|
Sieci LAN - Local Area
Network - są to sieci o zasięgu lokalnym. Sieci LAN to sieci
komputerowe w naszych domach, biurach i budynkach. Sieci komputerowe
LAN buduje się z biernych i aktywnych elementów sieciowych. Sieci
komputerowe LAN składają się ze stacji sieciowych (komputerów,
serwerów, zwanych ogólnie hostami) połączonych okablowaniem
strukturalnym z wykorzystaniem aktywnych urządzeń sieciowych.
W sieci LAN biernymi elementami sieciowymi są komponenty
systemów okablowania strukturalnego, np. kabel ethernetowy, kabel
światłowodowy, krosownica, gniazdka komputerowe RJ-45, patch panel.
Aktywnymi elementami w sieci Local Area
Network (LAN) nazywamy takie urządzenia sieciowe jak:
-
Repeater (regenerator)
-
Hub (koncentrator)
-
Bridge (most)
-
Switch (przełącznik)
-
Router
Repeater
Repeater (czyli regenerator)
jest to urządzenie sieciowe LAN używane do regenerowania lub
replikowania sygnałów. Repeater może odtwarzać (czyli przywracać
pierwotną postać) sygnały analogowe lub cyfrowe, które są zbyt słabe,
aby je dalej transmitować. Repeatery analogowe pełnią najczęściej rolę
prostych wzmacniaczy sygnału, podczas gdy regeneratory cyfrowe
odbierają dane i po odpowiedniej obróbce kierują je do kolejnego
segmentu sieci komputerowej LAN (Local Area Network). Repeater LAN sprzęga w sieci
komputerowej poszczególne segmenty sieci LAN, zwiększając w ten sposób
jej zasięg. Segmenty te mogą korzystać z różnych protokołów lub używać
innego systemu okablowania. Regenerator logicznie jest traktowany jako
kabel sieciowy. Po prostu regenerator, odbierając sygnały z sieci,
wzmacnia je, poprawia ich parametry czasowe czyli regeneruje je. W
dzisiejszych sieciach LAN nie wystepują już regeneratory,
ich funkcje są już zaimplementowane w inteligentniejszych urządzeniach
sieciowych LAN, jakimi są most , przełącznik , router , które na
poziomie każdego portu dokonują regeneracji.
Hub (koncentrator)
Hub w sieci komputerowej jest
niczym innym jak wieloportowym regeneratorem, ponieważ odbiera dane od
podłączonych do niego komputerów i przekazuje je na wszystkie pozostałe
porty. Koncentrator jest specyficznym multiplekserem, obsługującym
wiele dołączonych do niego kanałów. Kanały mogą najczęściej pracować
jednocześnie, a odbierane z nich dane lub sygnały są kierowane do
jednego medium fizycznego. Koncentratory są na przykład używane przez
firmy telekomunikacyjne podłączające zdalnych użytkowników do
Internetu, korzystających z usług łącz komutowanych. Koncentrator
odbiera z wielu dołączonych do niego modemów sygnały i przesyła je
przez jedno szybko pracujące łącze do węzła sieci Internet.
Koncentratory są używane w lokalnych sieciach komputerowych do
odbierania danych z wielu stanowisk pracy i kierowania ich do kolejnego
segmentu sieci. Tego rodzaju koncentrator pracujący w środowisku sieci
LAN jest określany mianem huba (Ethernet) lub urządzenia MAU (Media
Access Unit) - sieci Token Ring. Granice między poszczególnymi
urządzeniami są płynne i np. pracujący w sieci hub jest też
koncentratorem, tyle że wykonującym ściśle określone zadanie.
Bridge (most)
Most (bridge) jest
inteligentnym urządzeniem w sieci LAN (Local Area Network), pozwalającym na
łączenie kilku segmentów sieci LAN. Mosty są zorientowane na adresy
fizyczne MAC, oznacza to, że ich zadaniem jest zapamiętywanie (uczenie
się) adresów fizycznych urządzeń w sieci LAN, znajdujących
się na każdym porcie mostu i budowanie tablic przekazywania CAM
(Content Addressable Memory), w oparciu o które przekazywane są ramki
między źródłem a przeznaczeniem. W klasycznej definicji bridge (most)
ma tylko dwa porty, natomiast jego bardziej rozbudowana wersja nosi już
nazwę przełącznika (switch ).
