутниковые радиоканалы Спутниковая связь соединяет два или более наземных приемопередатчика сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона, известных как наземные
42. Аппаратура передачи данных Непосредственно присоединяет компьютеры или коммутаторы к линиям связи и является, таким образом, пограничным
43. Аппаратура передачи данных В локальных сетях промежуточная аппаратура может совсем не использоваться, если протяженность физической среды
44. Концентратор (hub) Многопортовый повторитель Объединяет устр-ва в сегменты Трансляция пакетов, поступающих на один из его портов
45. Коммутатор (Switch) устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного или нескольких сегментов
46. Коммутатор (Switch) Домен коллизий 1 Домен коллизий 2 Домен коллизий 3 Широковещательный домен 1 Фрейм
47. Маршрутизатор Специализированный сетевой компьютер, имеющий два или более сетевых интерфейсов и пересылающий пакеты данных между различными
48. Шлюз (gate) Аппаратный маршрутизатор или программное обеспечение для сопряжения компьютерных сетей, использующих разные протоколы (например, локальной
49. Используемая литература Куроуз, Росс “Компьютерные сети. Нисходящий подход.” Э. Таненбаум “Компьютерные сети” Н. Олифер, В. Олифер
51. Скачать презентацию

Слайд 2

Пример 1

Слайд 3

Пример 2
Штаб-квартира
Филиал

Слайд 4

Условные обозначения
Хост
Сервер
Маршрутизатор
Концентратор
Мост
Коммутатор
Сеть
Вышка
Брандмауэр
Серийный кабель
Ethernet

Слайд 5

Интерфейс
Физический интерфейс (порт) определяется набором электрических связей и характеристиками сигналов. Обычно

разъем с набором контактов, каждый из которых имеет определенное назначение, например группа контактов для передачи данных, контакт синхронизации данных и т. п.
Логический интерфейс (протокол) — это набор информационных сообщений определенного формата, которыми обмениваются два устройства или две программы, а также набор правил, определяющих логику обмена этими сообщениями.

Слайд 6

Интерфейс компьютер-компьютер
аппаратный модуль, называемый сетевым адаптером, или сетевой интерфейсной картой (Network

Interface Card, NIC);

драйвер сетевой интерфейсной карты — специальной программой, управляющей работой сетевой интерфейсной карты.

Слайд 7

Физическая среда передачи
Среда, по которой возможно распространение информационных сигналов в виде

электрических, световых и т.п. импульсов.
На основе проводников, по которым передаются сигналы, строятся проводные (воздушные) или кабельные линии связи. (Проводная среда)
В качестве среды также используется земная атмосфера или космическое пространство, через которое распространяются информационные сигналы.
(Беспроводная среда).

Слайд 8

Кабельные линии связи
Кабель состоит из проводников, заключенных в несколько слоев изоляции:

электрической, электромагнитной, механической и, возможно, климатической.
Может быть оснащен разъемами, позволяющими быстро выполнять присоединение к нему различного оборудования.
Три основных типа кабеля: кабели на основе скрученных пар медных проводов — неэкранированная витая пара (Unshielded Twisted Pair, UTP) и экранированная витая пара (Shielded Twisted Pair, STP), коаксиальные кабели с медной жилой, волоконно-оптические кабели.

Слайд 9

Кодирование при передаче

Слайд 10

Характеристики линии связи
Предложенная нагрузка — это поток данных, поступающий от пользователя

на вход сети. (скорость поступления данных в сеть в битах в секунду)
Скорость передачи данных (information rate, или throughput) — это фактическая скорость потока данных, прошедшего через сеть.
Емкость канала связи (capacity), называемая также пропускной способностью, представляет собой максимально возможную скорость передачи информации по каналу.

Слайд 11

Пропускная способность
Характерика среды передачи -ширина полосы частот,
которую линия передает без

существенных искажений измеряется в герцах (Гц)
2) Синоним термина емкость канала связи. Измеряется
в в битах в секунду.

