Обновлено: 07.07.2024

Сетевая карта компьютера

Затронем такую тему, как сетевая карта нашего компьютера. Начнем с того, что сетевые карты бывают разные и могут отличаться, как по спектру решаемых задач, так и по форм-фактору (внешнему виду). Сетевую плату также часто называют (эзернет (Ethernet) контроллером, сетевым или NIC (Network Interface Card) адаптером).

Прежде всего давайте разделим сетевые карты на две большие группы:

• Внешние сетевые карты
• Встроенные или интегрированные (onboard)

Начнем - с внешних. Из самого названия следует, что сетевые карты данного типа устанавливаются в системный блок компьютера дополнительно (отдельной платой расширения) или же, как другое внешнее устройство.

Для начала поговорим о PCI сетевых картах. Аббревиатура расшифровывается как (Peripheral Component Interconnect) - взаимосвязь периферийных компонентов или - шина ввода-вывода для подключения периферийных устройств к материнской плате компьютера. Называются эти карты так по той причине, что устанавливаются в один из PCI слотов (разъемов). Вот в такие, собственно:

Сам по себе PCI интерфейс обладает пиковой пропускной способностью для 32-разрядного варианта, работающего на частоте 33,33 МГц в 133 Мбайт/с, потребляемое напряжение разъема 3,3 или 5V. Служит для установки в компьютер дополнительных плат расширения (старых видеокарт, модемов, сетевых адаптеров, TV тюнеров различных плат видеозахвата и конвертации видео и т.д).

Итак, какие же сетевые карты туда устанавливаются? А вот такие, самые обычные долларов за пять-шесть:

Бывают адаптеры и другой разновидности - Wi-Fi (для организации беспроводных сетей).

Как видите, интерфейс подключения один (PCI), а принцип работы - разный.

Сейчас, в связи с постепенным "отмиранием" данного интерфейса выпускаются сетевые карты форм фактора «Pci Express 1X».

Это что касается внешних сетевых карт. Есть еще встроенные (интегрированные в материнскую плату) карты. Определить наличие встроенной сетевой можно посмотрев на тыльную стенку системного блока.

Здесь мы визуально можем наблюдать выход интегрированной сетевой карты. Рядом с разъёмом для витой пары устанавливают один или несколько информационных светодиодов, по которым можно сориентироваться о наличии подключения и общей активности сети.

К слову, по этим светодиодам можно косвенно составить представление относительно работоспособности устройства. Поясню свою мысль: когда компьютер включен и сетевой кабель (витая пара) подключен к карте светодиод на ней мигает, что называется, - в такт с приемом (передачей) информационных пакетов данных адаптером в сеть.

При нерабочем сетевом адаптере поведение индикаторов может быть следующее:

1. Не один из светодиодов не светится вообще
2. Светодиод постоянно "горит" (не мигая)
3. Индикатор мигает, но абсолютно однообразно. Период и амплитуда этого "мигания" одинаковы на протяжении всего времени

Так что - примечайте подобные моменты. В деталях - наше все! :)

Если пойти дальше и вскрыть корпус, то внутри (недалеко от разъема) можно обнаружить распаяный на материнской плате чип, который и реализует все функции сетевого адаптера.

По маркировке видим, что это - микросхема RTL (от фирмы Realtek) под номером 8211BL.

Примечание: встроенные решения, к сожалению, не отличаются надежностью. В нашей организации, к примеру, выходы из строя интегрированных сетевых карт случаются регулярно. Не могу сказать, что часто, но - стабильно. К слову, у моего (купленного пол года назад) рабочего компьютера буквально на днях сгорела сетевая карта, что лишний раз укрепило мое мнение о ненадежности интегрированных компонентов. Пришлось поставить внешнюю.

Хочу, чтобы Вы внимательно присмотрелись к следующему фото:

Здесь мы заглядываем внутрь разъема сетевой карты. Замечаете разницу? В одном разъеме (на фото - справа) четыре контактных площадки, а в другом (слева) - восемь. Причем обе карты рассчитаны на скорость передачи по сети в 100 мегабит в секунду.

