Какое сетевое устройство воспроизводит сигнал данных без сегментации сети: Курс IT Essentials. Контрольная работа 7. Принципы организации сетей.

Курс IT Essentials. Контрольная работа 7. Принципы организации сетей.

14 июня, 2018Linux, Windows, Windows & Linux, Железо и Софт, Интернет & СетиDHCP, IT Essentials, LAN, Linux, Server, Windows, Диагностика, Защита информации, Информационная безопасностьadmin

Курс IT Essentials: PC Hardware and Software.

Контрольная работа по главе 7. Принципы организации сетей.

Вопрос 1.
Какое сетевое устройство воспроизводит сигнал данных без сегментации сети?

коммутатор
маршрутизатор
модем
+++ концентратор

Концентраторы иногда называют повторителями, поскольку они воспроизводят сигнал. Все устройства, подключенные к концентратору, используют общую пропускную способность (в отличие от коммутатора, который выделяет пропускную способность для каждого устройства).

Вопрос 2.
Компания готовится к расширению за пределы своей страны. Все филиалы должны быть постоянно подключены к главному офису корпорации. Какая сеть для этого понадобится?

Муниципальная сеть (MAN)
Локальная сеть (LAN)
Беспроводная локальная сеть (WLAN)
+++ Глобальная сеть (WAN)

Глобальная сеть (WAN) подключает несколько локальных сетей, расположенных в разных географических местоположениях. Муниципальная сеть (MAN) подключает несколько локальных сетей в большом комплексе зданий или в городе. WLAN — это беспроводная локальная сеть, покрывающая довольно небольшую географическую область.

Вопрос 3.
Коммутатор — это сетевое устройство, которое запоминает
MAC -адреса, изучая каждый входящий кадр данных.

Ответ 1: MAC

Коммутатор ведет таблицу коммутации, которая содержит список всех доступных MAC-адресов в сети. Таблица коммутации сохраняет MAC-адреса, проверяя MAC-адрес источника каждого входящего кадра.

Вопрос 4.
Какой тип сетевого кабеля используется телевизионными компаниями для передачи данных в виде электрических сигналов?

неэкранированная витая пара
экранированная витая пара
оптоволоконный кабель
+++ коаксиальный кабель

Для связи между устройствами в кабельном телевидении и системах спутниковой связи используется медный или алюминиевый коаксиальный кабель. 

Вопрос 5.
Студент помогает другу решить проблему с домашним компьютером, который перестал подключаться к Интернету. Изучив ситуацию, студент обнаруживает, что компьютеру был присвоен IP-адрес 169.254.100.88. По какой причине компьютер мог получить такой IP-адрес?

+++ недоступный сервер DHCP
статическая IP-адресация с использованием неполных данных
снижение выходной мощности блока питания компьютера
влияние окружающих устройств

Если компьютер не имеет статического IP-адреса или не может получить его с DHCP-сервера, Windows автоматически назначает компьютеру IP-адрес по алгоритму APIPA (автоматическое назначение частных IP-адресов), который использует диапазон адресов от 169.254.0.0 до 169.254.255.255.

Вопрос 6.
Сколько адресов узлов доступно в сети с маской подсети 255.255.0.0?

+++ 65 534
16 777 214
254
1024

Маска подсети 255.255.0.0 указывает на то, что узловая часть адреса состоит из шестнадцати бит, обозначаемых нулями. 16 возможных адресов узлов, которые могут быть использованы в сети.

Вопрос 7.
Как правильно записать префикс CIDR для маски подсети 255.0.0.0?

/24
/32
/16
+++ /8

Правильной записью CIDR для маски подсети 255.0.0.0 является /8. /8 указывает на то, что первые восемь бит маски подсети заполнены 1.

Вопрос 8.
Какие два протокола работают на транспортном уровне модели TCP/IP? (Выберите два варианта.)

IP
+++ TCP
ICMP
FTP
+++ UDP

Модель TCP/IP состоит из четырех уровней. Это уровень приложений, транспортный уровень, межсетевой уровень и уровень доступа к сети. Функции каждого уровня включают различные протоколы. На транспортном уровне действуют два протокола — TCP и UDP.

Вопрос 9.
Какой тип сети имеет небольшую зону действия и служит для подключения принтеров, мышей и клавиатур к отдельному узлу?

+++ персональная сеть (PAN)
локальная сеть (LAN)
беспроводная локальная сеть (WLAN)
муниципальная сеть (MAN)

Персональная сеть (PAN) соединяет такие устройства, как мыши, клавиатуры, принтеры, смартфоны и планшеты.  Для подключения этих устройств часто используется технология Bluetooth. Технология Bluetooth обеспечивает связь на небольшом расстоянии.

Вопрос 10.
Какой термин характеризует любое устройство в сети, которое может получать и передавать данные?

+++ узел
периферийное устройство
рабочая станция
сервер
консоль

Узел — общий термин для любого устройства в сети, которое может получать и передавать данные.

Вопрос 11.
Какой протокол действует на прикладном уровне модели TCP/IP?

TCP
ICMP
IP
+++ HTTP

Протоколы связаны с уровнями TCP/IP следующим образом:
HTTP > прикладной уровень
TCP > транспортный уровень
IP и ICMP > межсетевой уровень

Вопрос 12.
Как указать IPv6-адрес 2001:0db8:eeff:000a:0000:0000:0000:0001 в сжатом формате?

+++ 2001:db8:eeff:a::1
2001:db8:eeff:a:1
2001:db8:eeff:a::0001
2001:db8:eeff:a:::1

При сжатии IPv6-адреса применяется два правила.  Правило 1. В любом хекстете можно удалить ведущие нули. Правило 2. Смежные хекстеты, состоящие только из нулей, можно сократить до двойного двоеточия. Второе правило применяется только один раз.

Вопрос 13.
Какая эталонная модель делит описание работы сети на семь уровней и используется для обеспечения совместимости оборудования и приложений различных поставщиков?

TIA
+++ OSI
IEEE 802.3
DoD

Модель OSI делит описание работы сети на семь уровней. Она используется для обеспечения совместимости оборудования и приложений, разработанных одним поставщиком, с оборудованием и приложениями других поставщиков.

Вопрос 14.
На каком уровне модели TCP/IP выполняется маршрутизация?

+++ межсетевой уровень (уровень Интернет)
уровень приложений
транспортный уровень
уровень доступа к сети

Модель TCP/IP состоит из четырех уровней. Это уровень приложений, транспортный уровень, межсетевой уровень и уровень доступа к сети.  Каждый уровень поддерживает различные протоколы и функции. Межсетевой уровень поддерживает маршрутизацию и протоколы маршрутизации.

Вопрос 15.
Какой цвет имеет провод контакта 1 в стандарте T568B для кабелей Ethernet?

бело-зеленый
оранжевый
зеленый
бело-синий
+++ бело-оранжевый
синий
бело-коричневый
коричневый

В стандарте T568B установлена следующая последовательность цветов проводов:
Бело-оранжевый
Оранжевый
Бело-зеленый
Синий
Бело-синий
Зеленый
Бело-коричневый
Коричневый

Вопрос 16.
Какая организация по стандартам публикует действующие стандарты Ethernet?

EIA/TIA
CCITT
+++ IEEE
ANSI

Refer to curriculum topic: 7.2.2
В стандартах IEEE установлены действующие характеристики подключений Ethernet. Стандарт IEEE для Ethernet — 802.3.

Контрольная работа по дисциплине «Сетевые технологии» Тема контрольной работы «Основные сетевые устройства.

