Коммуникационные устройства ПК предназначены для обмена данными между компьютерами, компьютером и удаленным устройством ввода-вывода, а также для объединения компьютеров в локальную (Local Area Network, LAN) или глобальную (Wide Area Network, WAN) сеть (включая Интернет). Обмен данными требуется для различных целей: передачи файлов, совместного использования периферийных устройств (например, принтеров), доступа к разнообразным информационным услугам Интернета и частных сетей, приема и передачи факсимильных сообщений, посылки сообщений на пейджеры и мобильные телефоны, установления голосовой связи (IP-телефонии), видеосвязи и даже совместных игр по сети. Современные технологии, используемые для этих целей, рассмотрены в , а в этой главе описаны коммуникационные устройства: модемы и адаптеры проводных и беспроводных локальных сетей. Связь между компьютерами - правда, с рядом ограничений может быть установлена и другими средствами: через LPT-порты, последовательные шины FireWire и USB. Конечно, практическую (прикладную) пользу из подключения компьютера к сети можно извлечь только при наличии сетевого программного обеспечения, но его рассмотрение не является темой данной книги.

Варианты подключения

Для подключения отдельного (например, домашнего) компьютера к Интернету необходимо обеспечить его связь с интернет-провайдером (поставщиком услуг). Для такой связи существуют несколько вариантов, различающихся по доступности, пропускной способности, стоимости:

Подключение через модем по обычной (коммутируемой) телефонной линии - самый массовый и доступный способ. Для этого необходимо установить модем (внутренний или внешний) и настроить интернет-браузер (прикладную программу) на данный тип связи (мастер настройки в Windows задаст все необходимые вопросы). Также нужно заключить договор с провайдером и получить у него номер телефона, по которому модем должен дозваниваться к провайдеру, имя пользователя и пароль. Провайдер, в принципе может находиться в любом месте, но не следует выбирать слишком далекого (в плане телефонной сети) провайдера, тем более иногороднего или зарубежного (будет слишком дорого). Далее при запуске браузера модем автоматически (или с запросом подтверждения) по команде браузера будет дозваниваться до провайдера и устанавливать соединение (на это могут уходить минуты, если, конечно, легко дозвониться до провайдера). После установления соединения можно пользоваться всеми благами Сети. Условия оплаты могут быть различными: фиксированная оплата при ограниченном объеме пересылаемой информации (трафика); повременная оплата подключения; оплата по трафику и их различные комбинации. При повременной оплате не следует забывать разрывать связь по окончании активной работы в Сети (это экономит деньги). У подключения через модем есть ряд недостатков: скорость приема данных из сети не может превышать 56 Кбит/с, а передачи - еще ниже. При плохой АТС пользователя или плохих линиях связи, а также с плохим провайдером связь окажется неустойчивой, соединения будут разрываться, и копирование больших файлов в таких условиях может быть не только длительным, но и невозможным. Во время работы в Сети данной телефонной линией пользоваться для разговоров, естественно, невозможно. Извне дозвониться до увлеченного абонента Сети тоже проблематично (хотя можно по электронной почте послать ему письмо). Абоненты сблокированных телефонов могут испытывать технические трудности подключения, а также сложности в дележе телефонного времени с соседями. Вероятный переход на повременную оплату телефонных разговоров может заметно удорожить этот пока что самый доступный способ подключения.

Подключение через xDSL-модемы по обычной телефонной линиц. Для этого должны быть установлены соответствующие модемы у пользователя и провайдера, но провайдер, кроме того, должен физически находиться на территории АТС, обслуживающей данного пользователя. Такие модемы дороже обычных, но зато обеспечивают более высокую скорость передачи. К тому же модем работает независимо от телефона, подключенного к той же линии. К xDSL-модему можно подключать и небольшую локальную сеть компьютеров (ряд xDSL-модемов подключаются прямо через Ethernet).

Подключение через выделенную двух- или четырехпроводную телефонную линию с помощью специального модема. Это подключение уже никак не связано с телефоном, здесь используются только телефонные кабели. Подключение может быть организационно сложным, поскольку далеко не всегда в телефонных кабелях имеются свободные пары. Качество и скорость связи, как правило, выше, чем у обычных модемов, но выше и цена оборудования.

