Маршрутизатор – це мережевий пристрій, що зв'язує локальні мережі. На рівні розподілу вони направляють трафік і виконують інші важливі для ефективної роботи мережі функції. Як і комутатори, маршрутизатори можуть декодувати і читати отримані повідомлення.
На відміну від комутаторів, які декодують тільки кадри з MAC-адресою, маршрутизатори декодують пакети, що знаходяться усередині кадру.
У пакеті містяться IP-адреси відправника і одержувача і дані повідомлення, що пересилається. Маршрутизатор прочитує мережеву частину IP-адреси одержувача і з її допомогою визначає, по якій з підключених мереж краще всього переслати повідомлення адресата.
Якщо мережева частина IP-адреси відправника і адресата не співпадає, для пересилки повідомлення необхідно використовувати маршрутизатор. Якщо вузол, що знаходиться в мережі 1.1.1.0, повинен відправити повідомлення вузла до мереж 5.5.5.0, воно переправляється маршрутизатору. Він отримує повідомлення, розпаковує і прочитує IP-адресу одержувача. Потім він визначає, куди переправити повідомлення. Потім маршрутизатор знову упаковує пакет в кадр і переправляє його за призначенням.
Кожен порт, або інтерфейс, маршрутизатора пов'язаний з своєю локальною мережею. У кожного маршрутизатора є таблиця локально підключених мереж і їх інтерфейсів. Крім того, в цих таблицях маршрутизації буває інформація про маршрути, або шляхи для підключення до інших локально підключених видалених мереж.
Прийнявши кадр, маршрутизатор декодує його і отримує пакет з IP-адресою одержувача. Цю адресу він порівнює з даними всіх мереж з таблиці маршрутизації. Якщо адреса мережі одержувача є в таблиці, маршрутизатор інкапсулює пакет в новий кадр і відправляє. Цей новий кадр прямує в мережу одержувача через інтерфейс, що відноситься до вибраного шляху. Процес перенаправлення пакетів в мережу одержувача називається маршрутизацією. Інтерфейси маршрутизатора не перенаправляють повідомлення по MAC-адресі широкомовної розсилки. Тому розсилки локальній мережі не потрапляють в інші мережі через маршрутизатор.
Локальна мережа(LAN)
Термін «локальна мережа» (ЛМ) відноситься до групи взаємозв'язаних локальних мереж, якими управляє один і той же адміністратор. Коли мережі тільки починали з'являтися, під ЛМ подразумевалісь невеликі мережі, фізично розташовані в одному і тому ж місці. Хоча ЛМ можна назвати і одну домашню або офісну локальну мережу, саме визначення розширилося і тепер припускає наявність взаємозв'язаних мереж, які складаються з декількох сотень вузлів, встановлених в різних будівлях.
Важливо пам'ятати, що всі локальні мережі, що входять в ЛМ, управляються одним адміністратором. Крім того, зазвичай в ЛМ використовуються бездротові протоколи або Ethernet і підтримується висока швидкість передачі даних. Приватні ЛМ, належні організації і доступні тільки для її членів, співробітників і інших допущених осіб, часто називають «Інтранет».
У ЛМ всі вузли можуть знаходитися в одній локальній мережі або розподілятися між декількома мережами, зв'язаними на рівні розподілу. Це залежить від бажаного результату. Якщо всі вузли знаходяться в одній мережі, вони можуть обмінюватися даними. Річ у тому, що вони утворюють один широкомовний домен і вузли знаходять один одного з використанням протоколу ARP.
При простій конструкції мережі, можливо, краще залишити всі вузли в одній локальній мережі. Проте у міру того, як розмір мережі росте, трафік збільшується, а ефективність і швидкість мережі знижується. У такому разі деякі вузли варто перемістити у видалену мережу.
Це понизить ефект від збільшення трафіку. Проте вузли з однієї мережі не зможуть обмінюватися даними з вузлами з іншої мережі без використання маршрутизації. Маршрутизатори ускладнюють конфігурацію мережі і в деяких випадках створюють тимчасові відстрочення при обміні пакетами між мережами.
Більшість локальних мереж створена на основі технології Ethernet. У правильно розробленій і сконструйованій мережі вона працює швидко і ефективно. Основна передумова для створення якісної мережі – попереднє планування. Для початку потрібного зібрати інформацію про те, як використовуватиметься нова мережа. Сюди входить:
кількість і тип вузлів, що підключаються;
використовувані додатки;
вимоги до загального доступу і підключення до Інтернету;
питання безпеки і конфіденційності;
очікуваний ступінь надійності і час безвідмовної роботи;
вимоги до підключення, зокрема, вибір дротяного або бездротового зв'язку.