Их принцип работы, отличительные черты и функции»

Федеральное
Агентство Связи
Ордена Трудового
Красного Знамени федеральное
государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего образования
«Московский
технический университет связи и
информатики»

Центр
заочного обучения по программам
бакалавриата

Кафедра
информационной безопасности

Выполнила:
Иванова Иоанна, студентка группы БСТ17хх

Вариант:
03

Оглавление

Введение 3

Основная
часть 4

Заключение 12

Практическое
задание 13

Список
использованных источников информации 14

Введение

В
окружающем нас мире локальные
вычислительные сети встречаются
постоянно — на рабочих местах, в
образовательных учреждениях, и даже
дома. Локальные вычислительные сети
организовываются при помощи аппаратных
и программных средств. Каждый компонент
вычислительной сети в отдельности,
совокупность этих компонентов и способ
их организации влияют на работоспособность
сети. В данной контрольной работе описаны
основные сетевые устройства, а также
их принцип работы, отличительные черты
и функции.

Основная часть

Типичная
локальная вычислительная сеть состоит
из узлов (компьютеров, периферийного
оборудования (например, сетевые принтеры,
МФУ и т.д.)) и сетевого оборудования
(коммутаторы, маршрутизаторы и т.д.),
соединенных средой передачи данных
(проводной (медные и оптические кабели)
или беспроводной).

Устройства,
подключенные к какому-либо сегменту
сети, называют сетевыми устройствами.
Их принято подразделять на 2 группы:

1. Устройства
   пользователя.
   В эту группу входят компьютеры, принтеры,
   сканеры и другие устройства, которые
   выполняют функции, необходимые
   непосредственно пользователю сети;

2. Сетевые
   устройства.
   Эти устройства позволяют осуществлять
   связь с другими сетевыми устройствами
   или устройствами конечного пользователя.
   В сети они выполняют специфические
   функции

Устройства,
которые связывают конечного пользователя
с сетью, называются также оконечными
узлами или станциями (host).
Примером такого устройства является
обычный персональный компьютер. Для
работы в сети каждый хост оснащен платой
сетевого интерфейса
(в англоязычной среде Network Interface Card —
NIC),
также называемой сетевым
адаптером,
сетевой картой или Ethernet-адаптером.

Сетевой
адаптер представляет собой печатную
плату. В
настоящее время в персональных компьютерах
и ноутбуках контроллер и компоненты,
выполняющие функции сетевой платы,
довольно часто интегрированы в материнские
платы для удобства, в том числе унификации
драйвера и удешевления всего компьютера
в целом.
Однако,
также используются внутренние сетевые
карты, вставляемые в специальный слот
на материнской плате. Кроме
того существуют беспроводные сетевые
адаптеры, позволяющие выполнить
подключение к сети без использования
проводов, по Wi-Fi. Скорость приёма/передачи
при этом несколько снижается в сравнении
с традиционным способом.

Рисунок
1 — Сетевая карта

Коротко
принцип работы сетевой карты можно
описать так:

• Компьютером,
  во время передачи, в память сетевой
  карты записывается информация, которую
  необходимо обработать. Чип сетевого
  адаптера постоянно проверяет ячейки
  своей памяти и, обнаружив содержимое,
  начинает пересылать его на внешнее
  устройство.

• Во
  время приёма сигнал, появившийся на
  входе приёмника, дешифруется и переносится
  в память сетевой карты. Одновременно
  компьютер получает «извещение» о том,
  что принятые байты нужно забрать и
  обработать.

• При
  наличии и при отсутствии приёма/передачи
  сетевой адаптер посылает контрольные
  сигналы-импульсы на коммутационное
  устройство с целью проверки связи.

Важнейшая
характеристика сетевой карты — скорость
приема/передачи данных. Каждая сетевая
карта имеет уникальный код, называемый
MAC-адресом. Этот адрес используется для
организации работы этих устройств в
сети.

Остальные
сетевые устройства обеспечивают
транспортировку данных, которые
необходимо передавать между устройствами
конечного пользователя. Они удлиняют
и объединяют кабельные соединения,
преобразуют данные из одного формата
в другой и управляют передачей данных.
Примерами устройств, выполняющих
перечисленные функции, являются повторители,
концентраторы, мосты, коммутаторы и
маршрутизаторы.

Повторители
(в
англоязычной среде repeater)
представляют
собой сетевые устройства, функционирующие
на первом (физическом) уровне эталонной
модели OSI.
Для того чтобы понять работу повторителя,
необходимо знать, что по мере того, как
данные покидают устройство отправителя
и выходят в сеть, они преобразуются в
электрические или световые импульсы,
которые после этого передаются по
сетевой передающей среде. Такие импульсы
называются сигналами.
Когда сигналы покидают передающую
станцию, они являются четкими и легко
распознаваемыми. Однако чем больше
длина кабеля, тем более слабым и менее
различимым становится сигнал по мере
прохождения по сетевой передающей
среде. Целью использования повторителя
является регенерация и ресинхронизация
сетевых сигналов на битовом уровне, что
позволяет передавать их по среде на
большее расстояние. Термин повторитель
первоначально означал отдельный порт
‘‘на входе’’ некоторого устройства
и отдельный порт на его ‘‘выходе’’.
В настоящее время используются также
повторители с несколькими портами.
В эталонной
модели OSI повторители
классифицируются как устройства первого
уровня, поскольку они функционируют
только на битовом уровне и не просматривают
другую содержащуюся в пакете информацию.

Рисунок
2 — Повторитель

Концентратор
(в
англоязычной среде hub)
— это один из видов сетевых устройств,
которые можно устанавливать на уровне
доступа сети Ethernet. На концентраторах
есть несколько портов для подключения
узлов к сети. Концентраторы
— это простые устройства, не оборудованные
необходимыми электронными компонентами
для передачи сообщений между узлами в
сети. Концентратор не в состоянии
определить, какому узлу предназначено
конкретное сообщение. Он просто принимает
электронные сигналы одного порта и
воспроизводит (или ретранслирует) то
же сообщение для всех остальных портов.

Концентраторы
считаются устройствами первого уровня,
поскольку они всего лишь регенерируют
сигнал и повторяют его на всех своих
портах (на выходных сетевых соединениях).
Сетевой адаптер узла принимает только
сообщения, адресованные на правильный
MAC-адрес. Узлы игнорируют сообщения,
которые адресованы не им. Только узел,
которому адресовано данное сообщение,
обрабатывает его и отвечает отправителю.

Для
отправки и получения сообщений все
порты концентратора Ethernet подключаются
к одному и тому же каналу. Концентратор
называется устройством с общей полосой
пропускания, поскольку все узлы в нем
работают на одной полосе одного канала.

Через
концентратор Ethernet можно одновременно
отправлять только одно сообщение.
Возможно, два или более узла, подключенные
к одному концентратору, попытаются
одновременно отправить сообщение. При
этом происходит столкновение электронных
сигналов, из которых состоит сообщение.
Столкнувшиеся сообщения искажаются.
Узлы не смогут их прочесть. Поскольку
концентратор не декодирует сообщение,
он не обнаруживает, что оно искажено, и
повторяет его всем портам. Область сети,
в которой узел может получить искаженное
при столкновении сообщение, называется
доменом коллизий. Внутри этого домена
узел, получивший искаженное сообщение,
обнаруживает, что произошла коллизия.
Каждый отправляющий узел какое-то время
ждет и затем пытается снова отправить
или переправить сообщение. По мере того,
как количество подключенных к концентратору
узлов растет, растет и вероятность
столкновения. Чем больше столкновений,
тем больше будет повторов. При этом сеть
перегружается, и скорость передачи
сетевого трафика падает.

Концентраторы
и повторители имеют похожие характеристики,
поэтому концентраторы часто называют
многопортовыми
повторителями. Разница
между повторителем и концентратором
состоит лишь в количестве кабелей,
подсоединенных к устройству. В то время
как повторитель имеет только два порта,
концентратор обычно имеет от 4 до 20 и
более портов.