Switch (przełącznik)
Przełącznik (switche) są
inteligentnie pracującymi węzłami sieci LAN. Przełącznik
odbiera pakiety z jednego portu, poddaje je filtrowaniu (uruchamia
funkcje bridge i sprawdza w CAM adresy MAC) i wysyła do drugiego portu.
Klasyczne przełączniki LAN odczytują adresy zawarte w warstwie MAC,
dlatego mogą obsługiwać pakiety generowane przez dowolny protokół
operujący w warstwie sieciowej modelu OSI. Słowo klasyczne jest tu
użyte celowo, ponieważ przełączniki pracujące w trybie Layer 3
Switching (zwane też przełącznikami trasującymi) mają już dostęp do
adresów sieciowych stacji docelowych (czyli w sieciach Internet).
Przełaczniki LAN pozwalają na budowanie komputerowych sieci lokalnych w
oparciu o polityki logiczne i fizyczne, co pozwala na uniezależnienie
hostów od położenia geograficznego w sieci LAN (Local Area Network).
Router
Węzły sieci operujące w
trzeciej (sieciowej) warstwie modelu OSI noszą nazwę routerów. Są to
urządzenia wyposażone najczęściej w kilka interfejsów sieciowych LAN,
porty obsługujące sieci WAN, pracujący wydajnie procesor i specjalne
oprogramowanie zawiadujące ruchem pakietów przepływających przez
router. Jak sama nazwa wskazuje (ang. route to trasa), routery
wyznaczają pakietom marszruty, kierując je do odpowiedniego portu lub
karty sieciowej.
Chociaż routerem może też być zwykły komputer dysponujący kilkoma
kartami sieciowymi i specjalnym oprogramowaniem, to jest to najczęściej
dedykowany komputer, dysponujący rozwiązaniami znacznie zwiększającymi
wydajność tego rodzaju węzłów sieci.
Przez lata routing IPv4 ewoluował od przekazywania pakietów obsługiwanych
programowo (w pamięci), poprzez przekazywanie realizowane przez
specjalizowane uklady scalone (ASIC), dalej przekazywanie przez uklady
ASIC z szybkoscia danego interfejsu, az do wprowadzanego obecnie,
przekazywania realizowanego przez procesory sieciowe z szybkością
interfejsu (wirespeed).
Routery są stosowane zarówno w sieci LAN, jak i WAN. W sieci LAN
(routery lokalne) są używane wtedy, gdy sieci LAN (Local Area Network) chcemy
podzielić na dwie lub więcej podsieci, czyli poddać operacji
segmentowania. Segmentacja sieci powoduje, że poszczególne podsieci
sieci LAN są od siebie odseparowane i pakiety (zarówno unicast, jak i
multicast czy broadcast) nie przenikają z jednej podsieci do drugiej.
Korzyść jest oczywista: w ten sposób zwiększamy przepustowość każdej z
podsieci w sieci LAN.
Protokoły trasowania (routingu)
Jeśli chodzi o protokoły
używane do trasowania pakietów i komunikowania się z innymi routerami w
sieci LAN (oraz do modyfikowania i zarządzania tabelami routingu), to
można wymienić sześć podstawowych protokołów:
- RIPv1 (Routing Information Protocol v1), standard RFC1058
- RIPv2 (Routing Information Protocol v2), standard RFC1721
- IGRP (Interior Gateway Routing Protocol), protokół firmy Cisco
- Enhanced IGRP, protokół firmy Cisco
- OSFPv2 (Open Shortest Path First), standard RFC2328
- IS-IS (Integrated intermediate System-to-System), standard ISO 10589, RFC1195
- oraz routing statyczny.
|