При плануванні мережі необхідно прийняти до уваги багато що. Перед покупкою мережевого устаткування і підключенням вузлів слід побудувати логічні і фізичні топологічні карти мережі. Зокрема, необхідно врахувати наступне:
Фізичне середовище встановлення мережі:
контроль температури: у всіх пристроїв є специфічні вимоги до температури і вологості;
наявність і розташування розеток.
Фізична конфігурація мережі:
фізичне розташування пристроїв, наприклад, маршрутизаторів, комутаторів і вузлів;
з'єднання пристроїв;
розташування і довжина всіх кабелів;
апаратна конфігурація кінцевих пристроїв, наприклад, вузлів і серверів.
Логічна конфігурація мережі:
розташування і розмір широкомовних доменів і доменів колізій;
схема IP-адресації;
схема призначення імен;
конфігурація загального доступу;
дозволи.
Для більшості домашніх і невеликих корпоративних мереж не потрібні могутні пристрої, які використовують крупні підприємства. Цілком достатньо буде менших пристроїв. При цьому вони повинні виконувати ті ж функції маршрутизації і комутування. Для задоволення такої потреби були розроблені вироби, що виконують функції декількох мережевих пристроїв, наприклад, що комутують маршрутизатори і бездротові точки доступу. У даному курсі ми називатиме багатофункціональні пристрої інтегрованими маршрутизаторами. Це можуть бути невеликі пристрої для домашніх офісів і невеликих компаній або могутніші пристрої для філіалів крупних корпорацій.
Інтегрований маршрутизатор – це практично декілька різних пристроїв в одному корпусі. Наприклад, у такому разі комутатор підключається до маршрутизатора, але усередині пристрою. Коли на порт комутатора поступає широкомовна розсилка, інтегрований маршрутизатор передає її всім портам, у тому числі і своєму. Вбудований маршрутизатор не пропускає розсилку далі.
Існують недорогі багатофункціональні пристрої для домашніх і невеликих корпоративних мереж з інтегрованими функціями маршрутизації, комутування, бездротового зв'язку і безпеки. Прикладом пристрою такого типу є бездротовій маршрутизатор Linksys. Ці прості по конструкції пристрої, для яких зазвичай не потрібні зовнішні компоненти. Замінити один несправний компонент неможливо. Фактично він може зламатися тільки цілком, оптимізація який-небудь одній функції не передбачена.
Сучасні локальні мережі будуються на основі топології «зірка» з використанням концентраторів (хабів), комутаторів (світчів) та кабелю UTP чи STP 5ї категорії («вита пара»). Дана технологія (вона носить назву Fast Ethernet) дозволяє проводити обмін інформацією на швидкості вище 100Мбіт/с. Ця величина достатня для того, щоб задовольнити більшість потреб користувачів мережі.
Ще один приклад – це інтегрований маршрутизатор Cisco, або ISR. У сімейство Cisco ISR входять найрізноманітніші товари, призначені як для невеликих офісних і домашніх мереж, так і для великих мереж. Багато пристроїв ISR сконструйовано за модульним принципом, і кожну функцію виконує окремий компонент (наприклад, вбудований маршрутизатор і комутатор). Відповідно, при необхідності можна додавати, замінювати і оновлювати компоненти.
Всі пристрої, підключені до портів комутатора, повинні входити в один і той же широкомовний домен. Це означає, що IP-адреси всіх пристроїв повинні відноситися до однієї і тієї ж мережі. Пристрою з іншими мережевими частинами IP-адреси не зможуть обмінюватися даними.
Крім того, Microsoft Windows ідентифікує інші пристрої в мережі по іменах комп'ютера. Щоб спростити усунення неполадок в майбутньому, важливо використовувати при плануванні і документуванні інформацію про ці імена і IP-адреси.
Для відображення поточної конфігурації IP в Microsoft Windows використовується команда ipconfig. Докладнішу інформацію, включаючи ім'я вузла, відображає команда ipconfig /all. Документуйте всю інформацію про підключення і конфігурацію.
В процесі обміну даними між мережевими вузлами важливо документувати продуктивність. Цей процес називається визначенням базові показники мережі. Інформація використовується як показник нормальної роботи. В майбутньому, порівнюючи продуктивність мережі з базовою лінією, можна з'ясувати, чи є проблеми.
