1.5.2.Повторители
Повторитель (repeator) используется для физического соединения двух сегментов кабеля для увеличения общей длины сети. Повторитель передает сигналы, приходящего из одного сегмента сети, в другие ее сегменты. Это устройство улучшает качество передаваемого сигнала: восстанавливает его мощность, амплитуду, форму сигнала, тем самым позволяет преодолеть ограничения на длину связей в сети (например, для сети Ethernet это 185м).
Рис. 3 Использование повторителей для увеличения размеров сети.
Повторитель является чисто электрическим устройством. Он не может прочитать содержимое проходящего через него кадра, поэтому никак их не обрабатывает. Приходящий кадр не сохраняется в буфере (как в других коммуникационных устройствах) а тут же передается дальше, в другой сегмент кабеля. В настоящее время отдельные повторители используются очень редко. Обычно их функции интегрированы в другие устройства (концентраторы и коммутаторы – см. далее).
1.5.3.Концентраторы
Концентратор (hub) – это многопортовый повторитель, соединяющий несколько физических сегментов сети. Каждый приходящий кадр концентратор дублирует и передает по другим своим портам. Концентраторы используются во многих технологиях локальных сетей для обеспечения их физической структуризации.
Концентратор имеет несколько портов для подключения отдельных узлов или сегментов сети и реализует физическую топологию «звезда». Однако в зависимости от используемой технологии локальной сети работа концентратора (и логическая топология сети) могут быть различными. Так, концентратор Ethernet повторяет сигналы, пришедшие с одного из своих портов на все свои другие порты (кроме этого). При этом все узлы логически получаются подключены по топологии шина (роль шины выполняет концентратор). Концентратор же Tocken Ring повторяет пришедший сигнал только на одном порту – к которому подключен следующий узел сети. Тем самым реализуется логическое кольцо.
Рис. 4. Концентраторы различных технологий
По функциональным возможностям выделяют несколько видов концентраторов:
Пассивный концентратор – обеспечивает соединение нескольких сегментов сети и передает пришедшие на любой порт сигналы через все другие порты. При этом сигнал никак не изменяется и не обрабатывается.
Активный (ретранслирующий) концентратор – работает как многопортовый повторитель, т.е. усиливает сигналы и восстанавливает их синхронизацию. Требует отдельного питания.
Управляемый концентратор – позволяет удаленно отслеживать состояние каждого порта и управлять своей работой. К концентратору можно подключаться либо непосредственно через встроенный COM – порт, либо через встроенный web-сервер удаленно через сеть. Для управления работой используется протокол SNMP (Simple Network Management Protocol – простой протокол управления сетью).
Кроме того, по своему исполнению концентраторы делятся на:
Автономные концентраторы небольшие устройства, обеспечивающие подключение небольшого числа узлов (4-16 портов). Используются в небольших локальных сетях.
Наращиваемые концентраторы могут объединяться в стек, соединяясь между собой короткими кабелями. При этом они работают как один концентратор с большим количеством портов. Используются в локальных сетях с возможностью поэтапного роста количества портов.
Модульные концентраторы используются в больших сетях и обеспечивают хорошую масштабируемость (наращиваемость) сети. Модульный концентратор представляет собой шасси (стойку) с блоком управления и системой питания. В эту стойку можно устанавливать отдельные коммуникационные модули, к которым и подключаются сегменты сети.
Концентраторы используются для физической структуризации локальной сети. С их помощью можно организовать различные сегменты сети в которых будут работать, например, рабочие станции отдельных отделов или рабочих групп (см. рис).
Рис. 5. Сеть, построенная с использованием концентраторов
Однако, поскольку концентраторы передают все принимаемые ими кадры по всем своим портам, то все они образуют единую среду передачи данных (одну область коллизий). Это приводит к тому, что рост количества узлов в сети приведет к резкому увеличению трафика и большой нагрузке на сеть. Более того, такая организация сети приводит к тому, что даже при передаче информации между узлами в пределах одной рабочей группы (например между компьютерами А и В) все остальные компьютеры сети должны ожидать освобождения единой среды передачи данных. Это приводит к нерациональному использованию пропускной способности сети.
Для решения этой проблемы используют логическую структуризацию сети, т.е. разбивают сеть на сегменты с локализованным трафиком. Для этой цели используют такие коммуникационные устройства как мосты, коммутаторы, маршрутизаторы и шлюзы.