Подключение через сеть кабельного телевидения и кабельный модем. Пока что не очень распространенный способ, поскольку он выгоден провайдеру (владельцу сети кабельного телевидения) лишь при существенном числе абонентов, желающих подключиться к Сети.

Подключение через цифровую сеть ISDN. Для этого требуются адаптер подключения к ISDN (часто называемый ISDN-модемом) и собственно линия ISDN, проложенная к пользователю. Скорость передачи - 64 или 128 Кбит/с (для абонентов с интерфейсом BRI), но даже для этого начального уровня сеть ISDN - дорогое удовольствие.

Спутниковое подключение. Провайдер обеспечивает высокоскоростную передачу нисходящего трафика (из Сети к пользователю) через спутник, для приема требуются спутниковая антенна и специальный приемник, подключаемый к компьютеру. Обратный канал организуется одним из традиционных проводных способов (чаще - через коммутируемые телефонные линии).

Подключение через оптоволоконную линию связи - самое дорогое, но и качественное соединение. Для этого требуется прокладка оптоволоконного кабеля от провайдера до пользователя, причем одному пользователю требуется только пара волокон. Оконечная аппаратура дорогостоящая, но скорость передачи упирается только в физические возможности провайдера (и финансовые - пользователя).

Подключение к локальной сети, являющейся IP-подсетью Интернета. Технически это самое простое подключение - необходим сетевой адаптер, подключенный к локальной сети. К адаптеру подключается сетевой протокол IP, назначается IP-адрес, и компьютер становится полноправным членом Сети. Вопросы связи с провайдером ложатся на администратора сети, который должен позаботиться об отделении локальной сети от глобальной маршрутизатором. Связь маршрутизатора с провайдером может выполняться одним из вышеописанных способов.

Сетевой адаптер – это специальное устройство, которое предназначено для сопряжения компьютера с локальной сетью и для организации двунаправленного обмена данными в сети. Сетевая карта вставляется в свободный слот расширения на материнской плате и оборудована собственным процессором и памятью, а для подключения к сети имеет разъем типа RJ-45. Наиболее распространены карты типа PCI, которые вставляются в слот расширения PCI на материнской плате. В зависимости от применяемой технологии Ethernet, Fast Ethernet или Gigabit Ethernet и сетевой карты скорость передачи данных в сети может быть: 10, 100 или 1000 Мбит/с.

Сетевые кабели . В качестве кабелей соединяющих отдельные ПК и коммуникационное оборудование в локальных сетях применяются:

1. Витая пара – передающая линия связи, которая представляет собой два провода, перекрученных друг с другом с определенным шагом с целью снижения влияния электромагнитных полей.

2. Коаксиальный кабель – кабель, который состоит из одного центрального проводника в изоляторе и второго проводника расположенного поверх изолятора.

3. Оптический кабель – это кабель, в котором носителем информации является световой луч, распространяющийся по оптическому волокну.

Кроме того, в качестве передающей среды в беспроводных локальных сетях используются радиоволны в микроволновом диапазоне.

К коммуникационному оборудованию локальных сетей относятся : трансиверы, повторители, концентраторы, мосты, коммутаторы, маршрутизаторы и шлюзы.

Часть оборудования (приемопередатчики или трансиверы, повторители или репитеры и концентраторы или hubs) служит для объединения нескольких компьютеров в требуемую конфигурацию сети . Соединенные с концентратором ПК образуют один сегмент локальной сети, т.е. концентраторы являются средством физической структуризации сети, так как, разбивая сеть на сегменты, упрощают подключение к сети большого числа ПК.

Другая часть оборудования (мосты, коммутаторы) предназначены для логической структуризации сети . Так как локальные сети являются широковещательными (Ethernet и Token Ring), то с увеличением количества компьютеров в сети, построенной на основе концентраторов, увеличивается время задержки доступа компьютеров к сети и возникновению коллизий. Поэтому в сетях, построенных на хабах, устанавливают мосты или коммутаторы между каждыми тремя или четырьмя концентраторами, т.е. осуществляют логическую структуризацию сети с целью недопущения коллизий.

Третья часть оборудования предназначена для объединения нескольких локальных сетей в единую сеть: маршрутизаторы (routers), шлюзы (gateways). К этой части оборудования можно отнести и мосты (bridges), а также коммутаторы (switches).

