32
Если необхо
.
димо узнат
.
ь все техн
.
ические хар
.
актеристик
.
и
информац
.
ионного кабе
.
ля, достаточ
.
но внимате
.
льно рассмотрет
.
ь его
повер
.
хность. Здес
.
ь можно ув
.
идеть множест
.
во цифр и бу
.
кв, которые
р
.
асскажут об из
.
делии практ
.
ически все. И ес
.
ли среди эт
.
их "шифров"
встрет
.
ятся обозн
.
ачения UTР и с
.
аt. 5е, то мо
.
жно смело ут
.
верждать, что это
неэ
.
кранирован
.
ная витая п
.
ара категор
.
ии 5е.
Кабель вит
.
ая пара UT
.
Р 5е имеет ст
.
андартную стру
.
ктуру прово
.
да для
пере
.
дачи данны
.
х. Его осно
.
вным функц
.
иональным э
.
лементом с
.
лужат
медн
.
ые проводн
.
ики. В кабе
.
лях 5е кате
.
гории трад
.
иционно ис
.
пользуется
восе
.
мь тонких про
.
водников. Т
.
аким образо
.
м формируетс
.
я четыре п
.
ары
медных про
.
водов, скруче
.
нных между собо
.
й. Попарное с
.
кручивание
по
.
могает уме
.
ньшить иск
.
ажения сиг
.
нала, прохо
.
дящего по к
.
абелю. Каж
.
дый
провод
.
ник имеет изо
.
ляцию толщ
.
иной пример
.
но 0,2 мил
.
лиметра. В
.
нешняя
обо
.
лочка вито
.
й пары изгото
.
вляется из по
.
липропилен
.
а или ПВХ, и то
.
лщина
ее сост
.
авляет при
.
мерно полм
.
иллиметра.
Сокращение UT
.
Р означает "u
.
nshiеldеd tw
.
istеd раir", что пере
.
водится ка
.
к
"неэкран
.
ированная в
.
итая пара". Т
.
акой кабел
.
ь можно про
.
кладывать н
.
а
участках, н
.
а которых отсутст
.
вуют какие-
.
либо сущест
.
венные вне
.
шние
влиян
.
ия. Источн
.
иками таки
.
х влияний мо
.
гут быть с
.
иловые кабе
.
ли или
мощ
.
ные электр
.
ические пр
.
иборы. Эле
.
ктромагнит
.
ные излуче
.
ния, исход
.
ящие
от ни
.
х, искажают с
.
игнал и уху
.
дшают работу с
.
истемы в це
.
лом. И есл
.
и
необходи
.
мо проложит
.
ь кабельну
.
ю линию в по
.
добных усло
.
виях,
испо
.
льзуется дру
.
гой тип вито
.
й пары – FT
.
Р, то есть, э
.
кранирован
.
ный
защище
.
нный кабел
.
ь. Витая п
.
ара UTР про
.
ще в устро
.
йстве, монт
.
аже и
даль
.
нейшей экс
.
плуатации.
Кабель вит
.
ая пара UT
.
Р категори
.
я 5е относ
.
ится к само
.
й широко
ис
.
пользуемой к
.
атегории и
.
нформацион
.
ных кабеле
.
й. Категор
.
ия – это
х
.
арактерист
.
ика, описы
.
вающая осно
.
вные возмо
.
жности кабе
.
ля – его р
.
абочую
частоту и с
.
корость пере
.
дачи данны
.
х.
33
Сегодня кате
.
гории с пер
.
вой по чет
.
вертую пра
.
ктически не
пр
.
именяются и
.
ли использу
.
ются, но не в ко
.
мпьютерных, а в те
.
лефонных
сет
.
ях. Категор
.
ия 5е уже м
.
ного лет со
.
храняет ст
.
атус оптим
.
ального ре
.
шения
для до
.
машних лок
.
альных сете
.
й и неболь
.
ших офисны
.
х
телекомму
.
никационны
.
х систем. Р
.
абочая полос
.
а частот к
.
абелей дан
.
ной
категор
.
ии составл
.
яет 125 МГ
.
ц. Кабель в
.
итая пара UT
.
Р кат 5е мо
.
жет
переда
.
вать данные со с
.
коростью до 100 ме
.
габит в се
.
кунду, есл
.
и
использу
.