В чем же здесь подвох? А он, по любому, здесь присутствует :) Давайте с Вами вспомним как выглядит сам кабель "витая пара", с помощью которого мы прокладывали сети в одном из наших бесплатных уроков.

По правильному он называется UTP кабель (Unshielded Twisted Pair - неэкранированная витая пара). То что она - витая (перекрученная) мы прекрасно видим из фото выше. Отдельные ее проводники обвиты друг с другом для улучшения помехозащищенности всего кабеля в целом.

Обозначение "неэкранированная" подразумевает, что поверх жилок отсутствует дополнительный защитный экран (оплетка) из фольги или металла. Опять же - для лучшей защищенности кабеля. А "пара" потому, что проводники в кабеле скручены попарно и - по цветам (бело-оранжевый - оранжевый, бело-зеленый - зеленый, бело-коричневый - коричневый, бело-синий - синий).

Теперь - самое важное: для обеспечения передачи данных по сети со скоростью 100 мегабит в секунду не нужно задействовать все четыре пары (восемь проводников-жилок), достаточно двух пар (четыре жилы)! Причем используются строго определенные их номера: первый, второй, третий и шестой проводок.

Непосредственно со стороны разъема «RJ-45» это выглядит вот так:

Согласно изложенному выше, для обеспечения скорости в 100 мегабит у нас используются "жилки" под номером 1, 2, 3 и 6. Смотрим на рисунок выше. Это - две пары: оранжевая и зеленая.

Примечание: Естественно то, какие именно жилки использовать при заделке кабеля решать только нам самим. Главное помните, что это должны быть 1-ой, 2-ой, 3-ий и 6-ой проводник (для сетей со скоростью передачи в 100 мегабит/с).

А сейчас еще раз посмотрите на фото, на котором крупно изображены разъемы сетевых карт компьютера. На правом изображении присутствуют всего четыре контактные площадки: первая, вторая, третья, следующие две - пропущены и дальше. какая? Правильно - шестая! :)

Когда же используются все восемь площадок? В сетях со скоростью передачи в один гибабит в секунду (и выше). Вот там все проводники сетевого кабеля используются на полную катушку :)

Так, что-то мы с Вами (вернее я один :)) "урулил" в сторону от главной темы. Какие же еще бывают сетевые карты? Давайте рассмотрим внешний адаптер для ноутбука на основе стандарта PCMCIA. Это - внешняя плата расширения, которая вставляется в соответствующий слот.

Расшифровывается «PCMCIA» как Personal Computer Memory Card International Association (международная ассоциация компьютерных карт памяти). Изначально стандарт разрабатывался для карт расширения памяти. Через некоторое время спецификация была расширена и стало возможным использование «PCMCIA» для подключения различных периферийных устройств. Как правило, через него подключают сетевые карты, модемы или же жёсткие диски.

Представьте неприятную картину: у Вашего ноутбука (три раза "тьфу" его налево) вышла из строя встроенная в него карта. Что делать? Решение - на фото ниже:

Есть, правда, и другие решения, которые подходят уже не только для мобильных компьютеров, но и для стационарных. Это - USB сетевые карты.

Они могут быть выполнены по разному, но принцип их работы от этого не меняется. Вот, к примеру, два таких устройства на фото ниже:

Или даже вот так, больше похоже на флеш накопитель :)

На этом собрался было закончить статью, но. передумал! :) Хотел еще рассказать Вам о такой разновидности внешних сетевых карт, как серверные сетевые карты, которые используются в высокопроизводительных системах и имеют более продвинутые (по сравнению с обычными адаптерами) возможности по работе с сетью.

Как правило, они имеют стандартный интерфейс подключения - PCI (или его расширенную версию - PCI-X). Вот, к примеру, серверная сетевая карта «D-Link DFE-580TX».

Как видите, это, по сути - четыре сетевых адаптера, объединенные в одном физическом устройстве. Каждый из четырех сетевых портов (карт) имеет свой собственный MAC адрес (уникальный 12-ти значный физический идентификатор любой карты или другого сетевого устройства). В то же время, всей группе портов можно присвоить один логический идентификатор (IP адрес). Для операционной системы группа таких карт выглядит, как одна виртуальная карта.

