Материал: Лекція 5

Рис. 5.8. Структура репітерного концентратора

Концентратори (хаби, hub), як видно з їх назви, служать для об'єднання в мережу декількох сегментів. Концентратори являють собою кілька зібраних у єдиному конструктиві репітерів, вони виконують ті ж функції, що й власне репітери ( рис. 5.8).

Перевага подібних концентраторів у порівнянні з окремими репітерами в тім, що всі точки підключення зібрані в одному місці, це спрощує реконфігурацію мережі, контроль і пошук несправностей. До того ж всі репітери в цьому випадку живляться від єдиного якісного джерела живлення.

Концентратори іноді втручаються в обмін, допомагаючи усувати деякі явні помилки обміну. У кожному разі вони працюють на першому рівні моделі OSI, тому що мають справу тільки з фізичними сигналами, з бітами пакета і не аналізують вміст пакета, розглядаючи пакет як єдине ціле ( рис. 5.9). На першому ж рівні працюють і трансивери, і репітери.

Рис. 5.9. Функції концентраторів, репитеров і трансиверов у моделі OSI

Випускаються також зовсім прості концентратори, які з'єднують сегменти мережі без відновлення форми сигналів. Вони не збільшують довжину мережі.

Комутатори (свічі, комутуючі концентратори, switch), як і концентратори, служать для з'єднання сегментів у мережу. Вони також виконують більш складні функції, здійснюючі сортування поступивших на них пакетів.

Комутатори передають із одного сегмента мережі в інший не всі пакети, а тільки ті, які адресовані комп'ютерам з іншого сегмента. Пакети, передані між абонентами одного сегмента, через комутатор не проходять. При цьому сам пакет комутатором не приймається, а тільки пересилається. Інтенсивність обміну в мережі знижується внаслідок поділу навантаження, оскільки кожен сегмент працює не тільки зі своїми пакетами, але й з пакетами, що прийшли з інших сегментів.

Комутатор працює на другому рівні моделі OSI ( підрівень MAC ), тому що аналізує МАС-адреси усередині пакета ( рис. 5.10). Природно, він виконує й функції першого рівня.

Рис. 5.10. Функції комутаторів у моделі OSI

Останнім часом об'єм випуску комутаторів сильно виріс, ціна на них упала, тому комутатори поступово витісняють концентратори.

Мости (bridge), маршрутизатори (router ) і шлюзи (gateway) служать для об'єднання в одну мережу декількох різнорідних мереж з різними протоколами обміну нижнього рівня, зокрема, з різними форматами пакетів, методами кодування, швидкістю передачі й т.д. У результаті їхнього застосування складна й неоднорідна мережа, що містить у собі різні сегменти, з погляду користувача виглядає звичайною мережею. Забезпечується прозорість мережі для протоколів високого рівня. Всі вони набагато дорожче, ніж концентратори, тому що від них вимагається досить складна обробка інформації. Реалізуються вони звичайно на базі комп'ютерів, підключених до мережі за допомогою мережних адаптерів. По суті, вони являють собою спеціалізовані абоненти (вузли) мережі.

Мости – найбільш прості пристрої, що служать для об'єднання мереж з різними стандартами обміну, наприклад, Ethernet й Arcnet, або декількох сегментів (частин) однієї й тієї ж мережі, наприклад, Ethernet ( рис. 5.11). В останньому випадку міст, як и комутатор, тільки розділяє навантаження сегментів, підвищуючи тим самим продуктивність мережі в цілому. На відміну від комутаторів мости приймають всі пакети, що надходять і якщо треба роблять їхню найпростішу обробку. Мости, як и комутатори, працюють на другому рівні моделі OSI ( рис. 5.10), але на відміну від них можуть захоплювати також і верхній підрівень LLC другого рівня (для зв'язку різнорідних мереж). Останнім часом мости швидко витісняються комутаторами, які стають більше функціональними.

Рис. 5.11. Включення моста

Маршрутизатори здійснюють вибір оптимального маршруту для кожного пакета з метою запобігання надмірного навантаження окремих ділянок мережі й обходу ушкоджених ділянок. Вони застосовуються, як правило, у складних розгалужених мережах, що мають кілька маршрутів між окремими абонентами. Маршрутизатори не перетворять протоколи нижніх рівнів, тому вони з'єднують тільки сегменти однойменних мереж.

Маршрутизатори працюють на третьому рівні моделі OSI, тому що вони аналізують не тільки MAC-адреси пакета, але й IP-адреси, тобто більш глибоко проникають в інкапсульований пакет ( рис. 5.12).

Рис. 5.12. Функції маршрутизатора в моделі OSI

Існують також гібридні маршрутизатори (brouter), що представляють собою гібрид моста й маршрутизатора. Вони виділяють пакети, яким потрібна маршрутизація й обробляють їх як маршрутизатор, а для інших пакетів служать звичайним мостом.

Шлюзи – це пристрої для з'єднання мереж із протоколами, що сильно відрізняються, наприклад, для з'єднання локальних мереж з більшими комп'ютерами або із глобальними мережами. Це найдорожчі й рідко застосовувані мережні пристрої. Шлюзи реалізують зв'язок між абонентами на верхніх рівнях моделі OSI (із четвертого по сьомий). Відповідно, вони повинні виконувати й всі функції нижчестоящих рівнів.

Контрольні питання

1. Що таке відкрита система?

2. Що таке модель OSI?

3. Скільки рівнів налічує еталонна модель?

4. Перерахуйте та дайте коротку характеристику кожному.

5. Як відбувається зв'язок за OSI?

6. Які пристрої вважаються мережевою апаратурою?

7. Дайте коротку характеристику кожному.