Рисунок
3 — Концентратор

Мост
(в англоязычной среде bridge) представляет
собой устройство второго уровня,
предназначенное для создания двух или
более сегментов локальной сети LAN, каждый
из которых является отдельным коллизионным
доменом. Иными словами, мосты предназначены
для более рационального использования
полосы пропускания. Целью моста является
фильтрация потоков данных в LAN-сети с
тем, чтобы локализовать внутрисегментную
передачу данных и вместе с тем сохранить
возможность связи с другими
частями
(сегментами) LAN-сети для перенаправления
туда потоков данных. Каждое сетевое
устройство имеет связанный с NIC-картой
уникальный MAC-адрес. Мост собирает
информацию о том, на какой его стороне
(порте) находится конкретный MAC-адрес,
и принимает решение о пересылке данных
на основании соответствующего списка
MAC-адресов. Мосты осуществляют фильтрацию
потоков данных на основе только
MAC-адресов узлов. По этой причине они
могут быстро пересылать данные любых
протоколов сетевого уровня. На решение
о пересылке не влияет тип используемого
протокола сетевого уровня, вследствие
этого мосты принимают решение только
о том, пересылать или не пересылать
фрейм, и это решение основывается лишь
на MAC-адресе получателя.

Мосты
могут анализировать входящие фреймы и
пересылать их (или отбросить) на основе
адресной информации. Мосты собирают и
передают пакеты между двумя или более
сегментами LAN-сети. Мосты поддерживают
таблицы MAC-адресов.

Мосты
увеличивают количество доменов коллизий
(и уменьшают их размер за счет сегментации
локальной сети), что позволяет нескольким
устройствам передавать данные
одновременно, не вызывая коллизий.

Отличительными
функциями моста являются фильтрация
фреймов на втором уровне и используемый
при этом способ обработки трафика. Для
фильтрации или выборочной доставки
данных мост создает таблицу всех
MAC-адресов, расположенных в данном
сетевом сегменте и в других известных
ему сетях, и преобразует их в соответствующие
номера портов.

Рисунок
4 — Мост

Коммутаторы
используют те же концепции и этапы
работы, которые характерны для мостов.
В самом простом случае коммутатор можно
назвать многопортовым мостом, но в
некоторых случаях такое упрощение
неправомерно.

Коммутатор
Ethernet используется на уровне доступа.
Как и концентратор, коммутатор соединяет
несколько узлов с сетью. В отличие от
концентратора, коммутатор в состоянии
передать сообщение конкретному узлу.
Когда узел отправляет сообщение другому
узлу через коммутатор, тот принимает и
декодирует кадры и считывает физический
(MAC) адрес сообщения.

В
таблице коммутатора, которая называется
таблицей MAC-адресов, находится список
активных портов и MAC-адресов подключенных
к ним узлов. Когда узлы обмениваются
сообщениями, коммутатор проверяет, есть
ли в таблице MAC-адрес. Если есть, коммутатор
устанавливает между портом источника
и назначения временное соединение,
которое называется канал. Этот новый
канал представляет собой назначенный
канал, по которому два узла обмениваются
данными. Другие узлы, подключенные к
коммутатору, работают на разных полосах
пропускания канала и не принимают
сообщения, адресованные не им. Для
каждого нового соединения между узлами
создается новый канал. Такие отдельные
каналы позволяют устанавливать несколько
соединений одновременно без возникновения
коллизий.

Поскольку
коммутация осуществляется на аппаратном
уровне, это происходит значительно
быстрее, чем аналогичная функция,
выполняемая мостом с помощью программного
обеспечения. Каждый порт коммутатора
можно рассматривать как отдельный
микромост. При этом каждый порт коммутатора
предоставляет каждой рабочей станции
всю полосу пропускания передающей
среды. Такой процесс называется
микросегментацией.

Однако,
как и мост, коммутатор пересылает
широковещательные пакеты всем сегментам
сети. Поэтому в сети, использующей
коммутаторы, все сегменты должны
рассматриваться как один широковещательный
домен.

Рисунок
5 — Коммутатор

Маршрутизаторы
(в
англоязычной среде router) представляют
собой устройства объединенных сетей,
которые пересылают пакеты между сетями
на основе адресов третьего уровня.
Маршрутизаторы способны выбирать
наилучший путь в сети для передаваемых
данных. Функционируя на третьем уровне,
маршрутизатор может принимать решения
на основе сетевых адресов вместо
использования индивидуальных MAC-адресов
второго уровня. Маршрутизаторы также
способны соединять между собой сети с
различными технологиями второго уровня,
такими, как Ethernet, Token Ring и Fiber Distributed Data
Interface (FDDI — распределенный интерфейс
передачи данных по волоконно»оптическим
каналам). Обычно маршрутизаторы также
соединяют между собой сети, использующие
технологию асинхронной передачи данных
ATM (Asynchronous Transfer Mode — ATM) и последовательные
соединения. Вследствие своей способности
пересылать пакеты на основе информации
третьего уровня, маршрутизаторы стали
основной магистралью глобальной сети
Internet и используют протокол IP.

Задачей
маршрутизатора является инспектирование
входящих пакетов (а именно, данных
третьего уровня), выбор для них наилучшего
пути по сети и их коммутация на
соответствующий выходной порт. В крупных
сетях маршрутизаторы являются главными
устройствами, регулирующими перемещение
по сети потоков данных. В принципе
маршрутизаторы позволяют обмениваться
информацией любым типам компьютеров.

Как
маршрутизатор определяет нужно ли
пересылать данные в другую сеть? В пакете
содержатся IP-адреса источника и назначения
и данные пересылаемого сообщения.
Маршрутизатор считывает сетевую часть
IP-адреса назначения и с ее помощью
определяет, по какой из подключенных
сетей лучше всего переслать сообщение
адресату.

Если
сетевая часть IP-адресов источника и
назначения не совпадает, для пересылки
сообщения необходимо использовать
маршрутизатор. Если узел, находящийся
в сети 1.1.1.0, должен отправить сообщение
узлу в сети 5.5.5.0, оно переправляется
маршрутизатору. Он получает сообщение,
распаковывает и считывает IP-адрес
назначения. Затем он определяет, куда
переправить сообщение. Затем маршрутизатор
снова инкапсулирует пакет в кадр и
переправляет его по назначению.

Рисунок
6 — Маршрутизатор

Каждому
пользователю беспроводной сети требуется
беспроводной
сетевой адаптер NIC,
называемый также адаптером клиента.
Эти адаптеры доступны в виде плат PCMCIA
или карт стандарта шины PCI и обеспечивают
беспроводные соединения как для
компактных переносных компьютеров, так
и для настольных рабочих станций.
Переносные или компактные компьютеры
PC с беспроводными адаптерами NIC могут
свободно перемещаться в территориальной
сети, поддерживая при этом непрерывную
связь с сетью. Беспроводные адаптеры
для шин PCI (Peripheral Component Interconnect — 32-разрядная
системная шина для подключения
периферийных устройств) и ISA
(Industry-Standard Architecture — структура,
соответствующая промышленному стандарту)
для настольных рабочих станций позволяют
добавлять к локальной сети LAN конечные
станции легко, быстро и без особых
материальных затрат. При этом не требуется
прокладки дополнительных кабелей. Все
адаптеры имеют антенну: карты PCMCIA обычно
выпускаются со встроенной антенной, а
PCI-карты комплектуются внешней антенной.
Эти антенны обеспечивают зону приема,
необходимую для передачи и приема
данных.

Рисунок
7 — Беспроводной сетевой адаптер

Точка
доступа (Access Point — AP),
называемая также базовой станцией,
представляет собой беспроводной
приемопередатчик локальной сети LAN,
который выполняет функции концентратора,
т.е. центральной точки отдельной
беспроводной сети, или функции моста —
точки соединения проводной и беспроводной
сетей. Использование нескольких точек
AP позволяет обеспечить выполнение
функций роуминга (roaming), что предоставляет
пользователям беспроводного доступа
свободный доступ в пределах некоторой
области, поддерживая при этом непрерывную
связь с сетью.

Рисунок
8 — Точка доступа

Беспроводной
мост
обеспечивает высокоскоростные 
беспроводные соединения большой
дальности в пределах видимости (до 25
миль) между сетями Ethernet. В беспроводных
сетях Cisco любая точка доступа может быть
использована в качестве повторителя
(точки расширения).

Рисунок
9 — Беспроводной мост

Какие существуют типы сетевых устройств?