Повторители (repeater) – устройства для восстановления и усиления сигналов в сети, служащие для увеличения ее длины.

Приемопередатчики (трансиверы) – это устройства, предназначенные для приема пакетов от контроллера рабочих станций сети и передачи их в сеть. Трансиверы (конверторы) могут преобразовывать электрические сигналы в другие виды сигналов (оптические или радиосигналы) с целью использования других сред передачи информации.

Концентраторы или хабы (Hub) – устройства множественного доступа, которые объединяет в одной точке отдельные физические отрезки кабеля, образуют общую среду передачи данных или сегменты сети, т.е. хабы используются для создания сегментов и являются средством физической структуризации сети.

Мосты (bridges) – это программно – аппаратные устройства, которые обеспечивают соединение нескольких локальных сетей между собой. Мосты предназначены для логической структуризации сети или для соединения в основном идентичных сетей, имеющих некоторые физические различия.

Коммутаторы (switches) - программно – аппаратные устройства являются быстродействующим аналогом мостов, которые делят общую среду передачи данных на логические сегменты. Логический сегмент образуется путем объединения нескольких физических сегментов с помощью одного или нескольких концентраторов. Каждый логический сегмент подключается к отдельному порту коммутатора. При поступлении данных с компьютера - отправителя на какой-либо из портов коммутатор передаст эти данные, но не на все порты, как в концентраторе, а только на тот порт, к которому подключен сегмент, содержащий компьютер - получатель данных.

Маршрутизаторы (routers). Эти устройства обеспечивают выбор маршрута передачи данных между несколькими сетями, имеющими различную архитектуру или протоколы. Они обеспечивают сложный уровень сервиса, так как могут выполнять “интеллектуальные” функции: выбор наилучшего маршрута для передачи сообщения, адресованного другой сети; защиту данных; буферизацию передаваемых данных; различные протокольные преобразования. Маршрутизаторы применяют только для связи однородных сетей.

Шлюзы (gateway) – устройства (компьютер), служащие для объединения разнородных сетей с различными протоколами обмена. Шлюзы выполняют протокольное преобразование для сети, в частности преобразование сообщения из одного формата в другой.

Эффективность функционирования ЛВС определяется параметрами, выбранными при конфигурировании сети. Конфигурация сети базируется на существующих технологиях и мировом опыте, а также на принятых во всем мире стандартах построения ЛВС и определяется требованиями, предъявляемыми к ней, а также финансовыми возможностями организаций.

Исходя из существующих условий и требований, в каждом отдельном случае выбирается топология сети, кабельная структура, коммуникационное оборудование, протоколы и методы передачи данных, способы организации взаимодействия устройств, сетевая операционная система.

Выбор типа коммуникационного устройства, обеспечивающего подключение ПК к информационной сети того или иного масштаба, и его конкретной модели напрямую зависит от способа подключения к сети и характеристик линии связи, оговоренных вариантом задания (см. таблицу П1.2. ).

Дополнительные устройства

К числу таких устройств в первую очередь следует отнести устройства обеспечения ПК качественным электропитанием. Сети электропитания мегаполисов и промышленных центров характеризует наличие высоковольтных импульсных бросков напряжения (высокочастотные помехи), долговременное изменение уровня напряжения, выходящее за пределы эксплуатационных требований, и кратковременные перебои подачи напряжения. Эти факторы негативно сказываются на работоспособности ПК и могут привести к потере информации, «зависанию» компьютера и даже полному выходу из строя отдельных узлов.

Устранить (точнее – эффективно снизить) воздействие высокочастотных (ВЧ) помех можно, используя подключение ПК к электросети через сетевой фильтр . Сетевой фильтр представляет собой недорогое устройство, в электрическую цепь которого включены реактивные элементы – конденсаторы и индуктивности, весьма существенно понижающие уровень ВЧ помех. От других видов перебоев электропитания сетевой фильтр не защищает ! В виду существенной важности решаемой сетевым фильтром задачи, при выборе конкретной модели не стоит ориентироваться на широко представленную на рынке продукцию сомнительного качества от неизвестных производителей. В качестве достойного выбора могут быть рекомендованы сетевые фильтры компании APC .

