Συσκευές Τηλεπικοινωνιών και Δικτύωσης. Επικοινωνίες Δεδομένων Μάθημα 9 ο

Transcript

1 Συσκευές Τηλεπικοινωνιών και Δικτύωσης Επικοινωνίες Δεδομένων Μάθημα 9 ο

2 Εισαγωγή Ένα δίκτυο αποτελείται από ενεργά και παθητικά στοιχεία. Στα παθητικά στοιχεία εντάσσονται τα καλώδια και τα εξαρτήματα που χρησιμοποιούνται γενικά στη δομημένη καλωδίωση. Τα ενεργά στοιχεία των δικτύων αποτελούνται από τα παρακάτω: Δια-αποδιαμορφωτές (Μodems) Κάρτες Δικτύου (NICs) Διανομείς (Hubs) Μεταγωγείς (Switches) Γέφυρες (Bridges) Δρομολογητές (Routers)

3 Modems Το Modem είναι συσκευή διαμόρφωσης και αποδιαμόρφωσης και το όνομά του προέρχεται από τα αρχικά των αγγλικών λέξεων MOdulator DEModulator (διαμορφωτής αποδιαμορφωτής). Τα Modems ή αλλιώς και «Εξοπλισμός Επικοινωνίας Δεδομένων» (Data Communication Equipment, DCE), τοποθετούνται πάντα ανά ζεύγη στα δύο άκρα τηλεφωνικής γραμμής, προκειμένου να γίνει εφικτή η επικοινωνία δύο υπολογιστικών συστημάτων που καλούνται και «Τερματικές Συσκευές Δεδομένων» (Data Terminal Equipment, DTE) δια μέσου της τηλεφωνικής γραμμής.

4 Πρότυπα Επικοινωνίας των Modems Η μέγιστη ταχύτητα σύνδεσης μεταξύ δύο modem είναι 33.6Kbps, ενώ πολύ συχνά είναι χαμηλότερη από τα 28.8 Kbps. Εξαρτάται από την ποιότητα της γραμμής, που και αυτή με τη σειρά τη εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το ποσοστό ψηφιοποίησης του δημόσιο δικτύου. Στο επόμενο σχήμα βλέπουμε ότι τα δεδομένα στέλνονται με ψηφιακό τρόπο από το DTE1 στο DCE1, όπου και μετατρέπονται σε αναλογική μορφή από DAC (Digital to Analog Converter) στο DCE2 και λαμβάνονται, τελικά, σε ψηφιακή μορφή από το DTE2. Ομοίως τα δεδομένα που στέλνονται από το DTE2 προς DTE1, ακολουθούν την ίδια διαδικασία.

5 Επικοινωνία Τερματικών Συσκευών Γίνεται φανερό ότι για την αμφίδρομη επικοινωνία χρειάζονται δύο μετατροπές του σήματος από ψηφιακό σε αναλογικό και δύο μετατροπές του σήματος από αναλογικό σε ψηφιακό. Αυτή που εισάγει τον περισσότερο θόρυβο είναι η μετατροπή από αναλογικό σήμα σε ψηφιακό (θόρυβος κβαντοποίησης).

6 Κάρτες Δικτύου Οι Κάρτες Δικτύου (NIC- Network Interface Cards) χρησιμοποιούνται για να συνδέσουν Η/Υ στο δίκτυο. Παρέχουν τη φυσική σύνδεση μεταξύ του καλωδίου και του εσωτερικού του Η/Υ. Μετατρέπουν τα bits του Η/Υ σε πληροφορία συμβατή με τα ηλεκτρικά και λειτουργικά χαρακτηριστικά του πρωτοκόλλου του δικτύου. Έχουν έναν αριθμό της ΙΕΕΕ (MAC Address), διαφορετικό για κάθε κάρτα.

7 Κάρτες Δικτύου Σήμερα οι κάρτες είναι «10/100 autosense», δηλαδή, αντιλαμβάνονται εάν το μέσο που συνδέονται είναι για ταχύτητες 10Mbps ή 100Mbps και αναλόγως προσαρμόζουν τη λειτουργία τους. Πλέον όλες είναι συμβατές με το σύστημα Plug-n- Play (PnP). Αναγνωρίζονται, δηλαδή, από τον Η/Υ και αυτόματα διαλέγουν το κατάλληλο λογισμικό για την ρύθμιση και την παραμετροποίηση τους.