ются только д
.
ве пары про
.
водников. Пр
.
и четырех а
.
ктивных пар
.
ах
скорост
.
ь передачи д
.
анных может дост
.
игать 1000 Мб
.
ит/с. Этих по
.
казателей
в
.
полне дост
.
аточно для бо
.
льшинства сете
.
й со станд
.
артными потреб
.
ностями.
Витая пара представляет собой скрученные провода с различн
.
ым
шагом скрутки, от 9 для с
.
аt. 3 до 27 с
.
круток на метр для UTР с
.
аt. 5. Длина
одно
.
го сегмент
.
а кабеля, в
.
итая пара, мо
.
жет состав
.
лять до 90 м, н
.
а большие
р
.
асстояния н
.
аходит при
.
менение уже о
.
птоволокон
.
ный кабель.
При прокла
.
дке сети в по
.
мещении на в
.
итой паре ис
.
пользуются
с
.
пециальные розет
.
ки, к котор
.
ым идет кабе
.
ль от коммут
.
атора. Ком
.
пьютер
под
.
ключается к н
.
им с помощ
.
ью дополните
.
льного кабе
.
ля, патч-кор
.
да. При
прокла
.
дке сети в по
.
мещении на в
.
итой паре ис
.
пользуются с
.
пециальные
розет
.
ки, к котор
.
ым идет кабе
.
ль от хаба. Ко
.
мпьютер по
.
дключается к н
.
им с
помощ
.
ью дополните
.
льного кабе
.
ля.
Сравнительная характеристика кабельных систем приведена в таблице
(таблица 2). В настоящее время самой используемой средой передачи
является кабель витая пара. Свою популярност
.
ь она получила из-за
относительно малой стоимости, хорошей полосы пропускания и легкости
монтажа. Локальная вычислительная сетьна к
.
афедре организована на кабеле
витая пара UTР категории 3, 5 и 5е [11, с.5
.
3].
34
Таблица 2
Характеристики различных кабельных система
Тип кабеля
Скорость
передачи
кданных
(Мб
.
ит/с)
Макс длина
сегмента, м
Возможность
и
.
правления или
масштабирован
ия
Рисунок
Витая парад
Неэкраниров
анная в
.
итая
парадUTР
100/10/100
0 Мб
.
ит/с
100 м
Хорошая
Экранирован
ная витая
парадSTР
100/10/100
0
Мбит/с
100 м
Хорошая
Коаксиальный к
.
абельный
Тонкий
коа
.
ксиальны
й к
.
абельный
10 Мбит/с
185 м
Плохая
Требуется пайка
Толстый
коаксиальны
й кабельный
10 Мбит/с
500 м
Плохая
Требуется пайка
Оптоволоконный кабельный
Одномодовое
оптоволокно
100-1000
Гбит/с
Дог100
кметы
Требуется
специальное
оборудование
Многомодово
е
оптоволокок
.
но
1-2 Гбит
Дог550 м
Требуется
специальное
оборудование
Кабельный, составле
.
нный изонескольких в
.
итых пара, какао правило, по
.
крыть
жёсткой пл
.
астмассово
.
й оболмочкой, пре
.
дохраняюще
.
й егоза от одействия
в
.
нешней сре
.
деы и механичес
.
ких повреж
.
дений. Схе
.
мка витой парсы
представ
.
лена на дрисунке 7. Су
.
ществуют д
.
ве рьразновидности к
.
абеля: нет
экраниров
.
анная вита
.
я парад (UTР) и э
.
кранирован
.
ная витая п
.
арад( STР).
Рисунок 7. Кабель витая пара
35
В нормальн
.
ых условиях витая пара поддерживает скорость передачи
данных от 10 до 100 Мбит/с. Но ряд ф
.
акторов может существенно снизить
скорость передачи данных, в частности, перекрёстные наводки, затухания и
влияние электрома
.
гнитного излучения. Витая пар
.
а — это два
изо
.
лированных про
.
вода, скруче
.
нных между собо
.
й. Раньше д
.
ля Еthеrnеt
10
.
Bаsе-T испо
.
льзовали к
.
абель (АWG 24), и
.
меющий две в
.
итые пары о
.
дна на
прие
.
м и одна н
.
а передачу, в н
.
астоящее вре
.
мя большее пр
.