Единственной надежной защитой комплекса ПК и периферийного оборудования от всех видов изменений и отключений питающего напряжения являются (Uninterruptible Power Supply – UPS ). Источники бесперебойного питания (ИБП) строятся на основе несколько различных структурных схем, отличающихся сложностью и, соответственно, эффективностью работы и ценой. Для применения в домашних или индивидуальных офисных условиях могут быть рекомендованы относительно простые и недорогие линейно-интерактивные ИБП. Более простые и, соответственно, дешевые ИБП, относящиеся к типу «резервные », не всегда могут обеспечить качественное электропитание в экстремальных ситуациях. Если речь идет об электропитании серверов, лучше ориентироваться на качественные ИБП с двойным преобразованием частоты (или On-line ИБП). В любом случае следует выбирать модели ИБП от известных, хорошо зарекомендовавших себя производителей. Говоря о позициях конкретных компаний на рынке ИБП, можно отметить, что в сегменте ИБП малой мощности (до 3 кВА) около половины рынка принадлежит компании APC , что во многом объясняется разветвленной сетью партнеров и дистрибьюторов. На втором месте идет компания Invensys (владелец торговых марок Best Power и Powerware ). На третьем по объему реализуемой продукции с примерно равными позициями идут компании Liebert-Hiross и Chloride .

При выборе конкретной модели ИБП следует иметь в виду, что в паспортных данных на них приводится полная мощность источника (измеряется в Вольт-Амперах), в то время как для потребителей обычно указывается активная мощность (измеряется в Ваттах). То есть, суммируя мощность, потребляемую ПК и другими устройствами от ИБП, следует выбирать ИБП со значением полной мощности примерно на 30% большим , чем полученное суммарное значение активной мощности подключенных потребителей.

Дополнительные сведения, касающиеся возникающих в процессе выполнения работы вопросов, можно подучить, прибегнув к рекомендуемым источникам информации, а также к другим современным публикациям по этой тематике.

Библиографический СПИСОК

1. Соломенчук В., Шишигин И., Колесниченко О. Аппаратные средства PC. Наиболее полное руководство в подлиннике. 6-е издание, перераб. – СПб: BHV, 2009. – 800 с.

2. Жадаев А.Г. Персональный компьютер: Сборка, запуск, диагностика. – М: НТ Пресс, 2009. – 384 с.

3. www.stream.ru/

4. www.ixbt.com/

5. www.price.ru/

Приложение 1

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

Таблица П1.1

1-я цифра варианта	характер работ и приложений, на выполнение которых преимущественно ориентирован ПК
	Домашний ПК: работа с офисными приложениями (MSOffice ); просмотр видео; печать текста и таблиц.
0, 2	Домашний ПК: работа с графикой на любительском уровне; качественная печать изображений; сканирование печатных изображений и фотопленок.
	Домашний ПК: работа со звуком на любительском уровне; качественное звуковоспроизведение; просмотр видео; просмотр программ телевизионного вещания.
	Домашний ПК: компьютерные игры с 3D -графикой и качественным звуком; просмотр видео.
	Офисный ПК: работа с офисными приложениями (MSOffice ); печать текста и таблиц.
	Офисный ПК: работа с пакетами «1С », «Консультант Плюс », «Гарант »; печать текста и таблиц.
	Офисный ПК: работа с текстом и графикой среднего качества; печать изображений; сканирование печатных изображений и пленок.
	Офисный ПК: работа с чертежной графикой; пакет «Автокад »; печать изображений; сканирование печатных изображений и текста.
	Офисный ПК: создание презентационных слайд-роликов (MS PowerPoint ).

Таблица П1.2.

Таблица П1.3.

Таблица П1.4.