Термин сетевое устройство охватывает много вопросов. Все, от простого неуправляемого коммутатора до коммутируемого модема и устройства UTM (унифицированного управления угрозами), может соответствовать всем требованиям. Кроме того, границы между категориями, в которые попадают различные сетевые устройства, могут стать нечеткими, поскольку во многих случаях одно устройство выполняет несколько функций.

Здесь, чтобы помочь вам разобраться в этой неясности, мы рассмотрим концепцию сетевых устройств с нуля. Мы начнем с определения, перейдем к нашему списку сетевых устройств, а затем обсудим некоторые важные моменты, которые следует учитывать при управлении сетевыми устройствами.

Что такое сетевые устройства?

Сетевые устройства — это стандартные блоки, облегчающие связь между службами и конечными точками, потребляющими эти службы. Другими словами, это соединители, обеспечивающие связь между устройствами в сети.

Включение связи означает все, что помогает данным передаваться от источника к месту назначения — например, сетевой коммутатор, передающий кадры между двумя устройствами в локальной сети.

Ограничение связи означает прекращение этой связи. Примеры здесь включают правило брандмауэра, которое блокирует передачу трафика на TCP-порт 23, или виртуальную локальную сеть, которая разбивает широковещательные домены.

Вы заметите, что в нашем определении сетевых устройств отсутствует слово «аппаратное обеспечение». Это связано с тем, что многие сетевые функции и устройства виртуализированы или основаны на программном обеспечении. Например, вы можете развернуть виртуальное устройство, которое действует как маршрутизатор, сетевой коммутатор или брандмауэр.

Ускоренный курс модели OSI и типов данных

Один из лучших способов понять назначение различных сетевых устройств — немного разобраться в уровнях модели OSI (взаимосвязи открытых систем). Модель OSI предоставляет концептуальную модель, которая объясняет, как данные передаются по сетям и внутри них.

Понять, как работают различные сетевые устройства, помогут следующие два аспекта модели OSI:

• Уровень:

Модель OSI имеет семь уровней, начиная с физического уровня (уровень 1) и заканчивая прикладной уровень (уровень 7). Часто вы увидите сетевое оборудование, описываемое уровнем OSI, на котором оно работает.

• Блок данных протокола (PDU): поскольку данные обрабатываются на разных уровнях модели OSI, заголовки и нижние колонтитулы удаляются, изменяя тип передаваемого PDU. Например, когда данные, передаваемые на сетевом уровне (уровень 3), обрабатываются транспортным уровнем (уровень 4), заголовок IP больше не нужен. PDU с заголовком IP на уровне 3 был пакетом. PDU на уровне 4 без заголовка IP является сегментом. Понимание различных PDU поможет вам разобраться в терминологии, связанной с различными сетевыми устройствами.

Вот визуальное представление модели OSI и PDU (данных), связанных с каждым уровнем.

11 типов типов сетевых устройств

1. Брандмауэр

Брандмауэр — это устройство сетевой безопасности, которое отслеживает и либо блокирует, либо разрешает трафик на основе набора правил. Брандмауэры могут быть программными, аппаратными или их комбинацией. Кроме того, правила, используемые брандмауэрами, могут основываться на чем-то простом, таком как порты и IP-адреса, или использовать эвристику для выявления злонамеренного поведения.

Общие примеры сетевых брандмауэров включают:

• Брандмауэры с фильтрацией пакетов:

Эти брандмауэры работают на уровне 3 и уровне 4 и определяют, следует ли отбрасывать или пересылать трафик, используя правила, основанные на базовой информации, такой как IP-адреса, номера портов, и тип пакета. Одним из преимуществ этого простого подхода к проверке трафика является то, что он мало влияет на скорость сети.

• Брандмауэры с проверкой состояния: В отличие от брандмауэров с фильтрацией пакетов, брандмауэры с проверкой состояния могут отслеживать и «понимать», когда происходит TCP-соединение. Это позволяет пропускать ответный трафик через брандмауэр без необходимости использования явных правил. В результате брандмауэры с проверкой состояния упрощают настройку, но могут добавить немного больше накладных расходов на проверку и немного замедлить трафик, чем брандмауэры с фильтрацией пакетов.
• Брандмауэры приложений. Эти брандмауэры работают на уровне 7 и могут контекстуализировать нормальное и злонамеренное поведение для протоколов прикладного уровня, таких как HTTPS, SSH и SMTP. Прокси-брандмауэры, которые обеспечивают фильтрацию URL-адресов, и WAF (брандмауэры веб-приложений), которые защищают от межсайтовых сценариев (XSS) и атак с внедрением SQL, являются двумя распространенными типами брандмауэров приложений.
• Брандмауэры нового поколения (NGFW) и устройства унифицированного управления угрозами (UTM): мы оставим споры о том, являются ли UTM и NGFW одним и тем же, для другого раза. В целом, эти два популярных типа брандмауэров имеют много общего. В дополнение к функциям других типов брандмауэров, о которых мы упоминали, эти более продвинутые устройства сетевой безопасности добавляют расширенные функции, такие как глубокая проверка пакетов (DPI), эвристика, которая может обнаруживать вредоносные программы, и проверка зашифрованного трафика.

2. Коммутатор

Определение сетевого коммутатора в учебнике — это устройство уровня 2, которое отправляет и получает кадра . Эти коммутаторы являются основным строительным блоком сетей Ethernet.

Вот базовый пример работы коммутатора уровня 2:

• Устройства подключаются к коммутатору с помощью кабелей Ethernet (например, кабеля Cat5e или Cat6), создавая небольшую локальную сеть.
• Коммутатор запоминает MAC-адреса подключенных устройств.
• Когда трафик должен идти к определенному устройству, коммутатор видит MAC-адрес в пакете и отправляет его на только этому устройству.

Отправляя данные на конкретное устройство, коммутатор разбивает домены коллизий и значительно снижает перегрузку сети по сравнению с сетевыми концентраторами. Это разделение доменов коллизий является основным преимуществом коммутатора уровня 2.

Однако этот базовый пример коммутатора уровня 2 является лишь одним из многих типов сетевых коммутаторов. Вот список распространенных типов сетевых коммутаторов:

• Неуправляемые коммутаторы:

Неуправляемые коммутаторы просто обеспечивают коммутацию кадров Ethernet на уровне 2. Они не предлагают никаких дополнительных функций управления или настройки. Коммутаторы PoE
. Коммутаторы с функцией Power over Ethernet (PoE) могут обеспечивать как сетевое подключение, так и питание подключенных устройств. Например, для питания телефонов с передачей голоса по IP (VoIP) обычно используются коммутаторы PoE. Коммутаторы PoE могут быть коммутаторами уровня 2 или уровня 3 и могут быть управляемыми или неуправляемыми.

• Управляемые коммутаторы. Управляемые коммутаторы сильно различаются по своим возможностям и функциям. Например, некоторые управляемые коммутаторы предназначены для геймеров для использования дома, а другие — для крупных предприятий для использования в корпоративных сетях. Одним из наиболее важных аспектов управляемого коммутатора является возможность создания VLAN (виртуальных локальных сетей). Другие популярные функции управляемого коммутатора включают QoS (качество обслуживания) для определения приоритетов определенных типов трафика и протокол связующего дерева (STP) для предотвращения сетевых петель. Управляемые коммутаторы могут быть коммутаторами уровня 2 или уровня 3.
• Коммутаторы уровня 3: Эти коммутаторы предлагают те же функции уровня 2, что и другие коммутаторы, но добавляют к ним маршрутизацию уровня 3. Коммутаторы уровня 3 знают об IP-адресах и могут маршрутизировать пакеты между сетями.
• Стекируемые коммутаторы: некоторые сетевые коммутаторы могут быть стекированы. Эти стекируемые коммутаторы могут быть соединены друг с другом для работы в качестве единого логического коммутатора. Коммутаторы стекирования могут быть полезным способом увеличения пропускной способности сети. Например, стекирование двух 24-портовых коммутаторов приведет к созданию одного 48-портового коммутатора с точки зрения управления и функциональности.

