Сетевое оборудование

 

 

 

Сетевые адаптеры

 

Современные информационные технологии ориентированы на тотальное распространение вычислительных сетей и создание глобальной сетевой среды.

Network (вычислительная сеть) -  совокупность устройств, соединённых с помощью сетевого оборудования и среды передачи данных для совместного использования вычислительных ресурсов, периферийных устройств, приложений и данных.

Для подключения устройства к вычислительной сети, оно должно иметь network adapter (сетевой адаптер).

Adapter  (от adaptare - прилаживать) - переходное устройство (интерфейсная плата, микросхема), позволяющее одной системе соединяться и работать с другой системой. Адаптеры  могут поддерживать сразу несколько различных устройств и технологий.

По физической реализации сетевые платы делятся на:

  • встроенные в материнскую плату

  • внутренние  (вставляющиеся в слот материнской платы)

  • внешние (подключающиеся через USB или PCMCIA интерфейс).

Аббревиатура PCMCIA имеет шуточные расшифровки:
 People Can't Memorize Computer Industry Acronyms (люди не в состоянии запоминать сокращения компьютерной индустрии)
 Personal Computer Manufacturers Can't Invent Acronyms (изготовители персональных компьютеров не могут придумывать сокращения).

Сложности с аббревиатурой привели к использованию термина PC Card.

 

 

 

Network Attached Storage

 

Современные сети преимущественно построены по архитектуре клиент-сервер (client/server architecture, CSA) -  двухуровневой модели построения распределённой вычислительной среды, в которой интерфейсная часть задачи (front end) выполняется на машине пользователя, а обработка запросов (back end) осуществляется серверами.

Server (сервер) - мощный высоконадежный компьютер для управления сетью и хранения общей информации, предоставления услуг (сервисов), ресурсов или данных клиентским устройствам сети.

NAS (Network Attached Storage) – сетевая система хранения данных. Сетевые хранилища представляют собой внешние жёсткие диски, которые подключаются к сети и позволяют нескольким пользователям работать с общими файлами.

NAS  функционирует как в локальных, так и в распределённых сетях, главное – чтобы были протокол TCP/IP и технология Ethernet.

NAS-архитектура позволяет получить безумно привлекательную стоимость одного гигабайта хранения данных, сетевые системы хранения данных не требуют серьёзного администрирования, работают с любыми платформами (Windows, Linux и пр.), не требуют каких-либо специфических интерфейсов и отличаются удобным и простым процессом наращивания дискового пространства.

 

 

 

 

Modem

Домашнее подключение к сети Интернет часто осуществляется посредством телефонной линии с помощью модема.

Modem (модем, modulator/demodulator)  - сетевое устройство, преобразующее цифровые сигналы в аналоговые аудиосигналы, которые оно передаёт (и принимает) по телефонным линиям связи.

Internal modem встроенный (внутренний) модем микросхема модема, смонтированная на плате, установленной внутри компьютера, в отличие от внешнего модема (external modem), представляющего собой компактное автономное устройство с отдельным электропитанием.

Dial-up modem (модем коммутируемой линии передачи) - морально устарел, обеспечивает низкоскоростное соединение до 56 Кбит/сек.

Современные ADSL-модемы обеспечивают значительно большие скорости передачи данных:

  • ADSL (до 8 Мбит/с входящий траффик, 1 Мбит/с исходящий траффик),

  • ADSL2 (о 12 Мбит/с входящий траффик, 1 Мбит/с исходящий траффик),

  • ADSL2+ (до 24 Мбит/с входящий траффик, 2 Мбит/с исходящий траффик).

ADSL (Asymmetrical Digital Subscriber Line, Asymmetrical DSL) - технология высокоскоростной передачи данных по обычным телефонным линиям с возможностью передачи данных и телефонного соединения одновременно.

 

 

Домашние решения

Для организации беспроводных домашних и офисных локальных сетей с доступом в Интернет используют комплект:

  • беспроводной ADSL-модем,

  • беспроводная точка доступа (AP),

  • комплект беспроводных сетевых карт

  • компьютер на роль прокси-сервера. 

AP (access point, точка доступа) концентратор, поддерживающий стандарты радиосвязи и обеспечивающий подключение беспроводных клиентов к сети.

 

Спутниковый Интернет объединяет две разные технологии: двустороннего и одностороннего доступа. Для  одностороннего доступа исходящие данные передаются по обычному наземному каналу связи (модему, мобильному телефону), а весь входящий трафик принимается через антенну.

В этом случае нужен лишь ресивер и принимающая тарелка (прямофокусная или офсетная) с конвертером. Скорость приема данных  обычно до 4 Мбит/с.

Receiver (приёмник, получатель) - электронное устройство, распознающее передаваемые сигналы и представляющее их в соответствующей форме. Ресивер для Интернета часто представляет собой PCI-карту. Для ноутбуков есть USB-ресиверы.