3-я цифра варианта	площадь, предоставляемая для размещения ПК и периферийного оборудования
	800x600 мм; допускается двухъярусное размещение с использованием ниш, подставок, полок и т.п.
	1000x550 мм; допускается двухъярусное размещение с использованием ниш, подставок, полок и т.п.
	900x600 мм; на одной рабочей поверхности (в один ярус)
	1100x500 мм; на одной рабочей поверхности (в один ярус)
	1000x700 мм; допускается двухъярусное размещение с использованием ниш, подставок, полок и т.п.
	750x550 мм; допускается двухъярусное размещение с использованием ниш, подставок, полок и т.п.
	без ограничения площади

Приложение 2

ОРИЕНТИРОВОЧНЫЕ МИНИМАЛЬНЫЕ

АППАРАТНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПК

ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ РАЗЛИЧНЫХ ПРИЛОЖЕНИЙ

выполняемые задачи и приложения	минимальные аппаратные требования
работа с офисными приложениями (MSOffice )	CPU: Intel Core 2 Duo или AMD Athlon X2 Dual-Core; DRAM: 2 Gb; VRAM : 256 Mb; HDD: 500 Gb; разрешение видеосистемы: 1024 x768
работа с пакетами «1С », «Консультант Плюс », «Гарант »
работа с текстом и графикой среднего качества
работа со звуком на любительском уровне; качественное звуковоспроизведение; просмотр DVD ;	CPU: Intel Core i3 или AMD Athlon X2 Dual-Core; DRAM: 4 Gb; VRAM : 512 Mb; HDD: 350 Gb; разрешение видеосистемы: 1920 x1080
работа с графикой на любительском уровне
компьютерные игры с 3D -графикой и качественным звуком
работа с чертежной графикой; пакет «Автокад »
сервер поддержки небольшой локальной сети, совмещенный с файловым сервером	CPU: Intel Core 2 Quad или Core 2 Extreme; DRAM: 4 Gb; HDD: 500 Gb и выше; поддержка RAID

Приложение 3

АДРЕСА WEB-САЙТОВ НЕКОТОРЫХ ВЕДУЩИХ МИРОВЫХ
ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ КОМПЬЮТЕРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

компания	адрес WEB -сайта (URL ) головной организации или российского отделения	основная продукция
3COM	http://www.3com.ru	сетевое оборудование
ABIT	http://www.abit.ru	системные платы
Adaptec	http://www.adaptec.com	контроллеры
AGFA	http://www.agfa.com	сканеры
AMD	http://www.amd.ru	процессоры
Aopen	http://www.aopen.ru	компьютерное оборудование
APC	http://www.apc.ru	источники бесперебойного питания, сетевые фильтры
ASUSTEK	http://www.asus.ru
ATI Technologies	http://www.atitech.com/	графические адаптеры
A-Trend	http://www.atrend.com.tw/	системные платы
Creative Technology	http://ru.europe.creative.com/	звуковые платы
Canon	http://www.canon.ru/	принтеры, сканеры, цифровые камеры
Chloride	http://www.chloride.ru/	источники бесперебойного питания
DataExpert	http://www.dataexpert.com	системные платы, графические адаптеры
Diamond Multimedia	http://www.diamondmm.com	графические адаптеры
Epson	http://www.epson.ru/	принтеры, сканеры, проекторы
Gigabyte	http://www.gigabyte.ru/	системные платы, графические карты
Hewlett-Packard	http://www.hp.ru/	компьютеры, принтеры, сканеры
Hitachi	http://www.hitachi.ru/	мониторы, жесткие диски, приводы DVD
IBM	http://www.ibm/com/ru/	компьютеры, мониторы
Intel	http://www.intel.ru/	процессоры, системные платы, сетевое оборудование
Invensys	http://www.invensys.com	источники бесперебойного питания
Lexmark	http://www.lexmark.ru	струйные принтеры, сетевое оборудование
Liebert-Hiross	http://www.liebert-hiross.ru	источники бесперебойного питания
Logitech	http://www.logitech.com/	клавиатуры, мыши, трекболы
Maxtor	http://www.maxtor.com/	жесткие диски
Mitsumi	http://www.mitsumi.com/	мыши, клавиатуры
Minolta	http://www.minolta.ru/, http://www.konicaminolta.ru	принтеры
NEC	http://www.nec.com/	мониторы, приводы DVD
Plextor	http://www.plextor.ru/	приводы DVD
Rambus	http://www.rambus.com/	память
Samsung	http://www.samsung.ru/	мониторы, жесткие диски, приводы BD/DVD
Seagate	http://www.seagate.com/	жесткие диски
Sony	http://www.sony.ru/	мониторы, приводы BD/DVD
TEAC	http://www.teac.com/	дисководы
Toshiba	http://www.toshiba.com.ru/	жесткие диски для ноутбуков
ViewSonic	http://www.viewsonic.ru/	мониторы
Western Digital	http://www.wdc.com/	жесткие диски
Wacom	http://www.wacom.ru/	графические планшеты
Xerox	http://www.xerox.ru/	принтеры, копиры, многофункциональные устройства
ZyXEL	http://www.zyxel.ru/	модемы, сетевые адаптеры, коммутаторы