Продолжим. Объединение нескольких карт в одну становится возможным при использовании технологии «Port Aggregation» (агрегирование или - объединение портов). Объединение портов означает объединение нескольких сегментов сети в один, обладающий большей производительностью. Когда несколько сетевых портов образуют один виртуальный, то его пропускная способность (теоретически) приравнивается к производительности отдельного порта, умноженную на их количество.

Серверные сетевые карты могут работать в двух основных режимах. Давайте рассмотрим их подробнее. С помощью программного обеспечения, идущего в комплекте с картами такого класса, можно сконфигурировать каждый порт как "активный" (режим балансировки нагрузки - load balancing) или зарезервировать любые порты для обеспечения отказоустойчивости (режим восстановления).

Режим разделения (распределения) нагрузки сети равномерно пропускает сетевой трафик (поток данных) через активные сегменты, снижая общую нагрузку на адаптер, а режим восстановления (в случае физического обрыва связи) обеспечивает бесперебойную связь между сетевой картой и сетью.

Чем же еще хороша серверная сетевая карта компьютера? В зависимости от своей "навернутости" :) она может реализовывать вычислительные функции (подсчёт и генерацию контрольных сумм кадров данных, передающихся по сети) аппаратно, не нагружая дополнительно центральный процессор компьютера.

На таких адаптерах устанавливаются специализированные БИС (Большие Интегральные Схемы), которые берут на себя значительную часть работы (обнаружение столкновений, сборка-разборка пакетов данных, проверка контрольных сумм кадров и повторная передача испорченных пакетов). Таким образом, как мы уже говорили, снимается значительная часть нагрузки с процессора, которому в серверной системе и без того есть чем заняться :)

Более того, на дорогие серверные сетевые карты устанавливают собственный процессор. Подобные карты показывают очень хорошие показатели в работе, поскольку могут эффективно справляться даже с большой нагрузкой. Наличие собственного процессора позволяет устанавливать на них до одного мегабайта оперативной памяти. А это уже переводит эти изделия из разряда просто сетевых карт в разряд коммуникационных сетевых процессоров.

Также нельзя не отметить такую полезную функцию, как самовосстанавливающиеся драйвера подобных устройств. Что это такое? К примеру, после сбоя в сети адаптер может самостоятельно принять решение о перезапуске драйвера сетевой карты, включить проверку целостности сетевого соединения или даже принудительно отключить вышедший из строя порт.

Задолго до того момента, когда Интернет-доступ стал важной частью нашей жизни, во многих государственных учреждениях и коммерческих структурах возникла необходимость обмена информацией. Большинство из этих организаций выбрали Ethernet сеть, как наиболее подходящую сеть для решения большинства задач. Производители компьютерных компонентов предлагают сегодня очень дешевые сетевые карты, которые могут быть легко установлены в корпус системной платы и обеспечивают доступ к сети Ethernet. Чуть позже пользователи сети Интернет начали использовать подобные карты для создания высокоскоростного подключения к сети Интернет через роутеры, подсоединенные к выделенной линии или кабелю.

История создания сети Ethernet

В 1980 году компания Xerox использовала концепцию сети, которая была создана в Гавайском университете, для соединения 100 персональных компьютеров через кабель длинною полмили. Новая концепция подразумевала возможность широковещательной рассылки данных через интерфейсы сетевых карт, в то время как другие карты ничего не отправляли. Сетевые карты при этом постоянно слушали сеть и отправляли данные только в те моменты, когда не была обнаружена сетевая активность. Инициатива компании Xerox оказалась настолько успешной, что на основе новой концепции появился первый стандарт сети Ethernet, который в 1985 году получил название IEEE 802.3.

Скорость интерфейса

Рожденная Xerox сеть работала на скорости 2.94 мегабит в секунду. В 1980 году пользователи сети считали, что эта скорость очень велика и намного больше того, что необходимо для передачи небольших объемов данных, существующих на тот момент. Следующий стандарт 802.3 IEEE установил скорость Ethernet сети на уровне 10 Мбит/с, которую поначалу пользователи также посчитали очень высокой. В 1995 году рост объемов данных сопровождался ростом емкости сети, и новый стандарт под названием IEEE 802.3u уже имел скорость 100 Мбит/с.