 

 

Физическое соединение  в вычислительных сетях  реализуется на основе магистральных линий передачи (backbone - хребет) с высокой пропускной способностью, которые обслуживаются специализированными коммуникационными устройствами (концентраторами, мостами, маршрутизаторами, шлюзами) обеспечивающими оптимальной движение потоков информации и необходимые преобразования ее форматов (способов представления).

Google планирует проложить по дну Тихого океана высокоскоростной межконтинентальный кабель, который свяжет американские и азиатские дата-центры компании. Прокладка займет два года и будет закончена в 2010 году. Стоимость проекта составит $300 млн. Пропускная способность каналов от США к Азии после этого вырастет на 20% до 7,68 Тбит/с.

 

 

 

Сетевые устройства

 

Концентратор (hub)  - сетевое устройство, к которому подключаются все компьютеры в сети топологии "звезда".

Активные концентраторы могут восстанавливают и ретранслируют сигналы. Пассивные концентраторы просто выполняют коммутацию.

Коммутатор (switch) -  устройство, используемое для установления соединений в компьютерных сетях. Существует два основных вида коммутаторов - мосты (bridge) и маршрутизаторы (router).

В коммутаторе  SANbox 5802V  двадцати портов по 8 Гбит/с и восемь по 10 Гбит/с. 

Мост (bridge) - сетевое устройство, соединяющее малые локальные сети с использующие один протокол, но с различными топологиями, разнотипными скоростями и средами передачи (витые пары и оптоволокно). Мост пропускает через себя трафик в обе стороны без выбора оптимального маршрута. Мосты программируются на фильтрацию пакетов по определенным критериям

Маршрутизатор (router) - сетевое устройство объединяющее  сети, использующие различные топологии и протоколы.

В отличие от мостов не тиражируют все широковещательные сообщения, что важно для больших сетей с избыточными путями для связи.

Маршрутизатор непрерывно обменивается пакетами с другими маршрутизаторами для выявления перегрузки и дефектов в сети, отслеживания новых узлов и рабочих станций, для оптимизации маршрутных таблиц.

10.03.2010 Компания Cisco представила Cisco CRS-3 - систему операторской маршрутизации нового поколения  с пропускной способностю  322 Тбит/с

Шлюз (gateway)   - сетевое устройство, осуществляющее связь между двумя  сетями с разными коммуникационными протоколами. Передают и преобразовывают данные из одного формата в другой и осуществляют их фильтрацию.

 

 

 

 

OpenFlow

 

28.03.2011 Лидеры рынка ИТ сформировали некоммерческую организацию Open Networking Foundation (ONF), которая будет продвигать новый подход, направленный на создание программно-управляемых сетей (Software-Defined Networking, SDN).

Среди членов  ONF: Deutsche Telekom, Facebook, Google, Microsoft, Verizon, Yahoo, Broadcom, Brocade, Cisco, Dell, Ericsson, HP, IBM, NEC, Netgear, NTT, VMware и др.

Для реализации такого подхода создан стандарт OpenFlow - результат шестилетней совместной работы ученых из Стэнфордского и Калифорнийского университетов. Он позволяет пользователям управлять сетевым оборудованием с помощью программ, которые исполняются на внешнем сервере, подключенном к коммутаторам и маршрутизаторам. OpenFlow выполняет в сетях такую же роль, какую на ПК играет система BIOS — встроенная программа, осуществляющая связь со всеми аппаратными компонентами и поддерживающая загрузку ОС.

Урс Хезле (старший вице-президент Google, председатель совета директоров ONF): Сети стали очень сложными. Одна из причин этого — множество протоколов, которые не всегда хорошо взаимодействуют друг с другом. OpenFlow исправит такое положение и изменит весь сетевой бизнес. Сеть представляет собой вертикально интегрированный стек. Такой поход затрудняет инновации и требует от пользователей немалых расходов.

Лицензии на стандарт OpenFlow будут бесплатно предоставляться всем членам ONF. Первое OpenFlow-совместимое сетевое оборудование появится в продаже уже в конце 2011 года, однако пройдет не менее двух лет, прежде чем эта технология начнет широко использоваться.

 

 

 

Wireless sensor networks

 

Беспроводные сенсорные сети (wireless sensor networks) состоят из миниатюрных вычислительно-коммуникационных сенсоров — мотов (motes). Мот представляет собой плату размером с рисовое зерно. На плате размещаются процессор, память, радиочастотный приемопередатчик, источник питания и датчики для замеров температуры, давления, влажности, освещенности, вибрации и т.д. 

Моты используются только для сбора, первичной обработки и передачи сенсорных данных.

 

 

 

Giga-IR

 

26.07.2008  Разработана технология Giga-IR, обеспечивающая передачу данных по инфракрасному каналу со скоростью до 1 Гбит в секунду. Максимальная скорость, которую ранее удавалось достичь с помощью современных ИК-передатчиков, не превышала 4 Мбит в секунду. Для достижения таких показателей применены специальные лазеры, в то время как в стандартных ИК-портах используются светодиоды. Позиционируется Giga-IR как альтернатива технологии Bluetooth.