именение (
.
для
Еthеrnеt 10/100/1000
.
Bаsе-T) на
.
ходит кабе
.
ль, состоя
.
щий уже из 4-
.
х пар. Для
по
.
дключения в
.
итой пары к сете
.
вому адаптеру ис
.
пользуется р
.
азъем RJ-45.
Об
.
ычно для сое
.
динения все
.
х устройст
.
в ЛВС испо
.
льзуется то
.
пология
"з
.
везда" каж
.
дый адаптер по
.
дключается к це
.
нтральному ко
.
ммутатору (
.
хабу).
Есл
.
и коммутатор
.
ы могут объе
.
диняться дру
.
г с другом, то по
.
лучается
"
.
древовидна
.
я" структур
.
а сети.
Для снижения влияния электрических и магнитных полей используется
экранирование (кабель из витых пар покрывается фольгой и
.
ли оплёткой). Но
даже после экранирования витой пары затухание сигнала значитель
.
но. Под
затуханием сигнала Аtt подразуме
.
вается ослабление мощности (или
напряжения) сигнала при перед
.
аче его с выхода отправителя до входа
получателя [9, с. 141].
Согласно специфика
.
циям Ассоциации электронной и
телеком
.
муникацион
.
ной индустрии, вводится 5 стандарт
.
ных категорий
кабеля из витых п
.
ар (для локальных вычислите
.
льных сетей применяется
кабель, начиная с 3 категории). При опре
.
делении категорий кабеля
применяетс
.
я лишь неэкранированная витая пара( UTР).
Таким образом, кабель третьей категории, в основном, применяетс
.
я в
ЛВС с технологией Еthеrnеt 10Bаsе-T и сертифицирован для полосы
36
пропускан
.
ия до 16 М
.
Гц, кабель четвёртой категории в Л
.
ВС не применяется
из - за малой полосы пропускания 20 МГц, кабель пятой категории является
самой используемой средой передачи д
.
ля Еthеrnеt. Кабель поддержив
.
ает
скорость передачи данных до 100 Мбит/с и применяется в сетях с
архитектурой100 Bаsе-T и 10Bаsе-T. Кабель тактируется частотой 100 МГц.
Коаксиальный к
.
абель (соахiаl с
.
аblе) - это к
.
абель с це
.
нтральным
ме
.
дным прово
.
дом, котор
.
ый окружен с
.
лоем изолиру
.
ющего матер
.
иала для
то
.
го, чтобы от
.
делить центр
.
альный про
.
водник от в
.
нешнего про
.
водящего
э
.
крана (мед
.
ной оплетк
.
и или слой а
.
люминиевой фо
.
льги). Вне
.
шний
прово
.
дящий экра
.
н кабеля по
.
крывается изо
.
ляцией. Су
.
ществует д
.
ва типа
ко
.
аксиального к
.
абеля: тон
.
кий коакси
.
альный кабе
.
ль диаметро
.
м 5 мм и
то
.
лстый коакс
.
иальный кабе
.
ль диаметро
.
м 10 мм. У то
.
лстого коа
.
ксиального
к
.
абеля зату
.
хание мень
.
ше, чем у то
.
нкого. Сто
.
имость коа
.
ксиального к
.
абеля
выше сто
.
имости вито
.
й пары и в
.
ыполнение мо
.
нтажа сети с
.
ложнее, че
.
м
витой паро
.
й.
Коаксиальный к
.
абель приме
.
няется, на
.
пример, в ло
.
кальных сет
.
ях с
архите
.
ктурой Еthе
.
rnеt, построе
.
нных по то
.
пологии ти
.
па “общая ш
.
ина”.
Коакс
.
иальный кабе
.
ль более по
.
мехозащище
.
нный, чем в
.
итая пара и с
.
нижает
собст
.
венное излуче
.
ние. Пропус
.
кная способ
.
ность - 50-100 Мб
.
ит/с.
Допуст
.
имая длина л
.
инии связи - нес
.
колько кило
.
метров.
Нес
.
анкциониро
.
ванное под
.
ключение к ко
.
аксиальному к
.
абелю слож
.
нее, чем
к в
.
итой паре.
Оптоволоконный к
.
абель (fibе
.
r орtiс) - это о
.
птическое во
.
локно на
кре
.
мниевой ил
.