Далее, определив, что емкость современной сети близка к пику своих возможностей, международная организация IEEE начала работу над новым стандартом. В результате в 1998 году появился стандарт IEEE 802.3z, породивший эру Gigabit Ethernet, а в 2002 году мир увидел стандарт 802.3ae и 10 Gigabit Ethernet.

Форматы

Первые сетевые карты имели длину 6 дюймов и устанавливались в большой черный слот расширения, который назывался ISA слот. Вместе с процессом миниатюризации, который происходил в электронике, сетевые карты, начиная с 2000 года, существенно уменьшили свои габариты. Это было связано, прежде всего, с переходом на новый слот расширения стандарта PCI. Параллельно с этой заменой ноутбуки получили возможность установки дискретных сетевых карт стандарта PCMCIA. На момент этой публикации абсолютное число производителей перешло к интеграции функций сетевой карты в материнскую плату, применяемую как в настольных решениях, так и в ноутбуках. Более того, большая часть из них уже оснащена беспроводными сетевыми адаптерами.

Коннекторы

Закон обратной совместимости является основополагающим для сетевых стандартов IEEE и его результатом стало всеобщее признание сетевого коннектора RJ45. Он очень поход на телефонный джек, но в нем используется 8 контактов вместо 6. В настоящее время десятки устройств, таких как сетевые карты, роутеры, хабы и сетевые коммутаторы используют исключительно порты под RJ45. Ну и конечно большинство компьютеров также оснащены портами для подключения такого вида коннектора.

Региональные представители:

Глава 3: История и развитие Ethernet

Рассмотрение любой технологии локальных сетей следует начинать с рассмотрения Ethernet. Данная технология на сегодняшний день занимает 95% всего рынка системных технологий. Благодаря какому из факторов она имеет такую популярность - сказать сейчас сложно.

22 мая 1973 г. является датой появления Ethernet. В этот день "отцы" Ethernet Роберт Меткалф и Дэвид Боггс предоставили на суд общественности описание своей экспериментальной сети, которую они создали в Исследовательском центре Xerox. Данные в этой сети передавались со скоростью 2,94 Мбит/с по толстому коаксиальному кабелю. Имя "Ethernet" (эфирная сеть) сеть получила благодаря схожему механизму разделения среды передачи, который использовался в радиосети Гавайского университета ALOHA.

Уже к началу 80-х годов Ethernet имела четкую теоретическую базу. В 1983 году разработанный ранее IEEE (совместными силами Xerox, DEC и Intel) был утвержден в качестве стандарта 802.3.

Особенность Ethernet заключается в методе получения доступа к среде передачи информации. Он является множественным, с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA/CD, Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection — множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий).

Это значит, что вся передаваемая информация (среда передачи) делится специальными устройствами случайным образом, хаотично. В результате, станции имеют различный доступ к среде, и он всегда будет носить характер не равноправного соперничества. Это все приводит к тому, что возникают задержки в доступе. Чаще всего это проявляется в экстренных случаях перегрузки. Иногда, в таких ситуациях, скорость может стать, равна нулю.

В связи с недетерминированным методом передачи данных до сих пор считается, что Ethernet не может качественно передавать поток данных. Разрабатывались новые технологии, которые были призваны вытеснить технологию Ethernet. Ими стали Tokeng Ring и АТМ. Но сегодня, мы понимаем, что сделать это им не удалось.

Объясняется это, в основном, тем, что данная технология существует уже более 20-ти лет. За время своего существования она много раз видоизменялась и дополнялась. Прародитель семейства 10base5 сильно отличается от современного "гигабита" в полном дуплексе. Тем не менее, отметим, что когда был введен 10base-T, было сохранено взаимодействие кабельной инфраструктуры и всех устройств.

Успех технологии часто объясняют тем, что инновации внедрялись параллельно с ростом потребностей пользователей и еще тем, что развитие происходило от простого к сложному.

Вот несколько фактов в хронологическом порядке.