3. Точка доступа

Работая на уровне 2, точки доступа (AP), также известные как точки беспроводного доступа (WAP), являются сетевыми коммутаторами в мире беспроводной связи. WAP подключаются к локальной сети через проводное соединение и позволяют другим устройствам Wi-Fi обмениваться данными. Сети, созданные WAP, являются WLAN (беспроводными локальными сетями).

На высоком уровне существует три основных типа точек доступа:

• Точки доступа Fat:

Точки доступа Fat также известны как автономные точки доступа. Точки доступа Fat AP напрямую обрабатывают перенаправление трафика со своих радиомодулей Wi-Fi в проводную сеть. Эти WAP имеют интерфейсы, с помощью которых вы можете напрямую получать доступ и настраивать такие вещи, как списки контроля доступа, шифрование Wi-Fi, функции DHCP-сервера и QoS. Преимущество толстых точек доступа заключается в том, что они представляют собой решение «все в одном», поскольку в них встроено все необходимое для настройки и управления устройством.


• Тонкие точки доступа:

Эти точки доступа не предлагают полную функциональность автономной точки доступа. Вместо этого они перенаправляют трафик Wi-Fi на централизованный контроллер WLAN, который обрабатывает всю переадресацию и функции, которые толстая точка доступа выполняла бы сама по себе. Несмотря на то, что ограниченная функциональность тонких точек доступа имеет некоторые недостатки, такой централизованный подход к управлению WAP может упростить управление крупномасштабными развертываниями.


• Подходящие точки доступа:

Эти точки доступа сочетают в себе функциональные возможности толстой и тонкой точки доступа. Например, большинство толстых точек доступа будут обрабатывать шифрование Wi-Fi на уровне точки доступа, а не ждать, пока трафик вернется к контроллеру, и могут предлагать такие услуги, как ретрансляция DHCP, но централизованный контроллер будет использоваться для таких вещей, как мостовая пересылка трафика между проводными сетями. и беспроводные сети.

4. Маршрутизатор

Маршрутизаторы — это сетевые устройства, которые маршрутизируют пакеты между сетями. Эти устройства 3-го уровня обеспечивают все: от связи между несколькими подсетями в одной глобальной сети до подключения к Интернету, которое позволяет вам читать эту статью. Хороший способ думать о маршрутизаторах таков: это сетевое устройство, которое имеет дело с IP-адресами.

Конечно, это определение может заставить вас задаться вопросом, зачем нам нужны маршрутизаторы, если у нас есть коммутаторы уровня 3. Некоторое понимание этой темы см. в разделе 9.0003 Сетевые коммутаторы уровня 2 и уровня 3: в чем разница?

5. NAS (сетевое хранилище)

NAS — это сервер, предназначенный для хранения файлов. В локальной сети NAS представляет собой центральную точку хранения, которую можно использовать для таких вещей, как общий доступ к файлам и хранение резервных копий пользовательских данных. Устройства NAS обычно представляют собой доступный и простой способ предоставления сетевого хранилища. В последние годы границы между устройством NAS и сервером общего назначения становятся еще более размытыми, поскольку NAS начинают предлагать более продвинутые функции, подходящие для сред малого и среднего размера.

6. Балансировщик нагрузки

Балансировщик нагрузки распределяет соединения от клиентов между несколькими серверами. Как и в случае с брандмауэрами, существует множество программных и аппаратных реализаций балансировщиков нагрузки. Балансировщики нагрузки обычно работают на уровне 4 (фильтрация на основе трафика TCP или UDP) или на уровне 7 (фильтрация на основе трафика HTTP или DNS). Общие подходы к балансировке нагрузки включают:

• Циклический перебор:

Просто перенаправляет запросы на каждый сервер в цикле.

• Взвешенный циклический перебор: аналогичен циклическому перебору, но учитывает «веса», которые помогают определить, какое количество подключений следует отправить данному серверу.
• Наименьшее количество подключений: Форма балансировки нагрузки, которая отдает приоритет отправке подключений на сервер с наименьшим количеством подключений.
• Наименьшие взвешенные соединения: Как и взвешенный циклический алгоритм, взвешенные наименьшие соединения позволяют назначать серверам «веса», влияющие на алгоритм балансировки нагрузки.

7. Повторитель

Повторитель — это простое устройство уровня 1, которое ретранслирует сигнал. Повторители иногда называют усилителями сигнала. Существуют повторители для Wi-Fi, Ethernet и других сетевых подключений, но в основном они делают одно и то же: принимают сигнал и ретранслируют его.

Совет: простые повторители Wi-Fi могут привести к значительной перегрузке сети. Если вы хотите оптимизировать производительность, WAP часто является лучшим выбором.

8. Шлюз

С аппаратной точки зрения нет никакой разницы между шлюзом и маршрутизатором. Шлюзы — это просто маршрутизаторы, которые служат определенной цели. Шлюзы — это маршрутизаторы, которые действуют как следующий переход по умолчанию. Когда нет другого маршрута к IP-адресу в сети, пакеты направляются на сетевой шлюз по умолчанию. Оттуда шлюз по умолчанию направляет пакеты на следующий «переход», и процесс повторяется до тех пор, пока не будет достигнут пункт назначения.

9. Модем

Согласно традиционному определению, модем — это устройство, которое мо модулирует и дем модулирует сигнал в аналоговый и цифровой сигналы и обратно. Во времена коммутируемого Интернета модемы использовались для подключения локальных компьютерных сетей к аналоговым телефонным линиям для доступа в Интернет. Сегодня, когда люди говорят «модем», они могут иметь в виду любое количество устройств, которые позволяют вам подключаться к сети оператора.

Примеры популярных типов модемов:

• Аналоговые модемы
• Кабельные модемы
• Сотовые модемы
• Оптоволоконные модемы
• Модемы xDSL

устройств в одну и ту же сеть Ethernet. В отличие от коммутатора, концентратор НЕ разбивает домены коллизий, что означает, что все порты в сетевом концентраторе отправляют один и тот же трафик. В результате концентраторы, подобные ретрансляторам Wi-Fi, могут вызвать перегрузку.

Совет: ретранслируя трафик на все порты, концентраторы могут создать значительную перегрузку сети. Если у вас есть вариант использования концентратора, рассмотрите возможность использования неуправляемого коммутатора, который вместо этого будет разбивать домены коллизий.

11. Мост

Традиционно сетевые мосты представляли собой устройства второго уровня, которые часто имели только два порта. Подобно коммутаторам, они разбивали домены коллизий и могли уменьшить перегрузку сети по сравнению с концентраторами, разделяя сеть на несколько доменов коллизий.

Однако сегодня термин «мост» может означать гораздо больше, чем это традиционное определение, в зависимости от контекста. Другие толкования термина «сетевой мост»:

• Устройство, которое может соединять виртуальные локальные сети на уровне 2
• Сетевой коммутатор
• Устройство, которое может соединять две сети с использованием различных средств соединения, например, подключение беспроводной локальной сети к проводной локальной сети

А как насчет «брутеров»?
Возможно, вы уже слышали термин brouter . Как следует из названия, эти гибридные устройства обеспечивают функции моста уровня 2 моста и функции маршрутизации уровня 3 маршрутизатора.

Учет потребностей в управлении сетевыми устройствами

Современные сети включают множество различных типов сетевых устройств. Мониторинг и эффективное управление всеми ими может быть сложной задачей. Это верно как при проектировании сети с нуля, так и при наследовании сети, разработанной кем-то другим.

Ниже приведены некоторые ключевые моменты, которые необходимо учитывать при планировании стратегии управления сетевыми устройствами.

Сетевая архитектура

Инфраструктура, устройства, службы и топология вашей сети подпадают под определение сетевой архитектуры. Хорошая сетевая архитектура поможет вам повысить общую производительность. Например, эффективная сегментация сети может значительно уменьшить перегрузку сети. Кроме того, проектируя резервирование, вы можете повысить отказоустойчивость сети и сократить время простоя.