Слайд 12

Типы физических каналов
Дуплекс - одновременная передача информации в обоих направлениях
Полудуплекс -

поочередная передача информации в обоих направлениях
Симплекс - односторонняя передача информации

Слайд 13

Коаксиальный кабель (Coaxial cable)
Два медных проводника, расположенных концентрически (коаксиально)
Передача со скоростью

до 10 Мбит/c
Максимальная длина сегмента лежит в диапазоне от 185 до 500 м

Слайд 14

“Толстый” коаксиальный кабель
Внешний диаметр около 12 мм
Волновое сопротивление 50 Ом
Достаточно толстый

внутренний проводник диаметром 2,17 мм, который обеспечивает хорошие механические и электрические характеристики (затухание на частоте 10 МГц — не хуже 18 дБ/км).

Слайд 15

“Тонкий” коаксиальный кабель
Внешний диаметр около 50 мм
Тонкий внутренний проводник 0,89

мм
Не так прочен, как «толстый» коаксиал, зато обладает гораздо большей гибкостью, что удобно при монтаже.
Волновое сопротивление 50 Ом, но его механические и электрические характеристики хуже, чем у «толстого» коаксиального кабеля.

Слайд 16

Передача данных витой парой
Электрический ток
первый провод
второй провод
Передатчик
Приемник

Слайд 17

Разъем и коннектор 8P8C

Слайд 18

Витая пара
Нескольких пар медных проводов, покрытых пластиковой оболочкой.
Делится на экранированную (выше

защита от интерференций) и неэкранированную
Состоит из двух одинаковых в конструктивном отношении проводников
Скорость от 10Мбит/c – 1Гбит/c

Слайд 19

Неэкранированная витая пара (Unshielded Twisted Pair)

Слайд 20

Экранированная витая пара (Shielded Twisted Pair)

Слайд 21

Категории кабеля 8P8C (т.н. RJ-45)

Слайд 22

Прямой кабель (Straight-through, T586A)
Хост к коммутатору или концентратору
Маршрутизатор к коммутатору или

концентратору

Слайд 23

Прямой кабель (Straight-through, T586A)
также называют патч-кабелем, он используется как альтернатива беспроводному

соединению, при котором один или более компьютеров связываются с маршрутизатором посредством беспроводного сигнала
контакты проводов соответствуют контактам на другой стороне

Слайд 24

Кроссовый/ Перекрёстный кабель (Crossover cable, T586B)
Используется для прямого соединения компьютерных устройств.

В отличие от прямого кабеля, использованы разные стандарты расположения контактов передачи: Чтобы получить этот тип соединения с UTP кабелем, один конец должен быть обжат согласно расположению контактов EIA/TIA T568A, а другой конец должен быть обжат согласно схеме T568B.
часто используется для соединения устройств одного типа, например, двух компьютеров (через сетевой контроллер) или коммутаторов.

Слайд 25

Кроссовый/ Перекрёстный кабель (Crossover cable, 586B)
Коммутатор к коммутатору
Концентратор к концентратору
Хост

к хосту
Концентратор к коммутатору
Маршрутизатор к хосту

Слайд 26

Применение
Прямой кабель
Перекрестный кабель

Слайд 27

Скрученная витая пара/Консольный кабель (Rollover cable)
Может соединять устр-ва, исп. RS-232 интерфейс

без модема
Подключается через консольный порт (COM)

Слайд 28

Опто-волоконный кабель (Fiber optic cable)
Тонкий, гибкий кабель, по которому распространяются световые

импульсы- биты информации.
Состоит из центральной стеклянной нити толщиной в несколько микрон, покрытой сплошной стеклянной оболочкой, внутри дополнительной оболочки
В качестве источников излучения света в волоконно-оптических кабелях применяются:
светодиоды, или светоизлучающие диоды (Light Emmited Diode, LED);
полупроводниковые лазеры, или лазерные диоды (Laser Diode).