В марте 1981 фирма 3com выпустила Ethernet-трансивер. Через год, в сентябре 1982 года уже был представлен первый сетевой адаптер для ПК. 1983 год ознаменовался появлением спецификации IEEE 802.3. В этом же году было определено предельное расстояние между точками одного сегмента - 2,5 километра, и шинная топология сети - толстый и тонкий Ethernet (10base5 и 10base2 соответственно). При этом скорость передачи составляла 10 Мбит/сек.

Следующий этап развития технологии начался в 1985 году, когда была запущена 2-я версия спецификации IEEE 802.3, названная Ethernet II. Спецификация предусматривала изменения в структуре заголовка пакета данных и жесткую идентификацию Ethernet устройств – МАС-адресов. Теперь каждый производитель мог зарегистрировать уникальный диапазон в списке адресов. Сегодня данная процедура стоит1250 долларов.

Через 5 лет IEEE утверждает технологию10baseT (витая пара). Технология предусматривала физическую топологию «звезда» и концентраторы (hub), логическая же типология осталась не изменой (CSMA/CD). Основой стандарта послужили изобретения SynOptics Communications, которые объединены под названием LattisNet.

1990 год для сетевых технологий ознаменовался изобретением фирмы "Kalpana". Данный производитель предложил рынку технологию коммутации, которая предполагала отказ от использования разделяемых линий связи между всеми узлами сегмента. Спустя некоторое время, будущий гигант "Cisco" купил данную фирму и их разработку – коммутатор CPW16.

Начиная с 1992 года, в мире активно применяются коммутаторы (switch). Суть технологии состоит в том, что коммутатор организует независимые виртуальные каналы между парами узлов благодаря использованию адресной информации. Данная информация содержится в МАС адресах. В итоге, пользователь имеет адресную передачу данных, которая была преобразована из недетерминированной модели Ethernet.

Уже в 1993 году был предложен Fast Ethernet. Помимо этого, был введен еще ряд изменений: в стандарт IEEE 802.1p добавлена групповая адресация и восьми уровневая система приоритетов, а в IEEE 802.3x был введен полный дуплекс и контроль соединения для 10baseT.

Закончить можно 1995 годом, когда был введен Fast Ethernet стандарт IEEE 802.3u (100BaseT). С введением этого стандарта технология приобрела современный вид. Безусловно, развитие продолжается, и сегодня, остановимся на этом более подробно ниже.

Ethernet — это самая распространённая технология локальных сетей в мире. Сотни миллионов устройств и высокий спрос на поддержку Ethernet-систем говорят о том, что изобретение 43-летней давности прочно закрепилось и никуда не исчезнет в ближайшее время.

В ходе развития компьютерной техники Ethernet постоянно «переизобретали», добавляли новые возможности и сделали общепринятой сетевой технологией. В этом материале мы затронем тему эволюции Ethernet — от изобретения до превращения в стандарт международного уровня и основу огромного количества сетей.

/ фото Magnus CC

С момента изобретения телеграфа прошёл огромный срок по современным меркам мира технологий, но быстрое развитие сетевой передачи информации началось лишь 40 лет назад. Цифровые коммуникации кажутся нам новой идеей, но принципы остаются прежними.

От Сэмюэля Морзе и Эмиля Бодо до Дональда Мюррея, телетайпов и конкуренции ASCII с EBCDIC — развитие базируется на выработке тех или иных стандартов и их постоянном пересмотре.

Привет, Боб!

Концепцию, являющуюся фундаментом Ethernet, предложил сотрудник исследовательского центра Xerox PARC Роберт Меткалф. Его задумка, в свою очередь, была основана на более ранней сетевой технологии — ALOHAnet, автором которой был Норман Абрамсон.

Боб адаптировал эту технологию для связи компьютеров и принтеров, которые находились в арсенале центра Xerox PARC. Первую экспериментальную сеть он назвал Alto Aloha Network, но в 1973 году изменил её название на Ethernet, чтобы подчеркнуть значительный прирост эффективности по сравнению с Aloha.