Даже если вы с первого же дня справитесь с проектированием и оптимизацией сети, управление этой сетью в долгосрочной перспективе может стать настоящим испытанием. Это особенно актуально для больших сетей, где в проектировании и реализации сети участвовало несколько сторон. Актуальная и легкодоступная сетевая документация, такая как карты сети, например, может иметь большое значение для обеспечения эффективного устранения неполадок в сети и управления устройствами.

Конечно, для правильной сетевой архитектуры и документации требуется многое, и здесь мы коснулись только самой поверхности.

Безопасность сети

Ни одна стратегия управления сетевыми устройствами не может игнорировать безопасность сети. Если злоумышленник получает контроль над вашими сетевыми устройствами, они больше не принадлежат вам.

В дополнение к обеспечению безопасности в вашей сетевой архитектуре с помощью брандмауэров, IPS (систем предотвращения вторжений) и других устройств безопасности, вы должны принять меры для защиты своих сетевых устройств. Например:

• Отключить неиспользуемые службы:

Многие сетевые устройства поддерживают различные сетевые протоколы. Отключая неиспользуемые протоколы, вы ограничиваете поверхность атаки.

• Используйте только зашифрованную сетевую связь: Что касается темы отключения служб, для защиты данных при передаче вы должны отключить сетевые протоколы, которые передают данные в открытом виде. Например, используйте SSH вместо Telnet, SCP или SFTP вместо FTP, если он доступен, SNMP v3 вместо v1/v2c и не используйте HTTP (вместо этого используйте HTTPS).
• Регулярно меняйте учетные данные: пароли могут быть скомпрометированы. В случае, если они это сделают, политика, которая заставляет пользователей, получающих доступ к вашим сетевым устройствам, регулярно менять свои пароли (каждые 90 дней или меньше — хорошее эмпирическое правило) может ограничить количество времени, в течение которого хакер может использовать скомпрометированные учетные данные.
• По возможности используйте MFA (многофакторную аутентификацию): мы упоминали, что пароли могут быть скомпрометированы? Использование MFA для входа на ваши устройства ограничивает размер ущерба, который может нанести хакер, даже если он взломает ваш пароль.
• По возможности используйте аутентификацию на основе сертификатов или ключи SSH. Многие сетевые устройства позволяют использовать аутентификацию на основе сертификатов или аутентификацию с использованием ключей SSH. Когда это возможно, использование этих методов может быть значительно более безопасным, чем аутентификация только по имени пользователя и паролю.

Инструменты мониторинга сети

Правильные инструменты мониторинга сети могут иметь большое значение, когда речь идет об управлении сетевыми устройствами. Используя такие протоколы, как SNMP, syslog, IPMI и различные потоковые протоколы, инструменты мониторинга сети позволяют вам получить полную информацию о вашей сети, создавать подробные отчеты о производительности сети, автоматизировать реакцию на сбои в сети и отслеживать все ваши сетевые устройства в режиме реального времени. -время.

—
Наиболее эффективным способом управления сетевыми устройствами является использование облачной системы управления сетью Auvik. Начните бесплатную 14-дневную пробную версию сегодня.

Типы сетевых устройств в компьютерной сети

Обзор

Сетевые устройства — это физические устройства, обеспечивающие связь и взаимодействие между оборудованием в компьютерной сети. Каждое сетевое устройство работает в отдельном сегменте компьютерной сети и выполняет разные функции.

Сети могут потребоваться сотни или тысячи различных сетевых устройств для обслуживания и создания различных локальных и глобальных сетей. Сетевые устройства, такие как концентратор, мост, повторитель, модем, маршрутизатор, шлюз и т. д., являются основными строительными блоками разветвленной сети.

Scope

• В этой статье рассматриваются различные сетевые устройства, используемые в сети.
• В этой статье также обсуждаются преимущества сетевых устройств и их недостатки.
• В этой статье также рассматриваются все сетевые устройства и их различные типы.

Что такое сетевые устройства?

Сетевые устройства — это физические устройства, обеспечивающие связь и взаимодействие между оборудованием в компьютерной сети. Сетевые устройства — это стандартные блоки, обеспечивающие связь между службами и конечными точками, потребляющими эти службы.

Другими словами, это соединители, которые позволяют устройствам в сети взаимодействовать друг с другом. Включение связи в сети означает все, что помогает данным передаваться от источника к месту назначения.

Когда сеть содержит большое количество устройств, по одному и тому же сетевому пути передается слишком много пакетов данных . Это может привести к перегрузке и снижению производительности. Цель сетевых устройств — обеспечить бесперебойную связь между различным оборудованием, подключенным к сети. Добавление сетевого устройства облегчает беспрепятственный обмен сетевыми ресурсами между различными системами.

Типы сетевых устройств

Различные типы сетевых устройств работают в отдельном сегменте компьютерной сети и выполняют разные функции.

Концентратор

Концентратор — это устройство физического уровня, которое работает с отдельными битами, а не с кадрами. Когда бит , представляющий ноль или единицу, поступает с одного интерфейса, концентратор просто воссоздает бит, увеличивает его энергетическую мощность и передает бит во все остальные интерфейсы. Всякий раз, когда концентратор получает бит от одного из своих интерфейсов, он отправляет копию на все остальные интерфейсы.

В частности, если концентратор одновременно получает фреймы с двух разных интерфейсов, происходит коллизия, и узлы, создавшие фреймы, должны выполнить повторную передачу. Сетевой концентратор не имеет таблиц маршрутизации или интеллектуальных функций, которые используются для передачи информации и распространения всех сетевых данных по всем соединениям.

Наводнение — это простой метод маршрутизации компьютерной сети, при котором источник или узел отправляет пакеты по каждому исходящему каналу. 9Алгоритм затопления 0025 прост в реализации. Концентраторы используют алгоритм лавинной рассылки для пересылки данных.

Типы концентраторов

Обычно существует три типа концентраторов, которые приведены ниже.

• Активный концентратор:
  Эти концентраторы имеют свой источник питания и могут очищать, усиливать и ретранслировать сетевой сигнал. Он функционирует как повторитель и центр коммутации. Активный концентратор может восстанавливать поврежденные пакеты по мере их отправки, а также может сохранять направление оставшихся пакетов и распределять их. Если порт получает слабый, но читаемый сигнал, активный концентратор преобразует слабый сигнал в более надежный сигнал, прежде чем распределять его по другим портам. Если какое-либо соединительное устройство в сети не работает, оно может усилить сигнал.

• Пассивный концентратор :
  Пассивные концентраторы — это точки подключения проводов, которые помогают в построении физической сети. Он может обнаруживать неисправности и неисправное оборудование. Пассивный концентратор принимает пакет через порт и распределяет его по всем портам. Он поставляется с разъемами (порт 10base-2 и RJ-45), которые можно использовать в вашей сети в качестве стандарта. Все устройства локальной сети (LAN) подключены к этому разъему. Эти концентраторы не очищают и не улучшают сигналы перед их ретрансляцией в сеть и не могут использоваться для увеличения расстояния между узлами.

• Интеллектуальный концентратор:
  Функционирует аналогично активным концентраторам и предлагает возможности удаленного управления. Они также снабжают сетевые устройства переменной скоростью передачи данных. Это также позволяет администратору отслеживать трафик, проходящий через концентратор, и управлять каждым портом.

Преимущества концентратора

• Благодаря низкой стоимости его может использовать каждый.
• Поддерживает различные типы сетевых носителей.
• Наличие концентратора не влияет на производительность сети.

Недостатки концентратора

• Невозможно выбрать лучший сетевой путь.
• Не имеет механизма уменьшения сетевого трафика.
• Невозможно отфильтровать информацию, так как он отправляет пакеты во все подключенные сегменты.