8 Διανομείς Hubs Οι Διανομείς (Hubs) ενώνουν όλα τα καλώδια που προέρχονται από τους σταθμούς εργασίας σε ένα κεντρικό σημείο ή κόμβο. Κάθε εισερχόμενο σήμα εμφανίζεται σε όλες τις εξόδους του hub (αυτό είναι και η βασική του διαφορά με το Switch). Οι διανομείς διακρίνονται στις κατηγορίες: Παθητικοί διανομείς (με μικρό αριθμό θυρών, χωρίς τροφοδοσία. Ενεργητικοί διανομείς.

9 Μεταγωγείς Switches Το switch κρατά αρχείο των διευθύνσεων MAC addresses (Media Access Control: διεύθυνση hardwareμοναδική στο δίκτυο) όλων των συσκευών του δικτύου. Με αυτές τις πληροφορίες μπορεί να αναγνωρίσει ποιος υπολογιστής είναι συνδεδεμένος με ποια πόρτα του. Έτσι όταν παραλαμβάνει κάποιο frame γνωρίζει επακριβώς σε ποια πόρτα να το στείλει, κάτι το οποίο βελτιώνει σημαντικά την ταχύτητα του δικτύου. Στην περίπτωση που δύο ή περισσότεροι υπολογιστές μεταδίδουν ταυτόχρονα δεδομένα, δεν υπάρχει καμία καθυστέρηση.

10 Μεταγωγείς Switches Αντί να προωθεί ένα εισερχόμενο πλαίσιο σε όλους τους κόμβους που διασυνδέονται σ αυτόν, το προωθεί μόνο προς τον παραλήπτη του.

11 Γέφυρες Οι Γέφυρες λειτουργούν και στο επίπεδο της γραμμής δεδομένων Είναι έξυπνες συσκευές (διαθέτουν επεξεργαστή και μνήμη). Γνωρίζουν (αλλά και μαθαίνουν) τη δομή του δικτύου. 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. Διαθέτουν πίνακα διευθύνσεων για τους Η/Υ του δικτύου που ανανεώνεται (διαφάνεια- μάθηση) συνεχώς.

12 Δρομολογητές Routers Οι Δρομολογητές υποστηρίζουν την ταυτόχρονη σύνδεση πολλών διαφορετικών τύπων δικτύου, με πιθανά διαφορετικά μέσα μετάδοσης. Υποστηρίζουν πολύπλοκες διατάξεις (τοπολογίες) δικτύων στις οποίες είναι πιθανόν δύο σημεία του δικτύου να ενώνονται με περισσότερες από μία διαδρομές αυξάνοντας έτσι την αξιοπιστία. Η δρομολόγηση των πακέτων γίνεται δυναμικά, λαμβάνοντας υπόψη την κατάσταση του δικτύου (συνθήκες κίνησης, καθυστέρηση κλπ.). Διαθέτουν πίνακες δρομολόγησης.

13 Δρομολογητές Routers Οι Routers σήμερα παρέχουν μια ποικιλία υπηρεσιών. Ένας router τυπικά περιλαμβάνει και 4-8 πόρτες Ethernet (switch ή hub) και το Network AddressTranslator (NAT). Επιπρόσθετα περιλαμβάνουν Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) server, Domain Name Service (DNS) proxy server και hardware firewall για προστασία από κακόβουλη εισβολή στο δίκτυο από το Internet. Όλοι οι routers έχουν μια είσοδο WAN Port που συνδέεται με DSL ή μισθωμένο κύκλωμα, ενώ το ενσωματωμένο switch επιτρέπει την εύκολη δημιουργία του τοπικού δικτύου LAN. Με αυτό το τρόπο όλοι οι συνδεδεμένοι υπολογιστές έχουν άμεση πρόσβαση στο Internet και στους λοιπούς πόρους του δικτύου.

14 Δρομολογητές Routers

15 Τοπικό Δίκτυο με VLANs

16 Άλλες σύγχρονες δικτυακές συσκευές Στα παραπάνω να προσθέσουμε ορισμένες σύγχρονες συσκευές δικτύωσης όπως: Ασύρματες κάρτες Access points Συσκευές για ασύρματη πρόσβαση στο δίκτυο. Καλύπτουν αποστάσεις μέχρι 100m σε εσωτερικούς χώρους και 200 σε εξωτερικούς επιτυγχάνοντας ταχύτητες μέχρι και 54G. Bluetooth και Ifrared Συσκευές ασύρματης δικτύωσης σε μικρή απόσταση, πχ. BLUETOOTH to USB ADAPTER με ταχύτητες μέχρι 3Mbps και κάλυψη έως 100m. Switches με χρήση εξαρτημάτων όπως το FIBER MODULE που μας δίνουν τη δυνατότητα να επεκτείνουμε το δίκτυο μας. Μπορούμε να συνδέσουμε πολλαπλά switches σε απόσταση έως 2000 μέτρα μέσω πολύτροπων οπτικών ινών.