Модемы

Модем предназначен для передачи информации на большие расстояния с использованием телефонных линий и включает в себя модулятор, который преобразует поступающую от компьютера двоичную информацию в аналоговые сигналы, и демодулятор, извлекающий из принятого модулированного сигнала закодированную двоичную информацию и передающий ее в компьютер.

Модем устанавливается между компьютером и телефонной линией, которая соединяет пользователя с провайдером услуг Интернет или с сервером удаленного доступа частной сети. Для доступа в Интернет или корпоративную сеть через телефонную сеть модем пользователя посылает вызов модему, находящемуся на сервере удаленного доступа (Remote Access Server – RAS). Модем любого типа является устройством последовательного действия, в котором биты данных передаются по одному один за другим.

Коммуникационные устройства

Известно много различных коммуникационных или коммутирующих устройств, таких, как повторители, мосты, концентраторы, маршрутизаторы и шлюзы. В табл. 9.2 приведено соответствие коммутирующих устройств уровням стандартной сетевой модели OSI.

Таблица 9.2

Рассмотрение коммутирующих устройств с точки зрения семиуровневой модели OSI позволяет выявить, какая часть информации исходного сообщения используется промежуточными сетевыми устройствами для выбора маршрута в процессе его передачи от отправителя к получателю. Подготовленные отправителем данные (рис. 9.6) последовательно передаются:

Рис. 9.6.

• на транспортный уровень, который добавляет к ним свой заголовок (например, заголовок TCP – протокола управления передачей);
• сетевой уровень, который, в свою очередь, также добавляет свой заголовок (пакета), в результате чего формируется пакет сетевого уровня (например, 1Р-пакет);
• канальный уровень, где формируется кадр путем добавления еще одного заголовка (кадра) и концевика в виде контрольной суммы (CRC-кода);
• физический уровень для транспортировки по сети.

Рассмотрим особенности коммутирующих устройств и выявим, как они соотносятся с пакетами и кадрами.

Повторители (Repeaters) являются коммуникационными устройствами самого нижнего, физического уровня. Простейший повторитель представляет собой двухпортовое аналоговое устройство для физического соединения различных сегментов кабеля локальной сети с целью увеличения общей длины сети (рис. 9.7, а). Каждый порт имеет собственный трансивер, состоящий из передатчика и приемника. Повторитель улучшает качество передаваемого сигнала: восстанавливает амплитуду и мощность выходного сигнала, уменьшает длительность фронтов и т.п. В сети

Рис. 9.7.

Ethernet допускается установка четырех повторителей, что позволяет увеличить длину кабеля до 2500 м.

Концентраторы (Concentrator); или хабы (Hub), как и повторители, работают на физическом уровне, однако отличаются от них тем, что имеют несколько электрически связанных входов/выходов (портов), к которым подключены линии передачи. Все линии должны работать с одинаковыми скоростями. На рис. 9.7, б электрическая связь внутри коммутатора обозначена крупной точкой. Кадры, прибывающие на какую-либо линию (вход), передаются на все остальные линии (выходы). Если одновременно по разным линиям (входам) придут два кадра, то из-за наличия электрической связи в концентраторе произойдет столкновение (коллизия).

Концентраторы Ethernet имеют от 8 до 72 портов. Трансивер каждого порта помимо передатчика и приемника содержит детектор коллизий, с помощью которого можно обеспечить доступ к сети, а также изолировать порт, если на нем обнаруживаются непрерывные ошибки (коллизии).

Логическая структуризация сети осуществляется с помощью мостов, коммутаторов, маршрутизаторов и шлюзов. Рассмотрим мосты и коммутаторы, работающие на канальном уровне.