Коммутатор

Коммутатор — это многопортовое сетевое устройство с буфером и конструкцией, позволяющей повысить его эффективность (большое количество портов означает меньший трафик) и производительность. Коммутатор — это сетевое устройство, работающее на канальном уровне. Коммутатор имеет множество портов, к которым можно подключать компьютеры. Когда кадр данных поступает на любой порт сетевого коммутатора, он оценивает адрес назначения (MAC-адрес назначения), выполняет необходимые проверки и отправляет кадр на связанное устройство. Коммутатор выполняет проверку на наличие ошибок перед пересылкой данных, что делает его очень эффективным, поскольку он не пересылает пакеты с ошибками, а пересылает только правильные пакеты на правильный порт.

Работу коммутатора можно легко проиллюстрировать приведенной ниже диаграммой, на которой хост A хочет отправить некоторые данные на хост B.

Типы коммутаторов

Обычно существует четыре типа переключателей.

• Управляемый коммутатор:
  Это дорогие коммутаторы, используемые в организациях с большими и сложными сетями, поскольку эти типы коммутаторов можно настроить для расширения функциональных возможностей стандартного коммутатора. Расширьте функциональные возможности, такие как улучшения QoS (Quality of Service), такие как более высокие уровни безопасности, более точное управление и полное управление сетью. Несмотря на их высокую стоимость, они предпочтительны в растущих организациях из-за их масштабируемости и гибкости.

• Неуправляемый коммутатор:
  Это недорогие коммутаторы, которые обычно используются в домашних сетях и на малых предприятиях. Их легко настроить, просто подключившись к сети, и они сразу же начнут работать. Они называются «U» управляемыми, потому что их не нужно настраивать или контролировать.

• Коммутатор LAN :
  Коммутатор LAN соединяет устройства во внутренней локальной сети организации. Они также известны как Ethernet-коммутаторы или коммутаторы данных . Эти коммутаторы особенно полезны для устранения перегрузок или узких мест в сети. Они распределяют пропускную способность таким образом, что пакеты данных в сети не перекрываются.

• PoE Switch :
  PoE Gigabit Ethernet использует коммутаторы Power over Ethernet (PoE). Подключенные к нему устройства могут получать энергию и данные по одной и той же линии благодаря технологии PoE , которая сочетает в себе передачу данных и энергии по одному и тому же соединению.

Преимущества коммутатора

• Коммутаторы увеличивают пропускную способность сети.
• В сетях на основе коммутаторов будет меньше коллизий кадров, поскольку коммутаторы создают домены коллизий для каждого соединения.

Коммутаторы

• повышают эффективность сети.

Недостатки коммутатора

• С помощью сетевого коммутатора сложно выявить проблемы с подключением к сети.
• Коммутаторы в неразборчивом режиме уязвимы для атак безопасности, таких как подмена IP-адреса и захват кадров.

Маршрутизатор

Маршрутизатор — это сетевое устройство, похожее на коммутатор, который маршрутизирует пакеты данных на основе их IP-адресов. Маршрутизатор — это, прежде всего, устройство сетевого уровня. Маршрутизатор также известен как интеллектуальное устройство, поскольку он может автоматически рассчитывать наилучший маршрут для передачи сетевых пакетов от источника к месту назначения. Маршрутизатор проверяет IP-адрес назначения пакета данных и использует заголовки и таблицы пересылки для определения наилучшего способа передачи пакетов. Он связывается между двумя или более сетями с использованием таких протоколов, как ICMP.

Типы маршрутизаторов

В сетях используются следующие типы маршрутизаторов:

• Беспроводной маршрутизатор :
  Эти маршрутизаторы могут генерировать беспроводной сигнал в вашем доме или офисе, позволяя компьютерам подключаться к маршрутизаторам в пределах определенного диапазона и получать доступ в Интернет. При подключении в помещении дальность действия беспроводного маршрутизатора составляет примерно 150 футов, при подключении на улице дальность до 300 футов.

• Броутер :
  Броутер представляет собой гибрид моста и маршрутизатора. Он действует как мост, позволяя передавать данные между сетями, а также может маршрутизировать данные внутри сети к отдельным системам, подобно маршрутизатору. В результате он совмещает функции моста и маршрутизатора, направляя часть входящих данных в соответствующие системы, а остальные передавая в другую сеть.

• Основной маршрутизатор :
  Основной маршрутизатор — это тип маршрутизатора, который может маршрутизировать данные внутри сети, но не может маршрутизировать данные между сетями. Это устройство системы компьютерной связи, которое служит основой сетей, соединяя все сетевые устройства. Он используется интернет-провайдерами и предлагает множество быстрых и мощных интерфейсов передачи данных.

• Пограничный маршрутизатор :
  Пограничный маршрутизатор — это устройство с малой пропускной способностью, расположенное на границе сети. Он позволяет внутренней сети взаимодействовать с внешними сетями. Для интернет-соединения с удаленными сетями используется внешний BGP (протокол пограничного шлюза).

• Широкополосный маршрутизатор :
  Широкополосные маршрутизаторы в основном используются для предоставления компьютерам высокоскоростного доступа в Интернет. Требуется при подключении к интернету через телефон и использовании Технология передачи голоса по IP (VoIP). Все широкополосные маршрутизаторы имеют три или четыре порта Ethernet для подключения ноутбуков и настольных компьютеров.

Преимущества маршрутизатора

• Он предлагает расширенную маршрутизацию, управление потоком и изоляцию трафика.
• Их можно настраивать, что позволяет сетевому администратору создавать политики на основе решений о маршрутизации.
• Он может выбрать наилучший путь через объединенную сеть, используя алгоритмов динамической маршрутизации .
• Это может уменьшить сетевой трафик, устанавливая домены коллизий, а также широковещательные домены.

Недостатки маршрутизатора

• Маршрутизатор дороже моста или повторителя.
• Это устройства, зависящие от протокола, которые должны понимать протокол, который они передают.
• Маршрутизатор работает медленнее, чем мосты или повторители, потому что он должен анализировать передачу данных с физического на сетевой уровень.

Мост

Мост — это сетевое устройство, работающее на уровне канала передачи данных. Мост — это повторитель с дополнительными функциями фильтрации содержимого путем считывания MAC-адресов источника и получателя. Он также используется для соединения двух локальных сетей, использующих один и тот же протокол. Он имеет один входной порт и выходной порт , что делает его двухпортовым устройством.

Повторитель отдельно описан в конце статьи.

Типы мостов

Обычно в сети используются мосты двух типов:

• Прозрачные мосты:
  Прозрачный мост — это тип моста, который отслеживает входящий сетевой трафик для определения управления доступом к среде (MAC). ) адреса. Эти мосты работают прозрачным образом для всех сетевых узлов. Прозрачный мост хранит MAC-адреса в таблице, похожей на таблицу маршрутизации, и использует эту информацию для маршрутизации пакетов к месту назначения.
• Мосты исходной маршрутизации:
  Станция-источник выполняет операцию маршрутизации в этих мостах, и кадр указывает, какой маршрут выбрать. Хост может найти кадр, отправив специальный кадр, известный как кадр обнаружения , который распространяется по сети, используя все возможные пути к месту назначения.

Преимущества моста

• Мосты сокращают сетевой трафик за счет незначительной сегментации.

Мосты

• также могут помочь уменьшить сетевой трафик в сегменте за счет разделения сетевых коммуникаций.
• Мост расширяет количество подключаемых рабочих станций и сегментов сети .
• Уменьшает коллизии.

Недостатки моста

• Медленнее ретрансляторов из-за процесса фильтрации.
• Мост дороже повторителей или концентраторов.
• Мосты не масштабируются до очень большой сети.

Шлюз

Шлюз — это сетевой узел в телекоммуникациях, который соединяет две сети, использующие разные протоколы передачи. Шлюзы служат точками входа и выхода в сеть, поскольку все данные должны пройти через шлюз или связаться с ним перед маршрутизацией. Трафик, который не проходит хотя бы через один шлюз в большинстве IP-сетей, — это трафик между узлами на одних и тех же локальная сеть (LAN) сегмент. Основное преимущество использования шлюза в личных или деловых сценариях заключается в том, что он объединяет подключение к Интернету в одном устройстве. Узел шлюза на предприятии также может служить прокси-сервером и брандмауэром.

