Различие между маршрутизаторами и мостами

Маршрутизаторы превосходят мосты своей способностьюфильтровать и направлять пакеты данных в сети.

Так как маршрутизаторы работают на сетевом уровне, они могут соединять сети, использующие разную сетевую архитектуру, методы доступа к каналам связи и протоколы.

Маршрутизаторы не обладают такой способностью к анализу сообщений как мосты, но зато могут принимать решениео выборе оптимального пути для данных между двумя сетевымисегментами.

Мосты принимают решение по поводу адресации каждого изпоступивших пакетов данных, переправлять его через мост илинет в зависимости от адреса назначения. Маршрутизаторы же выбирают из таблицы маршрутов наилучший для данного пакета.

В «поле зрения» маршрутизаторов находятся только пакеты, адресованные к ним предыдущими маршрутизаторами, в то времякак мосты должны обрабатывать все пакеты сообщений в сегментесети, к которому они подключены.

Тип топологии или протокола уровня доступа к сети не имеетзначения для маршрутизаторов, так как они работают на уровеньвыше, чем мосты (сетевой уровень модели OSI). Маршрутизаторычасто используются для связи между сегментами с одинаковымипротоколами высокого уровня.

Шлюз (gateway)– ретрансляционная система, обеспечивающая взаимодействие информационных сетей.

Шлюз является наиболее сложной ретрансляционной системой, обеспечивающей взаимодействие сетей с различными наборами протоколов всех семи уровней. В свою очередь, наборы протоколов могут опираться на различные типы физических средств соединения.

В тех случаях, когда соединяются информационные сети, в них часть уровней может иметь одни и те же протоколы. Тогда сети соединяются не при помощи шлюза, а на основе более простых ретрансляционных систем, именуемых маршрутизаторами и мостами.

Шлюзы оперируют на верхних уровнях модели OSI (сеансовом, представительском и прикладном) и представляют наиболее развитый метод подсоединения сетевых сегментов и компьютерных сетей. Необходимость в сетевых шлюзах возникает при объединении двух систем, имеющих различную архитектуру.

Например, шлюз приходится использовать для соединения сети (протокол TCP/IP) и большой ЭВМ со стандартом SNA. Эти две архитектуры не имеют ничего общего, и потому требуется полностью переводить весь поток данных, проходящих между двумя системами.

51. Беспроводные технологии: радиосвязь, инфракрасная, связь в микроволновом диапазоне. Беспроводные сети Wi-Fi. Стандарты IEEE802.11a, IEEE802.11b, IEEE802.11g, IEEE802.11n. Оборудование для сетей Wi-Fi.

Методы беспроводной технологии (wireless) передачи данных являются удобным, а иногда незаменимым средством связи. Беспроводные технологии различаются по типам сигнала, частоте (большая частота означает большую скорость передачи) и расстоянию передачи. Большое значение имеют помехи и стоимость.

Можно выделить три основных типа беспроводной технологии:

− радиосвязь;

− связь в микроволновом диапазоне;

− инфракрасная связь.

Передача данных в микроволновом диапазоне (microwaves) использует высокие частоты и применяется как на коротких, так и на больших расстояниях. Главное ограничение заключается в том, чтобы передатчик и приемник были в зоне прямой видимости. Применяется в местах, где использование физического носителя затруднено. Передача данных в микроволновом диапазоне при использовании спутников может быть очень дорогой.

Инфракрасные технологии (Infrared transmission) функционируют на очень высоких частотах, приближающихся к частотам видимого света. Они могут быть использованы для установления двусторонней или широковещательной передачи на близких расстояниях. При инфракрасной связи обычно используют светодиоды (Light Emitting Diode, LED) для _______передачи инфракрасных волн приемнику. Инфракрасная передача ограничена малым расстоянием в прямой зоне видимости и может быть использована в офисных зданиях.

Технологии радиосвязи пересылают данные на радиочастотах и практически не имеют ограничений по дальности. Радиосвязь используется для соединения локальных сетей на больших географических расстояниях. Радиопередача в целом имеет высокую стоимость и чувствительна к электронному и атмосферному наложению, а также подвержена перехватам, поэтому требует шифрования для обеспечения уровня безопасности.

