Dispositivos de red: tipos de dispositivos de red y sus funciones.

Las redes modernas utilizan varios dispositivos de red. Cada dispositivo de red realiza funciones específicas. A continuación, considero los principales tipos de dispositivos y sus funciones. En el artículo, muchas ilustraciones (imágenes son clichables).

Dispositivos de red

Los dispositivos conectados a cualquier segmento de red se denominan dispositivos de red. Son habituales para dividir en 2 grupos:

1. Dispositivos de usuario. Este grupo incluye computadoras, impresoras, escáneres y otros dispositivos que realizan las funciones necesarias directamente al usuario de la red;
2. Dispositivos de red. Estos dispositivos le permiten comunicarse con otros dispositivos de red o dispositivos de usuario final. En la red realizan funciones específicas.

A continuación, en más detalle se describen los tipos de dispositivos y sus funciones.

Tipos de dispositivos de red

Tarjetas de red

Los dispositivos que vinculan al usuario final con la red también se llaman nodos o estaciones terminales (host). Un ejemplo de tales dispositivos es la computadora personal habitual o estación de trabajo (Potente computadora que realiza ciertas funciones que requieren alta potencia de cómputo. Por ejemplo, procesamiento de video, modelado de procesos físicos, etc.). Trabajar en la red cada uno anfitrión equipado con tarjeta de interfaz de red - NIC)También llamado adaptador de red. Como regla general, tales dispositivos pueden funcionar y sin una red informática.

El adaptador de red es una placa de circuito impresa que se inserta en la ranura en la placa base de la computadora, o un dispositivo externo. Cada adaptador de NIC tiene un código único llamado la dirección MAC. Esta dirección se utiliza para organizar el funcionamiento de estos dispositivos en la red. Los dispositivos de red proporcionan transporte de datos que deben transmitirse entre dispositivos de usuario final. Extienden y combinan conexiones de cable, convertir datos de un formato a otra y controlar la transferencia de datos. Ejemplos de dispositivos que realizan funciones enumeradas son repetores, concentradores, puentes, interruptores y enrutadores..

Repetidores

Repetidor (repetidor) Presentar dispositivos de red que operan en el primer nivel (físico). Para comprender el trabajo del repetidor, es necesario saber que a medida que los datos salen del dispositivo del remitente y vaya a la red, se transforman en pulsos eléctricos o de luz, que luego se transmiten a través del medio de transmisión de red. Tales impulsos se llaman señales (señales). Cuando las señales dejan la estación de transmisión, son claras y fáciles de reconocer. Sin embargo, cuanto mayor sea la longitud del cable, mayor y menos distinguible se convierte en la señal a medida que pasa a través del medio de transmisión de red. El propósito de usar el repetidor es regenerar y volver aincronizar las señales de red en el nivel de bits, lo que les permite transmitirlas en una distancia más alta. El término repetidor (repetidor) significó inicialmente un puerto separado '' en la entrada '' '' de algún dispositivo y un puerto separado en su '' salida ''. Actualmente, también se utilizan repetidores con múltiples puertos. Los repetidores se clasifican como dispositivos de primer nivel, ya que funcionan solo en el nivel de bit y no ver la otra información contenida en el paquete.

Hubs

Concentrador - Este es uno de los tipos de dispositivos de red que se pueden instalar en el nivel de acceso a la red Ethernet. En los concentradores hay varios puertos para conectar nodos a la red. Hubs - Estos son dispositivos simples que no están equipados con los componentes electrónicos necesarios para transferir mensajes entre nodos en la red. El HUB no puede determinar qué nodo se pretende un mensaje específico. Solo acepta señales electrónicas de un puerto y reproduce (o relé) el mismo mensaje para todos los demás puertos.

Los concentradores y los repetidores tienen características similares, por lo que los centros a menudo se llaman repetidores multiport (repetidor multipuerto). La diferencia entre el repetidor y el concentrador consiste solo en el número de cables conectados al dispositivo. Mientras que el repetidor tiene solo dos puertos, el concentrador generalmente tiene de 4 a 20 o más puertos.

Concentrador Cisco Fasthub 108T

Propiedades de los centros.

A continuación se muestran las propiedades más importantes de los dispositivos de este tipo:

• los concentradores mejoran las señales;
• los concentradores distribuyen señales sobre la red;
• los concentradores no requieren filtrado;
• los concentradores no están obligados a definir rutas y conmutación de paquetes;
• los centros se utilizan como tráfico que combinan en la red.

Funciones del concentrador

Los concentradores se consideran los dispositivos de primer nivel, ya que solo regeneran la señal y la repite en todos sus puertos (en las conexiones de red de salida). El adaptador de red de nodos recibe solo los mensajes dirigidos a la dirección MAC correcta. Los nodos ignoran los mensajes que no están dirigidos a ellos. Solo el nodo al que se aborda este mensaje se procesa y cumple con el remitente.

Para enviar y recibir mensajes, todos los puertos concentradores Ethernet están conectados al mismo canal. El hub se llama un dispositivo con un ancho de banda común, ya que todos los nodos funcionan en un canal de un canal.

Después del centro Ethernet, puede enviar simultáneamente un solo mensaje. Tal vez dos o más nodos conectados a un concentrador intentarán enviar un mensaje simultáneamente. Al mismo tiempo, la colisión de las señales electrónicas, de las cuales se realiza el mensaje.

Se distorsionan los mensajes. Los nodos no podrán leerlos. Dado que el HUB no decodifica un mensaje, no detecta que está distorsionado y la repite todos los puertos. El área de red en la que el nodo puede distorsionarse cuando se llama un mensaje de colisión del dominio de colisión.