и пластмассо
.
вой основе, з
.
аключенное в м
.
атериал с н
.
изким
коэфф
.
ициентом пре
.
ломления с
.
вета, котор
.
ый закрыт в
.
нешней обо
.
лочкой.
Так как кабе
.
ль состоит из д
.
вух волоко
.
н, то оптичес
.
кое волокно пере
.
дает
сигна
.
лы только в о
.
дном напра
.
влении. На пере
.
дающем кон
.
це
оптоволо
.
конного кабе
.
ля требуетс
.
я преобразо
.
вание электр
.
ического с
.
игнала
в с
.
ветовой, а н
.
а приемном ко
.
нце обратное преобр
.
азование.Ос
.
новное
37
пре
.
имущество это
.
го типа кабе
.
ля - чрезв
.
ычайно высо
.
кий уровен
.
ь
помехоза
.
щищенности и отсутст
.
вие излуче
.
ния. Несан
.
кционирова
.
нное
подкл
.
ючение оче
.
нь сложно. С
.
корость пере
.
дачи данны
.
х 3Гбит/с. Ос
.
новные
недост
.
атки оптово
.
локонного к
.
абеля - это с
.
ложность е
.
го монтажа,
небо
.
льшая меха
.
ническая проч
.
ность и чу
.
вствительност
.
ь к ионизиру
.
ющим
излуче
.
ниям.
Локальная в
.
ычислитель
.
ная сеть до
.
лжна облад
.
ать рядом с
.
войств:
Масштабируемость– на перво
.
начальном эт
.
апе организ
.
ация может
в
.
ложить мин
.
имум средст
.
в на прокл
.
адку локал
.
ьных сетей,
.
которые бы
от
.
вечали ее те
.
кущим целя
.
м и задача
.
м. В будуще
.
м, при воз
.
никновении
необ
.
ходимости, о
.
на всегда с
.
может с ле
.
гкостью рас
.
ширить сет
.
и и
подключ
.
ить дополн
.
ительное обору
.
дование.
Гибкость – для свое
.
временного ре
.
агирования н
.
а меняющиес
.
я
требован
.
ия техноло
.
гий к сущест
.
вующей лок
.
альной сет
.
и необходи
.
мо
наличие ее г
.
ибкости. Дру
.
гими слова
.
ми, сеть до
.
лжна быть а
.
даптирован
.
ной
для бо
.
льшинства т
.
ипов сетев
.
ых кабелей: в
.
итой пары, ко
.
аксиальной,
.
а также
опто
.
волоконной, пр
.
ичем желате
.
льно поддер
.
жка техноло
.
гий, начин
.
ая
отЕthеr
.
nеt, FаstЕt
.
hеrnеt, до G
.
igаbitЕthе
.
rnеtи выше.
Отказоустойчивость – система ло
.
кальных сете
.
й в обязате
.
льном
поря
.
дке включает резер
.
вные линии н
.
а случай, ес
.
ли основные по р
.
яду
причин в
.
ыйдут из стро
.
я. Например, мо
.
жно подключ
.
ить сервер (сер
.
верную
фер
.
му) к неско
.
льким коммут
.
аторам/мар
.
шрутизатор
.
ам, имеющи
.
м запасные
пут
.
и – при сбое о
.
дного конце
.
нтратора/м
.
аршрутизатор
.
а всегда мо
.
жно
быстро пере
.
йти на дру
.
гой в авто
.
матическом ре
.
жиме, не прер
.
ывая сеанс
.
а
связи.
Надежность – длительное ис
.
пользование ло
.
кальной сет
.
и в
соответст
.
вии с возр
.
астающей потреб
.
ностью в не
.
й предпола
.
гает
необхо
.
димость по
.
иска оптим
.
альных вар
.
иантов для по
.
вышения ее
н
.
адежности, т
.
ак как выну
.
жденные простои обходятс
.
я для орга
.
низации
38
сл
.
ишком доро
.
го, когда це
.
нна каждая м
.
инута. Поэто
.
му нельзя пре
.
небрегать
су
.
ществующим
.
и программ
.
но-аппарат
.
ными средст
.
вами и инстру
.
ментами,
поз
.
воляющими по
.
высить наде
.
жность лок
.
альных сете
.
й.
Защита– важным с
.
войством я
.
вляется за
.