Далее последовали принцип listen before talk, поддержка доступа для нескольких станций и протокол CSMA/CD. Корпорация упустила возможность превратить все эти изобретения в очень выгодные для себя продукты, и вместе с уходом Боба из компании в 1979-м году Ethernet стал открытым для использования. Первая спецификация Ethernet Blue Book была выпущена в 1980 году – это была 10-мегабитная система, использовавшая коаксиальный кабель с интервалами в 2,5 метра

Эволюция

В 1983 году Институт инженеров электротехники и электроники (IEEE) выпустил официальный стандарт Ethernet — IEEE 802.3, а в 1985 году появилась его вторая версия – IEEE 802.3a, по которому максимальная эффективная длина коаксиального кабеля составляла 185 метров. IEEE 802.3 был принят Международной организацией по стандартизации (ISO) как официальный международный стандарт для Ethernet-систем.

В 1991 году Альянс отраслей электронной промышленности (EIA) совместно с Ассоциацией индустрии телекоммуникаций опубликовали первый стандарт для соединений EIA/TIA 568, основанный на неэкранированной витой паре категории 3 (UTP), и стандарт TSB-36, определивший более высокие категории UTP-кабелей — категорию 4 и 5 (Cat 4, Cat 5). Так в США появилась структурированная кабельная система.

В 1995 году был принят стандарт IEEE 802.3u со скоростью 100 Мбит/с, а в 1997 году был принят стандарт IEEE 802.3z Gigabit Ethernet со скоростью 1000 Мбит/с для передачи по оптическому волокну и ещё через два года для передачи по витой паре.

Дальше началось активное развитие сетей Ethernet с пропускной способностью 10 Гбит/c. Одобренный в июне 2002 года стандарт 10 Gigabit Ethernet уже находит применение в корпоративных сетях. Он имеет наименование IEEE 802.3ae и практически не отличается от исходной версии Ethernet – сохранен тот же формат заголовка, преамбула, размеры кадров.

Через 4 года после этого, группа 802.3ba отметила, что требования к полосе пропускания для вычислительных задач и приложений ядра сети растут с разными скоростями. Это и определило необходимость двух соответствующих стандартов для следующих поколений Ethernet — 40 Gigabit Ethernet (или 40GbE) и 100 Gigabit Ethernet (или 100GbE), которые были приняты в период с ноября 2007 года по июнь 2010 года.

В стандарте IEEE 802.3ba устанавливается скорость передачи данных в 40 и 100 Гбит/с при совместном использовании нескольких линий связи на 10 либо 25 Гбит/с. В 2011 году началось широкое внедрение 100-гигабитного Ethernet.

/ фото Steve Johnson CC

Будущее

Сегодня Ethernet продолжает интенсивно развиваться. Множество инженеров по всему миру неустанно работают над протоколом и создают новые версии системы для различных вариантов применения.

Стандарт IEEE 802.3by на 25 гигабит был принят в июне 2016 года. Применяться будет в дата-центрах. Для облачных технологий важны высокие скорости — соединения в 10 гигабит на один сервер уже недостаточно. Также продолжается работа над стандартом Ethernet 50 гигабит, который должен стать следующим шагом в повышении скорости соединения для ЦОДов.

Ethernet на 2,5 гигабита и 5 гигабит должен помочь компаниям наладить высокоскоростную беспроводную связь в помещениях. Основным направлением применения этих стандартов станет повышение пропускной способности проводных соединений до уровня точек беспроводного доступа в корпоративной инфраструктуре.

Ещё одна группа IEEE ведёт работу над 400-гигабитным стандартом Ethernet. Соединения такой скорости, скорее всего, будут собирать из 50-гигабитных или 100-гигабитных полос. Сверхбыстрые стандарты свыше 400 гигабит не стоит ждать раньше 2020 года.

Вместо заключения

Сегодня трудно представить себе, что когда-то приходилось пересылать диски почтой или курьерской доставкой и нельзя было сразу просмотреть предложения магазинов без бумажных каталогов. Современный бизнес не мог бы существовать без компьютерных сетей. Все это стало возможно благодаря технологии Ethernet, которая останется с нами еще на долгое время и продолжить развиваться и достигать новых скоростей.

Краткая история развития компьютерных сетей

Компьютерные сети появились в результате развития телекоммуникационных технологий и компьютерной техники. То есть появились компьютеры. Они развивались. Были телекоммуникационные системы, телеграф, телефон, то есть связь. И вот люди думали, хорошо было бы если бы компьютеры могли обмениваться информацией между собой. Эта идея стала основополагающей идеей благодаря которой появились компьютерные сети.