Бездротові технології та пристрої(WLAN)
Окрім дротяних мереж існують різні технології передачі інформації між вузлами без кабелів. Такі технології називаються бездротовими. Бездротові технології передбачають передачу інформації між пристроями за допомогою електромагнітних хвиль. Електромагнітна хвиля переносить радіосигнали без проводів. У спектр електромагнітних хвиль входять смуги частот радіо- і телепередач, видиме світло, рентгенівське випромінювання і гамма-випромінювання. У кожної з цих частот своя довжина хвилі і відповідний енергетичний рівень, як показано на діаграмі.
Деякі електромагнітні хвилі неприйнятні для передачі даних. Решта областей цього спектру регламентується урядами і надається різним організаціям за ліцензією для певної мети. Деякі області спектру виділені для мереж загального користування, можуть використовуватися без обмежень і без необхідності отримання спеціальних дозволів. Для загальнодоступних бездротових мереж використовується інфрачервоний спектр і частина радіочастотного (РЧ) діапазону.
Радіочастотний діапазон (RF)
Радіохвилі можуть проникати через стіни і інші перешкоди, що дозволяє добитися більшого радіусу дії, чим у Іч – випромінюванню.
Деякі області радіочастотного діапазону зарезервовані для роботи таких неліцензійованих систем, як бездротові локальні мережі, бездротові телефони і периферійні пристрої комп'ютерів. Це пристрої працюють в діапазонах частот 900 Мгц, 2,4 Ггц і 5 Ггц. Ці смуги називаються ISM-смугами (Industrial, Scientific, Medical) і використовуються з дуже незначними обмеженнями.
До інших технологій, що використовують смуги частот 2,4 Ггц і 5 Ггц, відносяться сучасні технології бездротових локальних мереж, що відповідають вимогам різних стандартів IEEE 802.11
В порівнянні з традиційними дротяними мережами бездротова технологія має цілий ряд переваг. Однією з головних переваг є можливість встановлення зв'язку у будь-який час і з будь-якої крапки. Широке розповсюдження бездротових мереж в суспільних місцях, таких як Інтернет-кафе, дозволяє встановлювати зв'язок з мережею Інтернет, завантажувати інформацію, обмінюватися електронною поштою і файлами.
Бездротова технологія досить проста і недорога в установці. Вартість домашніх і комерційних бездротових пристроїв продовжує знижуватися. При цьому, не дивлячись на зниження вартості, швидкість передачі даних збільшується, а функціональність цих пристроїв стає більш здійсненою, що забезпечує вищу швидкість і надійність зв'язку.
Бездротова технологія розширює межі мереж без обмежень, властивих кабельним з'єднанням. Вона дозволяє швидко і зручно встановлювати мережеві з'єднання числу користувачів, що постійно росте.
Не дивлячись на гнучкість і значні переваги, для бездротових мереж властиві деякі обмеження і ризики.
По-перше, в технологіях бездротових локальних мереж (WLAN) використовуються неліцензійовані області радіочастотного спектру. Оскільки ці області діапазону не регламентуються, в них використовується безліч різних пристроїв. Це приводить до переповнювання областей спектру і перешкод від різних пристроїв. Крім того, ці частоти використовуються багатьма пристроями, наприклад, мікрохвильовими печами і бездротовими телефонами, які можуть створювати перешкоди роботі бездротових локальних мереж.
Інша проблема бездротового зв'язку – безпека. Доступ в бездротові мережі відкритий. Кожен може дістати доступ даним, передаваних в сеансі широкомовної розсилки. При цьому рівень захисту даних в бездротовій мережі також обмежений. Кожен може перехоплювати потоки даних навіть ненавмисно. Для забезпечення безпеки даних в бездротових мережах були розроблені ряд методів, таких як шифрування і аутентифікація.
Бездротові мережі діляться на три основні категорії: персональні мережі (Wireless Personal Area), бездротові локальні мережі (Wireless Local Area, WLAN) і глобальні бездротові мережі (Wireless Wide Area, WWAN).
Не дивлячись на ці чіткі категорії, важко розмежувати рамки реалізації бездротових технологій. Це пов'язано з тим, що на відміну від дротяних мереж для бездротових мереж не потрібні чітко певні межі. Діапазон передачі даних в бездротових мережах може мінятися під впливом різних чинників. Бездротові мережі чутливі до зовнішніх джерел перешкод – природних або штучних. Перепади температури і вологості можуть значно впливати на зону покриття бездротових мереж. Перепони в середовищі бездротових мереж також впливають на діапазон їх дії.