В настоящее время наибольшее распространение получила так называемая Wi-Fi связь, базирующаяся на стандарте IEEE 802.11. Wi-Fi сеть (Wireless Local Area Network, WLAN) – это радио-сеть, позволяющая передавать информацию между объектами по радиоволнам (без проводов). Разработкой стандартов в этой области занимается Wi-Fi Alliance.

Стандарты для Wi-Fi сетей

Стандарт IEEE 802.11a был ратифицирован в 1999 году, но начал применяться только с 2001 года. Данный стандарт используется в основном в США и Японии. В России и в Европе он не получил широкого распространения.

В соответсвиии со стандартом предполагается использование высокочастотного диапазона (от 5, 15 до 5, 350 ГГц и от 5, 725 до 5, 825 ГГц). В США данный диапазон называют диапазоном нелицензионной национальной информационной инфраструктуры (Unlicensed National Information Infrastructure, UNII).

По многим параметрам протокол 802.11a мало чем отличается от протокола 802.11g. Передача данных осуществляется на скоростях 6, 9, 12 и 18 Мбит/с.

Последовательность обработки входных данных (битов) в стандарте IEEE 802.11а включает операции избыточного кодирования (см. подраздел 11.1) и перемежения (изменения исходной последовательности) данных.

Стандарт IEEE 802.11b является своего рода расширением базового протокола 802.11 и, кроме скоростей 1 и 2 Мбит/с, предусматривает скорости 5, 5 и 11 Мбит/с.

Стандарт IEEE 802.11b обеспечивает максимальную теоретическую скорость передачи 11 Мбит/с, что сравнимо с обычной кабельной сетью 10 Base-T Ethernet. Однако такая скорость возможна лишь при условии, что в данный момент только одно WLAN-устройство осуществляет передачу. При увеличении числа пользователей полоса пропускания делится на всех и скорость работы падает.

Стандарт 802.11g окончательно был ратифицирован в июне 2003 года. Он является дальнейшей разработкой спецификации IEEE 802.11b и осуществляет передачу данных в том же частотном диапазоне.

При этом высокая скорость передачи достигается за счет одновременной передачи данных по всем каналам, тогда как скорость передачи в отдельном подканале может быть и невысокой.

В целом необходимо отметить, что в результате была достигнута скорость передачи данных 54 Мбит/с (11 Мбит/с у 802.11b), что явилось основным преимуществом этого стандарта. Как и IEEE 802.11b, новая спецификация предусматривает использование диапазона 2, 4 ГГц.

Особенностью данного стандарта является совместимость с 802.11b. Например, адаптеры 802.11b могут работать в сетях 802.11g (но при этом не быстрее 11 Мбит/с), а адаптеры 802.11g могут снижать скорость передачи данных до 11 Мбит/с для работы в старых сетях 802.11b.

Стандарт IEEE 802.11n основан на технологии OFDM-MIMO (Multiple Input Multiple Output). Очень многие реализованные в нем технические детали позаимствованы из стандарта 802.11a, однако в стандарте IEEE 802.11n предусматривается использование как частотного диапазона, принятого для стандарта IEEE 802.11a, так и частотного диапазона, принятого для стандартов IEEE 802.11b/g.

То есть устройства, поддерживающие стандарт IEEE 802.11n, могут работать в частотном диапазоне либо 5, либо 2, 4 ГГц, причем конкретная реализация зависит от страны.

Увеличение скорости передачи в стандарте IEEE 802.11n достигается, во-первых, благодаря удвоению ширины канала с 20 до 40 МГц, а во-вторых, за счет реализации технологии MIMO.

52. Особенности оптических систем связи (физические, технические). Разновидности и характеристики оптического кабеля. Достоинства и недостатки оптических систем связи.

Волоконно-оптические линии связи– это вид связи, при котором информация передается по оптическим диэлектрическим волноводам, известным под названием оптическое волокно.

Оптическое волокно в настоящее время считается самой совершенной физической средой для передачи информации, а также самой перспективной средой для передачи больших потоков информации на значительные расстояния. Основания так считать вытекают из ряда особенностей, присущих оптическим волноводам.

Физические особенности. Широкополосность оптических сигналов обусловлена чрезвычайно высокой частотой несущей (Fo == 1014 Гц). Это означает, что по оптической линии связи можно передавать информацию со скоростью порядка 1000 Мбит/с. Говоря другими словами, по одному волокну можно передать одновременно 10 миллионов телефонных разговоров и миллион видеосигналов. Скорость передачи данных может быть увеличена за счет передачи информации сразу в двух направлениях, так как световые волны могут распространяться в одном волокне независимо друг от друга. На сегодняшний день предел по плотности передаваемой информации по оптическому волокну не достигнут.