50-е годы: мейнфреймы

Начало 60-х годов: многотерминальные системы

В дальнейшем к одному мейнфрейму стали подключать несколько устройств ввода-вывода, появился прообраз нынешних терминальных систем да и сетей в целом.

70-е годы: первые компьютерные сети

Середина 70-х годов: большие интегральные схемы

Локальная сеть (Local Area Network, LAN) – объединение компьютеров, сосредоточенных на небольшой территории. В общем случае локальная сеть представляет собой коммуникационную систему, принадлежащую
одной организации.

Сетевая технология – согласованный набор программных и аппаратных средств (драйверов, сетевых адаптеров, кабелей и разъемов), а также механизмов передачи данных по линиям связи, достаточный для построения вычислительной сети.

В период с 80-х до начала 90-х годов появились и прочно вошли в нашу жизнь:

Общие принципы построения сетей

Со временем основной целью компьютерных развития сетей (помимо передачи информации) стала цель распределенного использования информационных ресурсов:

1. Периферийных устройств: принтеры, сканеры и т. д.
2. Данных хранящихся в оперативной памяти устройств.
3. Вычислительных мощностей.

Достичь эту цель помогали сетевые интерфейсы. Сетевые интерфейсы это определенная логическая и/или физическая граница между взаимодействующими независимыми объектами.

Сетевые интерфейсы разделяются на:

• Физические интерфейсы (порты).
• Логические интерфейсы (протоколы).

Из определения обычно ничего не ясно. Порт и порт, а что порт?

Начнем с того что порт это цифра. Например 21, 25, 80.

Протокол

Протокол, например TCP/IP это адрес узла (компьютера) с указанием порта и передаваемых данных. Например что бы передать информацию по протоколу TCP/IP нужно указать следующие данные:

Пара клиент—сервер

Начнем с определений.

При этом программа может быть установлена на Клиенте, а база данных программы на Сервере.

Топология физических сетей

Под топологией сети понимается конфигурация графа, вершинам которого соответствуют конечные узлы сети (например, компьютеры) и коммуникационной оборудование (например, маршрутизаторы), а ребрам – физические или информационные связи между вершинами.

• Полносвязная (а).
• Ячеистая (б).
• Кольцо (в).
• Звезда (г).
• Дерево (д).
• Шина (е).

Адресация узлов сети

Множество всех адресов, которые являются допустимыми в рамках некоторой схемы адресации, называется адресным пространством. Адресное пространство может
иметь плоскую (линейную) организацию или иерархическую организацию.

Для преобразования адресов из одного вида в другой используются специальные вспомогательные протоколы, которые называют протоколами разрешения адресов.

Коммутация

Соединение конечных узлов через сеть транзитных узлов называют коммутацией. Последовательность узлов, лежащих на пути от отправителя к получателю, образует маршрут.

Обобщенные задачи коммутации

1. Определение информационных потоков, для которых требуется прокладывать маршруты.
2. Маршрутизация потоков.
3. Продвижение потоков, то есть распознавание потоков и их локальная коммутация на каждом транзитном узле.
4. Мультиплексирование и демультиплексирование потоков.

Уровни сетевой модели OSI и уровни TCP/IP

Для упрощения структуры большинство сетей организуются в наборы уровней, каждый последующий возводится над предыдущим.

Целью каждого уровня является предоставление неких сервисов для вышестоящих уровней. При этом от них скрываются детали реализации предоставляемого сервиса.

Протоколы, реализующие модель OSI никогда не применялись на практике, но имена и номера уровней используются по сей день.

1. Физический.
2. Канальный.
3. Сетевой.
4. Транспортный.
5. Сеансовый.
6. Представления.
7. Прикладной.

Для лучшего понимания приведу пример. Вы открываете страницу сайта в интернете. Что происходит?

Канальный уровень. Канальный уровень это технология каким образом будут связаны узлы (передающий и принимающий), тут вспоминает топологию сетей: кольцо, шина, дерево. Данный уровень определяет порядок взаимодействия между большим количеством узлов.