Мосты (Bridges) соединяют две (см. рис. 9.7, в) или более локальных сетей, называемых также подсетями, сегментами сети или доменами коллизий. Главная функция моста состоит в ретрансляции данных (кадра) из одного сегмента сети в другой. Мост, в отличие от повторителя или концентратора, анализирует адрес назначения кадра, при этом если:

• адрес назначения поступающего кадра относится к тому же сегменту, то кадр мостом игнорируется;
• адрес назначения известен мосту и относится к другому сегменту, то мост транслирует этот кадр в соответствующий порт;
• адрес назначения еще не известен мосту, то кадр транслируется во все порты, кроме того, откуда он пришел, а незнакомый адрес сохраняется для дальнейшего использования, т.е. в ходе работы мост самообучается. После самообучения мост передает кадры только в сегмент назначения, уменьшая тем самым общий объем передаваемых по сети данных.

Широковещательные и многоадресные кадры также транслируются во все порты. Мост позволяет изменять логическую структуру сети при сохранении физического расположения узлов и связей между ними. Логическое деление на подсети повышает безопасность данных, ограничивая доступ к ним отдельных пользователей.

Современные мосты, как и концентраторы, укомплектованы сетевыми платами, рассчитанными обычно на четыре или восемь входов определенного типа. При наличии нескольких плат мост способен работать с сетями разных типов.

Коммутаторы (Switch) являются усовершенствованными мостами и для маршрутизации также используют адреса кадров. Каждый коммутатор оснащен специализированным процессором, благодаря чему общая производительность коммутатора превышает производительность традиционного моста, имеющего один процессорный блок. Однако в отличие от мостов, соединяющих целые сети, коммутаторы чаще всего используются для соединения отдельных компьютеров (см. рис. 9.7, г). Поэтому коммутаторы имеют гораздо больше разъемов для сетевых плат, чем мосты. Каждый порт является областью столкновений (коллизий). Чтобы предотвратить их, каждый порт коммутатора снабжен буфером для хранения пришедших кадров. Поэтому коллизии могут возникнуть только при переполнении буфера. Для предотвращения коллизий современные коммутаторы начинают пересылать кадры сразу после получения их заголовков, т.е. они не используют протоколы с ожиданием. Такие коммутаторы называют сквозными. При этом чаще всего используется аппаратная реализация алгоритма без ожидания, тогда как в мостах традиционно присутствует процессор, программно реализующий маршрутизацию с ожиданием.

Маршрутизаторы (Router) относятся к сетевому уровню модели OSI и имеют существенные отличия от мостов и стандартных концентраторов. Основная функция маршрутизатора состоит в чтении заголовков пакетов сетевых протоколов и в принятии решения о дальнейшем маршруте следования пакета. На маршрутизатор прибывает пакет, сформированный сетевым уровнем (см. на рис. 9.6 выделен темным цветом), в котором отсутствует заголовок кадров и концевик (CRC). Пакет передается программному обеспечению маршрутизатора которое анализирует заголовок пакета и в соответствии с ним выбирает дальнейший путь пакета.

Появление маршрутизаторов обусловлено ограничениями мостов и коммутаторов по топологии связей и другим показателям. Благодаря использованию составных числовых адресов (с указанием номеров подсетей, компьютеров и собственных портов) маршрутизаторы более надежно и эффективно изолируют трафик отдельных частей сети друг от друга. Кроме локализации трафика маршрутизаторы способны выполнить многие другие полезные функции, например они могут работать в сети с замкнутыми контурами, осуществляя при этом выбор рационального маршрута из нескольких возможных, а также связывать в единую сеть подсети, построенные с использованием разных сетевых технологий, например Ethernet и Х.25.

Транспортные шлюзы служат для соединения компьютеров, использующих различные транспортные протоколы, ориентированные на работу с установлением соединения, например TCP/IP и АТМ. В этом случае транспортный шлюз может копировать пакеты, одновременно приводя их к нужному формату.

Шлюзы приложени й работают с форматами и содержимым пакетов на более высоком уровне. Например, шлюз E-Mail может переводить электронные письма в формат SMS-сообщений для мобильных телефонов.

Среды передачи данных

Основной составной частью телекоммуникационных сетей является физическая среда (Medium) или среда передачи данных, по которой передаются сигналы. В качестве такой среды используются коаксиальный кабель, кабель на основе витых пар, оптоволоконный кабель и беспроводная среда (свободное пространство).