Слайд 29

Опто-волоконный кабель (Fiber optic cable), достоинства
Низкий уровень шумов/ более широкая полоса

пропускания, достигаемая путем передачи сигналов без защиты с использованием различной модуляции и контроля правильности принятой информации только в оконечных терминалах.
Защищенность от электромагнитных помех. Диэлектрический материал невосприимчив к помехам со стороны окружающих медных кабельных систем и электрического оборудования, способного индуцировать электромагнитное излучение
Высокая безопасность от несанкционированного доступа. Практически не излучает в радиодиапазоне, передаваемую по нему информацию трудно подслушать, не нарушая приема/передачи.

Слайд 30

Опто-волоконный кабель (Fiber optic cable), достоинства
Длительный срок эксплуатации (до 25 лет)
Пожаробезопасность
Экономичность

(изготавливается из кварца)
Малый вес и объем.
Малое затухание светового сигнала в волокне. При допустимом затухании 20 дБ максимальное расстояние между усилителями или повторителями составляет около 100 км и более.

Слайд 31

Опто-волоконный кабель (Fiber optic cable), недостатки
Высокая сложность монтажа (при установке разъемов

необходима микронная точность, от точности скола стекловолокна и степени его полировки сильно зависит затухание в разъеме)
Разветвления, несмотря на то, что технически допускаются, неизбежно сильно ослабляют световой сигнал, и если разветвлений будет много, то свет может просто не дойти до конца сети.
Меньшая прочность. Чувствительность к перепадам температуры, механическим воздействиям (удары, ультразвук).
Применяется только в сетях с топологией “звезда” и “кольцо”

Слайд 32

Одномодовое волокно (Single-Mode Fiber)
Защитная оболочка (cladding)
Сердечник (core)

Слайд 33

Одномодовое волокно (Single-Mode Fiber)
Центральный проводник очень малого диаметра, соизмеримого с длиной

волны света, — от 5 до 10 мкм. Практически все лучи света распространяются вдоль оптической оси световода, не отражаясь от внешнего проводника.
Изготовление сверхтонких качественных волокон для одномодового кабеля представляет собой сложный технологический процесс.
Кроме того, в волокно такого маленького диаметра достаточно сложно направить пучок света, не потеряв при этом значительную часть его энергии.
Обладает очень низким затуханием — примерно -0,2 дБ/км для окна прозрачности волны размером в 1550 нм.

Слайд 34

Многомодовое оптоволокно (Multi-mode fiber)
Сердечник (core)
Защитная оболочка (cladding)

Слайд 35

Многомодовое оптоволокно (Multi-mode fiber)
Во внутреннем проводнике одновременно существует несколько световых лучей,

отражающихся от внешнего проводника под разными углами.
Угол отражения луча называется модой
Интерференция ухудшает качество передаваемого сигнала, что приводит к искажениям передаваемых импульсов

Слайд 36

Искажения сигнала в опто-волоконном кабеле
Затухание
Хроматическая дисперсия
Поляризационная дисперсия

Слайд 37

Затухание сигнала
Мощность сигнала уменьшается из-за поглощения света материалом волокна и примесями,

рассеивания света из-за неоднородности плотности волокна, а также из-за кабельных искажений, обусловленных деформацией волокон при прокладке кабеля.
Затухание измеряется в дБ/км, имеет типичные значения от -0,2 до -0,3 (диапазон 1550 нм), от -0,4 до -1 (диапазон 1310 нм) и от -2 до -3 (диапазон 880 нм).

Слайд 38

Хроматическая дисперсия
Сигнал искажается из-за того, что волны различной длины распространяются вдоль

волокна с различной скоростью.
Так как прямоугольный импульс имеет спектр ненулевой ширины, из-за хроматической дисперсии составляющие его волны приходят на выход волокна с различной задержкой и фронты импульса оказываются «размытыми».

Слайд 39

Поляризационная дисперсия
Световая мода имеет две взаимно перпендикулярные поляризационные составляющие.
В волноводе

с идеальным поперечным сечением, то есть представляющим собой окружность, эти составляющие распространяются с одинаковой скоростью.
Так как реальные волноводы всегда имеют некоторую овальность, то скорости составляющих отличаются, что приводит к поляризационной дисперсии.