1. Сетевые протоколы (IPv4 и IPv6).
2. Протоколы маршрутизации и построения маршрутов.

Сеансовый уровень. Отвечает за управление сеансами связи. Производит отслеживание: кто, в какой момент и куда передает информацию. На этом уровне происходит синхронизация передачи данных.

Прикладной уровень. Осуществляет взаимодействие приложения (например браузера) с сетью.

Уровни TCP/IP

Набор протоколов TSP/IP основан на собственной модели, которая базируется на модели OSI.

• Прикладной, представления, сеансовый = Прикладной.
• Транспортный = Транспортный.
• Сетевой = Интернет.
• Канальный, физический = Сетевой интерфейс.

Уровень сетевого интерфейса

Уровень сетевого интерфейса (называют уровнем 2 или канальным уровнем) описывает стандартный метод связи между устройствами которые находятся в одном сегменте сети.

Этот уровень предназначен для связи расположенных недалеко сетевых интерфейсов, которые определяются по фиксированным аппаратным адресам (например MAC-адресам).

Уровень сетевого интерфейса так же определяет физические требования для обмена сигналами интерфейсов, кабелей, концентраторов, коммутаторов и точек доступа. Это подмножество называют физическим уровнем (OSI), или уровнем 1.

Например, интерфейсы первого уровня это Ethernet, Token Ring, Point-to-Point Protocol (PPP) и Fiber Distributed Data Interface (FDDI).

Немного о Ethernet на примере кадра web-страницы

Пакеты Ethernet называют кадрами. Первая строка кадра состоит из слова Frame. Эта строка содержит общую информацию о кадре.

В полном заголовке Ethernet есть такие значения как DestinationAddress и SourceAddress которые содержат MAC-адреса сетевых интерфейсов.

Поле EthernetType указывает на следующий протокол более высокого уровня в кадре (IPv4).

Коммутаторы считывают адреса устройств локальной сети и ограничивают распространение сетевого трафика только этими адресами. Поэтому коммутаторы работают на уровне 2.

Уровень Интернета

Уровень интернета называют сетевым уровнем или уровнем 3. Он описывает схему адресации которая позволяет взаимодействовать устройствам в разных сетевых сегментах.

Если адрес в пакете относится к локальной сети или является широковещательным адресом в локальной сети, то по умолчанию такой пакет просто отбрасывается. Поэтому говорят, что маршрутизаторы блокируют широковещание.

Стек TCP/IP реализован корпорацией Microsoft ну уровне интернета (3). Изначально на этом уровне использовался только один протокол IPv4, позже появился протокол IPv6.

Протокол версии 4 отвечает за адресацию и маршрутизацию пакетов между узлами в десятках сегментах сети. IPv4 использует 32 разрядные адреса. 32 разрядные адреса имеют довольно ограниченное пространство, в связи с этим возникает дефицит адресов.

Протокол версии 6 использует 128 разрядные адреса. Поэтому он может определить намного больше адресов. В интернете не все маршрутизаторы поддерживают IPv6. Для поддержки IPv6 в интернете используются туннельные протоколы.

В Windows по умолчанию включены обе версии протоколов.

Транспортный уровень

Транспортный уровень модели TCP/IP представляет метод отправки и получения данных устройствами. Так же он создает отметку о предназначении данных для определенного приложения. В TCP/IP входят два протокола транспортного уровня:

1. Протокол TCP. Протокол принимает данные у приложения и обрабатывает их как поток байт.Байты группируются, нумеруются и доставляются на сетевой хост. Получатель подтверждает получение этих данных. Если подтверждение не получено, то отправитель отправляет данные заново.
2. Протокол UDP.Этот протокол не предусматривает гарантию и подтверждение доставки данных. Если вам необходимо надежное подключение, то стоит использовать протокол TCP.

Прикладной уровень

Обучаю HTML, CSS, PHP. Создаю и продвигаю сайты, скрипты и программы. Занимаюсь информационной безопасностью. Рассмотрю различные виды сотрудничества.

Читайте также:

  
• Edge 14 pro как подключить
  
• Что такое материнская плата в планшете
  
• Opera preferences где найти
  
• Navicat 15 ошибка encoding must be provided
  
• Dlg файл как открыть