ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ INTERNET

Transcript

1 ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ INTERNET Κεφάλαιο 6: Συσκευές τηλεπικοινωνιών και δικτύωσης (Θ)

2 Ενεργά στοιχεία δικτύων Δύο συστήματα Η/Υ μπορούν να συνδεθούν χρησιμοποιώντας: Δια-αποδιαμορφωτές (Μodems) Σειριακή ή παράλληλη θύρα επικοινωνίας Κάρτες δικτύου (NICs) ιανοµείς (Hubs) Επαναλήπτες (repeaters) Γέφυρες (bridges) Δροµολογητές (routers) 2

3 Modems 3

4 Τα modems Τα modems (modulators demodulators) είναι ειδικές διατάξεις οι οποίες πραγματοποιούν τη διαδικασία εκείνη που είναι γνωστή ως διαμόρφωση σήματος (modulation). Η διαμόρφωση του σήματος επιτρέπει τη μεταφορά των χαμηλών συχνοτήτων από σήματα υψηλών συχνοτήτων, τα οποία δια της χρήσης των κατάλληλων μέσων μετάδοσης, μπορούν να μεταφερθούν χωρίς την παρουσία θορύβου. 4

5 Τρόπος μετάδοσης με modem Είναι γενικά συσκευές που επιτρέπουν την µετάδοση δεδοµένων µέσα από γραµµές που δεν είναι σχεδιασµένες ειδικά για το σκοπό αυτό. 5

6 Πίνακας συστάσεων για modem 6

7 Modem V90 vs Modem V34 7

8 Σειριακή/παράλληλη θύρα (έχουν αναφερθεί στο Κεφ. 1) 8

9 Κάρτες δικτύου 9

10 Κάρτες δικτύου (1) Για να μπορέσουμε να συνδέσουμε έναν ηλεκτρονικό υπολογιστή σε ένα τοπικό δίκτυο, χρειαζόμαστε ένα από τα βασικότερα εξαρτήματα που είναι, η κάρτα, η οποία είναι υπεύθυνη για τη ροή των πληροφοριών ανάμεσα στον υπολογιστή και το δίκτυο. Οι κάρτες δικτύου (Network Interface Cards, NIC) είναι οι διατάξεις δια μέσου των οποίων είναι δυνατή η σύνδεση των υπολογιστών στο δίκτυο. 10

11 Κάρτες δικτύου (2) Λειτουργούν στο φυσικό επίπεδο Είναι σχεδιασµένες για συγκεκριµένο τύπο δικτύου και σύνδεσης (καλώδιο ή ασύρματες). Καθορίζουν την µεθόδο πρόσβασης στο µέσο, σύµφωνα µε τα πρότυπα ΙΕΕΕ-802.Χ. Έχουν έναν αριθµό της ΙΕΕΕ (MAC Address), διαφορετικό για κάθε κάρτα, ο οποίος τυπώνεται πάνω της π.χ. 08:00:20:02:90:4C. 11

12 ιανοµείς (Hub) 12

13 Διανοµείς (Hub) (1) Ο διανομέας (hub) είναι μια συσκευή η οποία συνδέει τα καλώδια που προέρχονται από όλους τους σταθμούς εργασίας με τον κεντρικό κόμβο του δικτύου. Στις πιο πολλές περιπτώσεις, η χρήση του διανομέα προϋποθέτει τοπολογία αστέρα με το διανομέα να καταλαμβάνει τον κεντρικό κόμβο του δικτύου. Η κύρια λειτουργία των διανομέων είναι η λήψη των σημάτων από κάποιο σταθμό και η ακριβής επανεκπομπή τους στους υπόλοιπους σταθμού του δικτύου. 13

14 Διανοµείς (Hub) (2) Ανάλογα με τη λειτουργία τους χωρίζονται στους παθητικούς διανομείς οι οποίοι απλά διαβιβάζουν το σήμα και στους ενεργητικούς διανομείς, οι οποίοι έχουν τη δυνατότητα ενίσχυσης του σήματος, λειτουργώντας έτσι ως επαναλήπτες. 14