Очень малое (по сравнению с другими средами) затухание светового сигнала в волокне. Лучшие образцы российского волокна имеют затухание 0, 22 дБ/км на длине волны 1, 55 мкм, что позволяет строить линии связи длиной до 100 км без регенерации сигналов (промежуточного усиления). Для сравнения, лучшее волокно Sumitomo на длине волны 1, 55 мкм имеет затухание 0, 154 дБ/км. В лабораториях разрабатываются еще более «прозрачные», так называемые фторцирконатные волокна с теоретическим пределом порядка 0, 02 дБ/км на длине волны 2, 5 мкм. Лабораторные исследования показали, что на основе таких волокон могут быть созданы линии связи с регенерационными участками через 4600 км при скорости передачи порядка 1 Гбит/с.

Технические особенности и преимущества оптических волокон. Волокно изготовлено из кварца, основу которого составляет двуокись кремния, широко распространенного, а потому недорогого материала, в отличие от меди.

Оптические волокна имеют диаметр около 100 мкм, то есть очень компактны и легки, что делает их перспективными для использования в авиации, приборостроении, в кабельной технике.

Применяя особо прочный пластик, на кабельных заводах изготавливают самонесущие подвесные кабели, не содержащие металла и тем самым безопасные в электрическом отношении. Такие кабели можно монтировать на мачтах существующих линий электропередач, как отдельно, так и встроенными в фазовый провод, экономя значительные средства на прокладку кабеля через реки и

другие преграды.

Системы связи на основе оптических волокон устойчивы к электромагнитным помехам, а передаваемая по световодам информация защищена от несанкционированного доступа. Волоконнооптические линии связи нельзя прослушать, не разрушив поверхность канала. Всякие воздействия на волокно могут быть зарегистрированы методом мониторинга (непрерывного контроля) целостности линии. Важное свойство оптического волокна – долговечность. Время жизни волокна, то есть сохранение им своих свойств в определенных пределах, превышает 25 лет, что позволяет проложить оптико-волоконный кабель один раз и по мере необходимости наращивать пропускную способность канала путем замены приемников и передатчиков на более быстродействующие.

Недостатки волоконной технологии. При создании линии связи требуются высоконадежные активные элементы, преобразующие электрические сигналы в свет и свет в электрические сигналы. Необходимы также оптические коннекторы (соединители) с малыми оптическими потерями и большим ресурсом на подключение-отключение. Точность изготовления таких элементов линии связи должна соответствовать длине волны излучения, то есть погрешности должны быть порядка доли микрона. Поэтому производство таких компонентов оптических линий связи очень дорогостоящее. Другой недостаток заключается в том, что для монтажа оптических волокон требуется прецизионное (высокоточное), а потому дорогое технологическое оборудование. Как следствие, при аварии (обрыве) оптического кабеля затраты на восстановление выше, чем при работе с медными кабелями.

В зависимости от распределения показателя преломления и от величины диаметра сердечника различают:

− многомодовое волокно со ступенчатым изменением показателя преломления;

− многомодовое волокно с плавным изменением показателя преломления;

− одномодовое волокно.

Понятие «мода» описывает режим распространения световых лучей во внутреннем сердечнике кабеля.

В одномодовом кабеле (Single Mode Fiber, SMF) используется центральный проводник очень малого диаметра, соизмеримого с длиной волны света – от 5 до 10 мкм. При этом практически все лучи света распространяются вдоль оптической оси световода, не отражаясь от внешнего проводника.

В многомодовых кабелях (Multi Mode Fiber, MMF) используются более широкие внутренние сердечники, которые легче изготовить технологически. В стандартах определены два наиболее употребительных многомодовых кабеля: 62, 5/125 мкм и 50/125 мкм, где 62, 5 мкм или 50 мкм – это диаметр центрального проводника, а 125 мкм – диаметр внешнего проводника. В многомодовых кабелях во внутреннем проводнике одновременно существует несколько световых лучей, отражающихся от внешнего проводника под разными углами. Угол отражения луча называется модой луча.

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 56