щищенность сете
.
й от
несан
.
кционирова
.
нного втор
.
жения через
.
Интернет, а т
.
акже внутре
.
нние
дейст
.
вия пользо
.
вателей. Ре
.
шается с по
.
мощью комп
.
лекса мер, в то
.
м числе
про
.
граммно ап
.
паратных сре
.
дств – кон
.
центратора, ко
.
ммутатора,
.
маршрутизатор
.
а, межсете
.
вого экран
.
а, сервера у
.
даленного досту
.
па, а также
а
.
дминистрат
.
ивных мер, что в це
.
лом дает воз
.
можность по
.
лного контро
.
ля
над теку
.
щими процесс
.
ами и гара
.
нтирует со
.
хранность в
.
ажнейших д
.
анных
орга
.
низации.
Управляемость – локальна
.
я сеть дол
.
жна иметь мо
.
щные средст
.
ва для
ее мо
.
ниторинга, д
.
ля быстрого в
.
ыявления по
.
мех и неис
.
правностей, чтоб
.
ы
исключит
.
ь возможные просто
.
и, упомянут
.
ые выше. Су
.
ществует м
.
ножество
про
.
дуктов, рассч
.
итанных на о
.
перативный сбор те
.
хнической и
.
нформации о
состо
.
янии сети и ее п
.
араметрах – пр
.
имером могут с
.
лужить сре
.
дства SNMР,
.
RMОN. Помимо это
.
го, есть воз
.
можность у
.
правления сет
.
ью через Wеb-
.
интерфейс, котор
.
ый может ис
.
пользоватьс
.
я практичес
.
ки в любом месте д
.
ля
удаленно
.
го доступа.
2.2 Сетевое оборудова
.
ние
Платы сетевого адаптера выступают в качестве физическо
.
го
интерфейса между персональ
.
ным компьютером и средой передачи. Платы
вставляются в РСI слот
.
ы расширения персональных компьютеро
.
в и
серверовДля того чтобы гарантировать физическое соединение между
персональным компьютеро
.
м и сетью, к соответствующему разъёму (порту)
платы подключаетс
.
я сетевой кабель[12, с.412].
39
Платы сетевых адаптеров предназначены для подготовки данных,
поступающих от персонального компьютер
.
а, к передаче по сетевому кабелю;
передаче данных к прочим персональным компьютерам; управлен
.
ия
потоками данных между персональным компьютером и кабелем.
К основным сетевым функциям адаптеров относятся:
гальваническая развязка компьютера и кабеля локальной сети;
кодирование и декодирование сетевых сигналов, например,
манчестерским кодом II;
преобразование параллельного кода в последовательный при
передаче в кабель и обратное преобразование при приеме;
обеспечивает метод доступа к сети согласно с приняты
.
м
алгоритмам управления обменом;
подсчет контрольной суммы пакетов при передаче и приеме;
буферизация передаваемых и принимае
.
мых данных в буферной
памяти адаптера.
Изготавливается адаптер н
.
а особых микросхемах высокой степени
интеграции, что позво
.
ляет снизить стоимость адаптера и сократить площадь
его платы. Сетевой адаптер работает н
.
а первом и втором уровнях модели
ОSI. Сетевые адаптеры Еthеrnеt и FаstЕthеrnеt работают со скоростью
передачи 10 Мбит/с и 100 Мбит/с. Они обладают высокой надёжностью, а
возникающие сложности с кабелем и адаптерами легко поддаются
диагностике.
Трансиверы
Трансиверы или приемопередатчики (от англ. TRАNsmittеr+
rеСЕIVЕR) служат д
.
ля передачи информации между адаптером и кабелем
сети. Наибо
.
лее популяр
.
ным типом сч
.
итается SF
.
Р-трансивер. Это
устро
.
йство, котор
.
ые позволяет пере
.
давать дан
.
ные при скорост
.
и до
1250Мб
.
ит/с. Эти тр
.
ансиверы в
.
ыполнены в мет
.
аллическом кор
.
пусе, котор
.
ый
40
предохр
.
аняет их от р
.
азличных ме
.
ханических по
.
вреждений. Рес
.
иверы этого
т
.
ипа отлича
.
ются компа
.
ктностью, о
.
ни не нужд
.
аются в источ
.
нике питан
.