Типы шлюзов

Шлюзы можно разделить на два типа в зависимости от направления потока.

• Однонаправленные шлюзы:
  Эти шлюзы позволяют отправлять оповещения только в одном направлении. Изменения, сделанные на исходном ObjectServer, реплицируются на целевом ObjectServer или в приложении, в то время как изменения, сделанные на целевом ObjectServer или приложении, не дублируются на исходном ObjectServer. Однонаправленные шлюзы можно рассматривать как инструменты архивации.
• Двунаправленные шлюзы:
  Эти шлюзы позволяют отправлять оповещения с исходного ObjectServer на целевой ObjectServer или приложение, а также обратную связь с источником. Изменения содержимого исходного ObjectServer реплицируются на целевом ObjectServer или в приложении в конфигурации двунаправленного шлюза . Целевой ObjectServer или приложение реплицирует свои оповещения на исходном ObjectServer.

Шлюзы можно разделить на пять типов в зависимости от функциональных возможностей.

• Сетевой шлюз:
  Это наиболее распространенный тип шлюза, служащий интерфейсом между двумя разрозненными сетями, использующими разные протоколы. Когда термин шлюз используется без указания типа, он относится к сетевому шлюзу.
• Шлюз облачного хранилища:
  Этот тип шлюза преобразует запросы к хранилищу в вызовы API к различным службам облачного хранилища. Это позволяет организациям интегрировать частное облачное хранилище в приложения без перехода в общедоступное облако.
• Шлюз IoT:
  Этот тип собирает данные датчиков с устройств IoT, преобразует протоколы датчиков и обрабатывает данные датчиков перед их отправкой.
• Интернет-орбитальный шлюз (I2O):
  Он соединяет интернет-устройства со спутниками и космическими кораблями на орбите вокруг Земли. Проект HERMES и Глобальная образовательная сеть для спутниковых операций — это два известных шлюза I2O (GENSO).
• Магистральный шлюз VoIP:
  Этот тип шлюза позволяет использовать традиционное оборудование телефонной связи с сетью для передачи голоса по IP (VoIP), например стационарные телефоны и факсимильные аппараты.

Преимущества шлюза

• Шлюз повышает гибкость сети, позволяя нескольким компьютерам подключаться к одному шлюзу. Шлюз может быть способен интерпретировать данные с компьютеров.
• Мы можем связать два разных типа сетей.
• Шлюз может эффективно решать проблемы с трафиком.

Недостатки шлюза

• Шлюзы никогда не могут фильтровать данные.
• Преобразование протокола выполнено, поэтому скорость передачи ниже.

Модем

Модем — это сетевое устройство, которое модулирует и демодулирует аналоговые несущие сигналы (известные как синусоидальные волны) для кодирования и декодирования цифровых данных для обработки. Поскольку модемы выполняют обе эти задачи одновременно, термин «модем» представляет собой комбинацию из «модулировать» и «демодулировать» .

Типы модемов

Обычно существует пять типов модемов.

• Оптический модем :
  Вместо других металлических носителей в оптических модемах используются оптические кабели . Он преобразует цифровые сигналы данных в световые импульсы, передаваемые по используемому оптическому волокну.
• Цифровой модем:
  Цифровые данные преобразуются в цифровые сигналы цифровым модемом . Цифровые данные модулируются цифровыми несущими сигналами перед передачей по цифровым линиям передачи.
• Акустический модем :
  Специальный модем, называемый «акустический модем» , может подключать телефонную трубку к гаджету, который коммивояжеры используют для подключения телефонов в отелях. Есть микрофон и динамик.
• Интеллектуальный модем :
  Интеллектуальный модем поддерживает автоматический набор номера, автоматический повторный набор номера и автоматический ответ. Он имеет встроенный микропроцессор, который выполняет задачи автоматического набора номера и автоответа с помощью Набор команд Hayes AT .
• Модем ближней связи :
  Модем ближней связи установлен на вашем домашнем компьютере. Обычно они используются для подключения ПК в здании или офисе в этом регионе и могут передавать данные на расстояние до 20 миль.

Преимущества модема

• Некоторые модемы имеют сложные функции голосовой почты, что делает их полезными в качестве цифровых информационных систем или интеллектуальных автоответчиков.
• С помощью исправления программного обеспечения их можно обновить практически до любого глобального стандарта.
• Некоторые модемы поддерживают двойную одновременную передачу голоса и данных (DSVD), что означает, что они могут передавать как аналоговые голоса, так и компьютерные данные.

Недостатки модема

• Нет обслуживания трафика.
• Модем не знает путь назначения.

Повторитель

Повторитель — это двухпортовое устройство, работающее на физическом уровне. Он используется для регенерации сигнала в той же сети до того, как он станет слишком слабым или искаженным, что позволяет передавать сигнал на большее расстояние по той же сети. Важно понимать, что повторители не усиливают сигнал. Когда сигнал ослабевает, репитеры копируют его по крупицам и восстанавливают с исходной силой.

Типы повторителей

На основе сигналов, которые генерируют повторители.

• Аналоговые повторители:
  В аналоговом повторителе данные передаются через аналоговые сигналы для увеличения их амплитуды. Эти повторители используются в магистральных линиях, чтобы помочь транслировать несколько сигналов с использованием мультиплексирования с частотным разделением (FDM). Он содержит линейный усилитель, а также фильтры.
• Цифровые повторители:
  В цифровом повторителе данные передаются в виде двоичных цифр, таких как 0 и 1. При передаче данных генерируются значения 0 и 1, и он способен передавать данные на большие расстояния.

В зависимости от типов подключенных сетей.

• Проводные повторители:
  Эти повторители обычно используются в проводных локальных сетях.
• Беспроводные повторители:
  Они обычно используются в беспроводных локальных и сотовых сетях.

На основе домена сетей LAN.

• Локальные ретрансляторы:
  Они соединяют сегменты локальной сети, которые лишь немного разнесены друг от друга.
• Удаленные повторители:
  Они соединяют удаленные локальные сети.

Преимущества повторителя

• Повторители могут увеличить общую протяженность сети.

Повторители

• легко настраиваются и могут легко увеличить длину сети или зону покрытия.
• Повторители не оказывают существенного влияния на производительность сети.
• Это экономичное сетевое устройство.

Недостатки повторителя

• Повторители не могут соединять разрозненные сети.
• Повторители не могут уменьшить сетевой трафик.
• Большинство повторителей в сети генерируют помехи в проводной сети, увеличивая вероятность коллизии пакетов.

Точка доступа

Беспроводное устройство обычно подразумевается под термином точка доступа (AP), хотя технически он относится к проводному или беспроводному соединению. На канальном уровне модели OSI работает точка доступа (AP). Точка доступа может функционировать как маршрутизатор или мост, передавая передачу данных от одной точки доступа к другой. Точки беспроводного доступа (WAP) — это устройства, которые объединяют передатчик и приемник (приемопередатчик) для формирования беспроводной локальной сети (WLAN). Точки доступа обычно представляют собой автономные сетевые устройства со встроенной антенной, передатчиком и адаптером. Точки доступа используют сетевой режим беспроводной инфраструктуры для подключения беспроводных локальных сетей к проводным локальным сетям Ethernet.

Заключение

• Сетевые устройства — это физические устройства, обеспечивающие связь и взаимодействие между оборудованием в компьютерной сети.
• Концентратор — это устройство физического уровня, которое воссоздает бит, повышает его энергетическую мощность и передает бит на все остальные интерфейсы.
• Коммутатор — это сетевое устройство канального уровня, представляющее собой многопортовый мост с буфером и конструкцией, позволяющей повысить его эффективность (большое количество портов означает меньший трафик) и производительность.
• Маршрутизатор — это устройство сетевого уровня, похожее на коммутатор, который маршрутизирует пакеты данных на основе их IP-адресов.
• Мост — это сетевое устройство, работающее на уровне канала передачи данных. Мост — это повторитель с дополнительными функциями фильтрации содержимого путем считывания MAC-адресов источника и получателя.