15 Επαναλήπτες 15

16 Επαναλήπτες (1) Όπως είναι γνωστό, καθώς το ηλεκτρικό σήμα που εκπέμπεται από κάποιο σταθμό κινείται μέσα στο δίκτυο, λαμβάνει χώρα μείωση του πλάτους του, λόγω των φυσικών ιδιοτήτων των μέσων μετάδοσης που χρησιμοποιούνται. Το φαινόμενο αυτό είναι γνωστό ως εξασθένηση (attenuation), εμφανίζεται σε αποστάσεις μεγαλύτερες των 300 μέτρων και αποτελεί μια από τις πιο συνηθισμένες αιτίες εμφάνισης σφαλμάτων κατά τη διάρκεια της μετάδοσης. 16

17 Επαναλήπτες (2) Προκειμένου να αντιμετωπισθεί το φαινόμενο της εξασθένησης του σήματος, χρησιμοποιούνται ειδικές διατάξεις διασύνδεσης, που λέγονται επαναλήπτες (repeaters). Ο ρόλος των επαναληπτών είναι η παραλαβή του εξασθενημένου σήματος του δικτύου, η ενίσχυση του πλάτους του στην αρχική του τιμή και η επαναμετάδοση του σήματος στο δίκτυο. 17

18 Επαναλήπτες (3) Κάθε επαναλήπτης έχει μόνο μια θύρα εισόδου και μια ή περισσότερες θύρες εξόδου δια των οποίων αναμεταδίδει το ενισχυμένο σήμα στο δίκτυο. Είναι δυνατή η χρήση του για τη διασύνδεση δικτύων τόσο γειτονικών όσο και απομακρυσμένων, ενώ σε ορισμένες περιπτώσεις οι συσκευές αυτές διαθέτουν καταχωρητές για την προσωρινή αποθήκευση των πλαισίων που ανταλλάσσονται μεταξύ των δικτύων. Σε ορισμένες περιπτώσεις, οι επαναλήπτες δεν πραγματοποιούν απλά την ενίσχυση και την επαναμετάδοση του εξασθενημένου σήματος, αλλά παρέχουν στο δίκτυο και λειτουργίες γεφυρών (ευφυείς επαναλήπτες). 18

19 Γέφυρες 19

20 Γέφυρες (1) Οι γέφυρες (bridges), πραγματοποιούν πιο προηγμένες μορφές επεξεργασίας δεδομένων, όπως είναι για παράδειγμα η προώθησή τους στον τελικό τους προορισμό και το φιλτράρισμα των διακινούμενων πλαισίων με βάση ορισμένα κριτήρια που υπαγορεύονται από τη φύση και τα χαρακτηριστικά του δικτύου. Πιο συγκεκριμένα, η γέφυρα ελέγχει τον προορισμό κάθε πλαισίου και εάν διαπιστώσει πως ο αποστολέας και ο παραλήπτης ανήκουν στο ίδιο τοπικό δίκτυο, δεν επιτρέπει τη μετάδοση του πακέτου στο άλλο δίκτυο, κάτι που έχει ως αποτέλεσμα τον περιορισμό της άσκοπης κυκλοφορίας των πακέτων μέσα στο δίκτυο. Λόγω αυτού του συγκεκριμένου τρόπου λειτουργίας της η γέφυρα πολλές φορές αποκαλείται επιλεκτικός επαναλήπτης (selective repeater). 20

21 Γέφυρες (2) Οι Γέφυρες o Λειτουργούν και στο επίπεδο της γραµµής δεδοµένων o Είναι έξυπνες συσκευές (διαθέτουν επεξεργαστή και µνήµη). o Γνωρίζουν (αλλά και μαθαίνουν) τη δοµή του δικτύου. o Παίρνουν αποφάσεις για τα πλαίσια (όχι πακέτα) που περνάνε µέσα από αυτές, γιατί καταλαβαίνουν τα πλαίσια μεταφοράς των πακέτων και αξιολογούν τις πληροφορίες δρομολόγησης που διαθέτουν. o Διαθέτουν πίνακα διευθύνσεων για τους Η/Υ του δικτύου που ανανεώνεται (διαφάνεια- μάθηση) συνεχώς. 21

22 Γέφυρες (3) Τύποι γεφυρών Διαφανής γέφυρα Γέφυρα πηγαίας δρομολόγησης Γέφυρα μετάφρασης Γέφυρα ενθυλάκωσης 22

23 Δροµολογητές 23

24 Δροµολογητές (1) Οι δρομολογητές (routers) είναι σύνθετες διατάξεις οι οποίες υποστηρίζουν ταυτόχρονες συνδέσεις πολλών δικτύων υπολογιστών που χρησιμοποιούν πολλά και διαφορετικά μεταξύ τους μέσα μετάδοσης. Πιο συγκεκριμένα, οι δρομολογητές διενεργούν έλεγχο στην εισερχόμενη ροή πακέτων των τοπικών δικτύων, αυξάνουν την αξιοπιστία της διασύνδεσης και επιτρέπουν τη διασύνδεση διαφορετικών υποδικτύων. 24