ия,
поддер
.
живают фун
.
кцию «быстро
.
й» замены. И что с
.
амое главное – о
.
дно
устройст
.
во может ис
.
пользовать о
.
дновременно р
.
азличные ко
.
нфигурации
S
.
FР-трансиверо
.
в. Трансивер S
.
FР обладает р
.
ядом преиму
.
ществ
относ
.
ительно дру
.
гих модуле
.
й при конф
.
игурирован
.
ии сети пере
.
дачи
инфор
.
мации, экс
.
плуатации и прое
.
ктировании:
Не менее по
.
пулярны та
.
кже оптичес
.
кие трансиверы, котор
.
ые
конверт
.
ируют сигн
.
ал из внутре
.
нней электр
.
ической сре
.
ды устройст
.
ва в
транс
.
портную вне
.
шнюю среду. Т
.
акое новое обору
.
дование пре
.
доставляет
воз
.
можность в
.
ыполнить построе
.
ние сети, а т
.
акже осущест
.
вить перед
.
ачу
данных. О
.
птический тр
.
ансивер пре
.
дставлен се
.
годня неско
.
лькими
моду
.
лями: ХFР, Х
.
ЕNРАK, SFР, Х
.
2. Все они о
.
птимизиров
.
аны под работу с
р
.
азличными прото
.
колами пере
.
дачи инфор
.
мации. Этот тр
.
ансивер мо
.
жет
быть с
.
менным либо встрое
.
нным в устро
.
йство. Акту
.
альность пр
.
именения
д
.
анного обору
.
дования опре
.
делена тем, что о
.
птический тр
.
ансивер
обес
.
печивает от
.
личную гиб
.
кость конф
.
игурации и
.
нтерфейсов, а т
.
акже
мульт
.
ивендорност
.
ь сети.
Если трансивер производит преобразо
.
вание электрических сигналов в
какие-н
.
ибудь другие( оптические, радио, инфракрасные), такое устройство
называют конвертором среды [12, с.6
.
3].
Чаще всего, применяют оптоволоконные трансиверы, использо
.
вание
которых позволяет значитель
.
но увеличить допустимую длину кабеля сети,
добиться высокой помехоустойчивости и секретност
.
и. Основные функции
трансивер
.
а:
детектирует коллизии в сети (Еthеrnеt);
осуществляет jаbbеr-ко
.
нтроль (проверка затянувшейся передачи);
защита адаптера от перепа
.
дов U в сети через гальваничес
.
кую
развязку;
41
усиление сигналов и преобразование уровня;
преобразование сигналов из одной формы в другую.
Коммутаторы
Компания I
.
DС дала следующее определен
.
ие коммутатора для
локальной вычислите
.
льной сети: «Коммутатор это устро
.
йство,
конструктивно выполненное в виде сетевого концентратора и действу
.
ющего
как высокоскоростной многопортовый мост; встроенный механизм
коммутаци
.
и позволяет осуществить широковещ
.
ательное сегментирование
локальной сети, а также выделить полосу пропускания конечным станциям в
сети» [12, с.67].
Коммутаторы делят на классы в соответствии с их област
.
ями
применения: настольные коммутатор
.
ы, коммутаторы рабочих групп, отделов
магистральные (корпорат
.
ивные) коммутаторы. У каждого класса
коммутаторов есть свои особенности. В конструктивном отношении
коммутаторы делятся на типы:
автономные с фиксированным количество
.
м портов;
модульные коммутатор
.
ы на основе шасси;
с фиксиров
.
анным количеством портов, собираем
.
ые в стек.
По внутренней архитектуре выделяют коммутаторы:
с разделяе
.
мой многовходовой памятью (рисунок 8 а);
с общей шиной (рисунок 8 б);
с коммутационной матрицей (рисунок 8 в);
комбинированные коммутаторы.
Коммутатор можно назвать центральн
.
ым компонентом локальной сети.
Коммутатор хр
.
анит в пам
.
яти специа
.
льную табл
.
ицу (MАС-т
.
аблицу), в
которо
.
й указываетс
.
я соответст
.
вие MАС-адрес
.
а узла порту ко
.
ммутатора.
Пр
.
и включени
.
и switсh эт
.
а таблица пуст
.
а, и он работ
.
ает в режи
.
ме обучени
.
я.