Мережі WLAN розширюють межі локальних дротяних мереж (LAN). Мережі WLAN використовують технологію радіочастотного доступу (RF) і відповідають вимогам стандартів IEEE 802.11. У таких мережах користувачі можуть підключатися до дротяної мережі за допомогою пристроїв, що іменуються точками доступу (Access Point, AP). Точка доступу забезпечує зв'язок між бездротовими вузлами і вузлами в дротяній мережі Ethernet.
Взаємодія бездротових пристроїв регламентується цілою поряд стандартів. У них указується спектр радіочастотного діапазону, швидкість передачі даних, спосіб передачі даних і інша інформація. Головним розробником технічних стандартів бездротового зв'язку є організація IEEE.
Стандарт IEEE 802.11 регламентує роботу пристроїв в мережах WLAN. З урахуванням різних характеристик бездротового зв'язку до стандарту IEEE 802.11 було внесено чотири поправки. На сьогоднішній день діють наступні поправки – 802.11a, 802.11b, 802.11g і 802.11n (поправка 802.11n не ратифікована на момент написання матеріалу). Всі ці технології віднесені до категорії Wi-Fi (Wireless Fidelity).
Організація «Wi-Fi Alliance» відповідає за тестування пристроїв для локальних мереж (LAN) від різних виробників. Логотип Wi-Fi на корпусі пристрою означає, що це устаткування може взаємодіяти з іншими пристроями того ж стандарту.
Стандарти бездротових локальних мереж
802.11a:
використовує діапазон частот 5 Ггц;
не сумістимо із спектром частот 2,4 Ггц, тобто з пристроями стандарту
802.11 b/g/n;
діапазон дії приблизно 33% від такого для пристроїв 802.11 b/g;
відносно дорогою в реалізації в порівнянні з іншими технологіями;
устаткування, відповідне вимогам стандарту 802.11a, зустрічається все рідше.
802.11b:
перша з технологій 2,4 Ггц;
максимальна швидкість передачі даних 11 Мбит/с;
діапазон дії близько 46 м усередині приміщення і 96 м поза приміщеннями.
802.11g:
технології 2,4 Ггц;
максимальна швидкість передачі даних збільшена до 54 Мбит/с;
той же діапазон, що і для 802.11b;
зворотна сумісність з 802.11b.
802.11n:
новітній стандарт у стадії розробки;
технології 2,4 Ггц (у проекті стандарту передбачається підтримка смуги 5 Ггц);
розширена область дії і пропускна спроможність пропускна спроможність;
зворотна сумісність з устаткуванням існуючих стандартів 802.11g і 802.11b (у проекті стандарту передбачається підтримка 802.11a).
Обладняння D-Link
D-Link DES-1026G:
Опис:
DES-1026G – некерований комутатор 10/100 Мбит/с, розроблений для підвищення продуктивності робочої групи, забезпечує високий рівень гнучкості мережі. Наявність 24-х портів 10/100 Мбит/с для підключення робочих станцій і двох мідних гигабітних портів для підключення серверів дозволяють задовольнити потреби у великій пропускній спроможності мережі і понизити час відгуку.
24 порти 10/100 Мбит/с для підключення робочих станцій
Комутатор оснащений 24 портами 10/100 Мбит/с і може використовуватися для підключення до мережі невеликої робочої групи. Ці порти підтримують автоузгодження швидкостей 100BASE-TX і 10BASE-T і автовизначення режимів повного і напівдуплексу.
2 порти Gigabit Ethernet по міді
2 порти 1000BASE-T Gigabit Ethernet є недорогою альтернативою рішенню на волоконно-оптичному кабелі. Використання існуючої витої пари категорії 5 як середовище передачі дозволяє відразу ж підключити сервери до портів Gigabit Ethernet, не вимагаючи прокладки нового оптичного кабелю. Дані порти підтримують автоузгодження швидкостей 10/100/1000 Мбит/с і автовизначення.
Управління потоком для підвищення надійності передачі даних
Всі порти підтримують управління потоком методом «зворотного тиску» і IEEE 802.3x. Ці функції дозволяють уникнути втрати пакетів при переповнюванні буфера порту приймаючого пристрою.
Автовизначення полярності кабелю MDI/MDIX
Всі порти підтримують автоматичне визначення полярності кабелю MDI/MDIX. Це виключає необхідність у використанні кроссированних кабелів або портів uplink. До будь-якого порту можна підключити сервер, маршрутизатор або комутатор, використовуючи прямий кабель на основі витої пари
Функція «Plug-and-Play»
Комутатор з 26 портами «plug-and-play» є ідеальним вибором для робочих груп з метою підвищення продуктивності додатків «клієнт/сервер».
1 2 3