25 Δροµολογητές (2) Η βασική λειτουργία που επιτελείται από τους δρομολογητές ονομάζεται δρομολόγηση (routing) και ορίζεται ως η διαδικασία μεταφοράς δεδομένων από ένα σημείο του δικτύου σε κάποιο άλλο. Ο τρόπος με τον οποίο συνεργάζονται μεταξύ τους οι δρομολογητές σε ένα δίκτυο, υπαγορεύεται από τα κατάλληλα σε κάθε περίπτωση πρωτόκολλα δρομολόγησης (routing protocols). 25

26 Δροµολογητές (3) Οι πιο σημαντικές από τις λειτουργίες που πραγματοποιούν οι δρομολογητές είναι οι ακόλουθες: Το φιλτράρισμα και η δρομολόγηση των πακέτων ανάλογα με τον τύπο τους Η υποστήριξη πολλών διασυνδέσεων ανάμεσα στα τμήματα των δικτύων, κάτι που παρέχει επιπρόσθετη προστασία από βλάβες κάθε μορφής Η λήψη αποφάσεων σχετικά με τη διαδρομή που θα ακολουθήσει κάθε πακέτο μέσα στο δίκτυο, διαδικασία, η οποία γίνεται δυναμικά και ανάλογα με την τρέχουσα κυκλοφορία του δικτύου. 26

27 Δροµολογητές (4) Οι Δροµολογητές: o Λειτουργούν και στο επίπεδο δικτύου του OSI. o Υποστηρίζουν την ταυτόχρονη σύνδεση πολλών διαφορετικών τύπων δικτύου, με πιθανά διαφορετικά µέσα µετάδοσης (π.χ. οµοαξονικό καλώδιο, UTP κτλ) o Υποστηρίζουν πολύπλοκες διατάξεις (τοπολογίες) δικτύων στις οποίες είναι πιθανόν δύο σηµεία του δικτύου να ενώνονται µε περισσότερες από µία διαδροµές αυξάνοντας έτσι την αξιοπιστία. o Η δροµολόγηση των πακέτων γίνεται δυναµικά, λαµβάνοντας υπόψη την κατάσταση του δικτύου (συνθήκες κίνησης, καθυστέρηση κλπ.). o Διαθέτουν πίνακες δρομολόγησης. o Το ρόλο του δρομολογητή μπορούν να παίξουν ακόμα και Η/Υ με κατάλληλα προγράμματα πχ. τα Win2000 Server διαθέτουν μια υπηρεσία που λέγεται Routing & Remote Access). 27

28 Σύγχρονες δικτυακές συσκευές 28

29 Σύγχρονες δικτυακές συσκευές Στα παραπάνω να προσθέσουμε ορισμένες σύγχρονες συσκευές δικτύωσης όπως: Ασύρματες κάρτες (Πρωτόκολλα: b/g). Access points (Συσκευές για ασύρματη πρόσβαση στο δίκτυο). Καλύπτουν αποστάσεις μέχρι 100m σε εσωτερικούς χώρους και 200 σε εξωτερικούς επιτυγχάνοντας ταχύτητες μέχρι και 54G, χρήση πρωτοκόλλων b/g. Bluetooth και Ifrared (Συσκευές ασύρματης δικτύωσης σε μικρή απόσταση, πχ. BLUETOOTH to USB ADAPTER ) με ταχύτητες μέχρι 3Mbps και κάλυψη έως 100m. Διανομείς εκτός από Ethernet, USB και mini USB. Switches με μνήμη Buffer 512KB για κάθε συσκευή. Με χρήση εξαρτημάτων όπως το FIBER MODULE μας δίνουν τη δυνατότητα να επεκτείνουμε το δίκτυο μας με σύνδεση του σε ένα διαθέσιμο expansion slot του switch. Μπορούμε να συνδέσουμε πολλαπλά switches σε απόσταση έως 2000 μέτρα μέσω πολύτροπων οπτικών ινών (πρότυπα: IEEE 802.3u, ταχύτητα μεταφοράς 200Mbps 29

30 Τέλος Κεφαλαίου