Слайд 40

Наземные радиоканалы
Сигнал передается электромагнитными волнами радиодиапазона
Не требует физического носителя
Обеспечивает соединение с

мобильными пользователями
Передача сигнала на значительное расстояние

Слайд 41

Спутниковые радиоканалы
Спутниковая связь соединяет два или более наземных приемопередатчика сверхвысокочастотного (СВЧ)

диапазона, известных как наземные станции.
Спутник принимает сигнал на одной полосе частот, восстанавливает его с использованием ретранслятора и передает на другой частоте.

Слайд 42

Аппаратура передачи данных
Непосредственно присоединяет компьютеры или коммутаторы к линиям связи и

является, таким образом, пограничным оборудованием.
Примерами DCE являются модемы (для телефонных линий), терминальные адаптеры сетей ISDN, устройства для подключения к цифровым каналам первичных сетей DSU/CSU (Data Service Unit/Circuit Service Unit).
Промежуточная аппаратура обычно используется на линиях связи большой протяженности. Она решает две основные задачи:
улучшение качества сигнала;
создание постоянного составного канала связи между двумя абонентами сети.

Слайд 43

Аппаратура передачи данных
В локальных сетях промежуточная аппаратура может совсем не использоваться,

если протяженность физической среды — кабелей или радиоэфира — позволяет одному сетевому адаптеру принимать сигналы непосредственно от другого сетевого адаптера без дополнительного усиления.
В глобальных сетях необходимо обеспечить качественную передачу сигналов на расстояния в сотни и тысячи километров. Через определенное расстояние устанавливаются:
усилители для повышения мощности сигналов
регенераторы для повышения мощности и восстановления формы импульсных сигналов, исказившихся при передаче на большое расстояние

Слайд 44

Концентратор (hub)
Многопортовый повторитель
Объединяет устр-ва
в сегменты
Трансляция пакетов, поступающих на один из

его портов на все другие порты

Слайд 45

Коммутатор (Switch)
устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах

одного или нескольких сегментов сети
работает на канальном (втором) уровне модели OSI.
в отличие от концентратора коммутатор передаёт данные только непосредственно получателю

Слайд 46

Коммутатор (Switch)
Домен коллизий 1
Домен коллизий 2
Домен коллизий 3
Широковещательный домен 1
Фрейм

Слайд 47

Маршрутизатор
Специализированный сетевой компьютер, имеющий два или более сетевых интерфейсов и пересылающий

пакеты данных между различными сегментами сети.
Может связывать разнородные сети различных архитектур.

Слайд 48

Шлюз (gate)
Аппаратный маршрутизатор или программное обеспечение для сопряжения компьютерных сетей, использующих

разные протоколы (например, локальной и глобальной).

Слайд 49

Используемая литература
Куроуз, Росс “Компьютерные сети. Нисходящий подход.”
Э. Таненбаум “Компьютерные сети”
Н. Олифер,

В. Олифер “Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы.”

Компоненты сети: узлы и линии связи. Лекция III

Содержание

Пример 1

Пример 2Штаб-квартираФилиал

Условные обозначенияХостСерверМаршрутизаторКонцентраторМостКоммутаторСетьВышкаБрандмауэрСерийный кабельEthernet

ИнтерфейсФизический интерфейс (порт) определяется набором электрических связей и характеристиками сигналов. Обычно

Интерфейс компьютер-компьютераппаратный модуль, называемый сетевым адаптером, или сетевой интерфейсной картой (Network

Физическая среда передачиСреда, по которой возможно распространение информационных сигналов в виде

Кабельные линии связиКабель состоит из проводников, заключенных в несколько слоев изоляции:

Кодирование при передаче

Характеристики линии связиПредложенная нагрузка — это поток данных, поступающий от пользователя

Пропускная способностьХарактерика среды передачи -ширина полосы частот, которую линия передает без

Типы физических каналовДуплекс - одновременная передача информации в обоих направленияхПолудуплекс -

Коаксиальный кабель (Coaxial cable)Два медных проводника, расположенных концентрически (коаксиально)Передача со скоростью

“Толстый” коаксиальный кабельВнешний диаметр около 12 ммВолновое сопротивление 50 ОмДостаточно толстый

“Тонкий” коаксиальный кабельВнешний диаметр около 50 мм Тонкий внутренний проводник 0,89

Передача данных витой паройЭлектрический токпервый проводвторой проводПередатчикПриемник

Разъем и коннектор 8P8C

Витая параНескольких пар медных проводов, покрытых пластиковой оболочкой.Делится на экранированную (выше

Неэкранированная витая пара (Unshielded Twisted Pair)

Экранированная витая пара (Shielded Twisted Pair)

Категории кабеля 8P8C (т.н. RJ-45)

Прямой кабель (Straight-through, T586A)Хост к коммутатору или концентраторуМаршрутизатор к коммутатору или

Прямой кабель (Straight-through, T586A)также называют патч-кабелем, он используется как альтернатива беспроводному

Кроссовый/ Перекрёстный кабель (Crossover cable, T586B)Используется для прямого соединения компьютерных устройств.

Кроссовый/ Перекрёстный кабель (Crossover cable, 586B)Коммутатор к коммутатору Концентратор к концентраторуХост

ПрименениеПрямой кабельПерекрестный кабель

Скрученная витая пара/Консольный кабель (Rollover cable)Может соединять устр-ва, исп. RS-232 интерфейс

Опто-волоконный кабель (Fiber optic cable)Тонкий, гибкий кабель, по которому распространяются световые

Опто-волоконный кабель (Fiber optic cable), достоинстваНизкий уровень шумов/ более широкая полоса

Опто-волоконный кабель (Fiber optic cable), достоинстваДлительный срок эксплуатации (до 25 лет)ПожаробезопасностьЭкономичность

Опто-волоконный кабель (Fiber optic cable), недостаткиВысокая сложность монтажа (при установке разъемов

Одномодовое волокно (Single-Mode Fiber)Защитная оболочка (cladding)Сердечник (core)

Одномодовое волокно (Single-Mode Fiber)Центральный проводник очень малого диаметра, соизмеримого с длиной

Многомодовое оптоволокно (Multi-mode fiber)Сердечник (core)Защитная оболочка (cladding)

Многомодовое оптоволокно (Multi-mode fiber)Во внутреннем проводнике одновременно существует несколько световых лучей,

Искажения сигнала в опто-волоконном кабелеЗатуханиеХроматическая дисперсияПоляризационная дисперсия

Затухание сигналаМощность сигнала уменьшается из-за поглощения света материалом волокна и примесями,

Хроматическая дисперсияСигнал искажается из-за того, что волны различной длины распространяются вдоль

Поляризационная дисперсия Световая мода имеет две взаимно перпендикулярные поляризационные составляющие.В волноводе

Наземные радиоканалыСигнал передается электромагнитными волнами радиодиапазонаНе требует физического носителяОбеспечивает соединение с

Спутниковые радиоканалыСпутниковая связь соединяет два или более наземных приемопередатчика сверхвысокочастотного (СВЧ)

Аппаратура передачи данныхНепосредственно присоединяет компьютеры или коммутаторы к линиям связи и

Аппаратура передачи данныхВ локальных сетях промежуточная аппаратура может совсем не использоваться,

Концентратор (hub)Многопортовый повторительОбъединяет устр-ва в сегментыТрансляция пакетов, поступающих на один из

Коммутатор (Switch)устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах

Коммутатор (Switch)Домен коллизий 1Домен коллизий 2Домен коллизий 3Широковещательный домен 1Фрейм

МаршрутизаторСпециализированный сетевой компьютер, имеющий два или более сетевых интерфейсов и пересылающий

Шлюз (gate)Аппаратный маршрутизатор или программное обеспечение для сопряжения компьютерных сетей, использующих

Используемая литератураКуроуз, Росс “Компьютерные сети. Нисходящий подход.”Э. Таненбаум “Компьютерные сети”Н. Олифер,

Похожие презентации