Dentro de este dominio, el nodo que recibió un mensaje distorsionado detecta que la colisión ocurrió. Cada nodo que envía está esperando un tiempo y luego intente enviar o reenviar un mensaje. A medida que aumenta el número de componentes conectados al HUB, la probabilidad de una colisión aumenta. Cuantas más colisiones, las más repeticiones serán. En este caso, la red está sobrecargada y la velocidad de transmisión de tráfico de red cae. Por lo tanto, el tamaño del dominio de las colisiones debe ser limitado.

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Puentes

Puente (puente) Es un dispositivo de segundo nivel diseñado para crear dos o más segmentos de la LAN LAN, cada uno de los cuales es un dominio de conflicto separado. En otras palabras, los puentes están diseñados para un uso más racional del ancho de banda. El propósito del puente es filtrar los flujos de datos en la red LAN para localizar la transferencia de datos ingenios y, al mismo tiempo, mantener la posibilidad de comunicación con otros
Piezas (segmentos) de la red LAN para redirigir los flujos de datos allí. Cada dispositivo de red tiene una dirección MAC única asociada con la tarjeta NIC. Puente
Recopila información sobre qué lado de su lado (puerto) es una dirección MAC específica, y decide enviar datos según la lista correspondiente de direcciones MAC. Los puentes se filtran por flujos de datos basados \u200b\u200ben solo direcciones MAC de nodos. Por este motivo, pueden enviar rápidamente datos de cualquier protocolo de nivel de red. La decisión de enviar no afecta el tipo de protocolo a nivel de red utilizado, ya que el resultado de estos puentes toma una decisión solo para reenviar o no reenviar un marco, y esta solución se basa solo en la dirección MAC del destinatario. A continuación se presentan las propiedades más importantes de los puentes.

Propiedades de puentes

• Los puentes son dispositivos más "inteligentes" que los centros. "Más inteligente", en este caso, significa que pueden analizar los marcos entrantes y reenviarlos (o desechar) según la información de la dirección.
• Los puentes están recolectando y transmitiendo paquetes entre dos o más segmentos de LAN.
• Los puentes aumentan el número de dominios de colisiones (y reducen su tamaño debido a la segmentación de la red local), lo que permite que varios dispositivos transmitan datos al mismo tiempo, sin causar colisiones.
• Bridges Soporta tablas de direcciones MAC.

La mayoría de las funciones

Las características distintivas del puente son el filtrado de bastidor en el segundo nivel y el método para procesar el tráfico. Para filtrar o seleccionar la entrega de datos, el puente crea una tabla de todas las direcciones MAC ubicadas en este segmento de red y en otras redes conocidas, y las convierte a los números de puertos apropiados. Este proceso se describe en detalle a continuación.

Nivel 1.	Si el dispositivo se envía al marco de datos por primera vez, el puente está buscando la dirección MAC del dispositivo del remitente y lo escribe a su tabla de direcciones.
Etapa 2.	Cuando los datos pasan a través del entorno de la red e ingresan al puerto portuario, compara la dirección MAC del destino con las direcciones MAC en sus tablas específicas.
Etapa 3.	Si el puente detecta que la dirección MAC del destinatario pertenece al mismo segmento de red en el que se encuentra el remitente, no reenvía estos datos a otros segmentos de la red. Este proceso se llama filtrado (filtrado). Debido a dicho filtrado, los puentes pueden reducir significativamente la cantidad de datos transmitidos entre los segmentos, ya que se elimina por un envío innecesario de tráfico.
Etapa 4.	Si el puente determina que la dirección MAC del destinatario está en un segmento que no sea el segmento del segmento, dirige los datos solo en el segmento correspondiente.
Etapa 5.	Si se desconoce la dirección MAC del puente del destinatario, envía datos a todos los puertos, excepto a partir de los cuales se obtuvieron estos datos. Tal proceso se llama avalancha enviando (inundaciones). Los marcos marco de avalancha también se utilizan en los interruptores.
Etapa 6.	El puente construye su tabla de direcciones (a menudo se llama tabla de puentes o mesa de conmutación), estudiando las direcciones MAC del remitente en marcos. Si la dirección MAC del remitente de bloques de datos, falta, falta en la tabla Bridge, luego se ingresa junto con el número de interfaz a la tabla de direcciones. En los interruptores, si consideramos (en la aproximación más simple), el interruptor como eje múltiple cuando el dispositivo detecta que la dirección MAC del remitente, que se conoce para él y junto con el número de puerto, se enumeran en la tabla de direcciones del dispositivo, Aparece en otro puerto del interruptor, actualiza su tabla de conmutación. El interruptor asume que el dispositivo de red se movió físicamente de un segmento de red a otro.

Encoderno

Los interruptores utilizan los mismos conceptos y etapas de trabajo que son característicos de los puentes. En el caso más sencillo, el interruptor se puede llamar un puente multipuerto, pero en algunos casos dicha simplificación es ilegalmente.

El interruptor Ethernet se utiliza en el nivel de acceso. Como un centro, el interruptor conecta varios nodos con la red. A diferencia del hub, el interruptor puede transferir el mensaje. específico nodo. Cuando el nodo envía un mensaje a otro nodo a través del conmutador, acepta y decodifica marcos y lee la dirección de mensaje física (MAC).

En la tabla de conmutadores, que se llama la tabla de direcciones MAC, hay una lista de puertos activos y direcciones MAC conectadas a los nodos. Cuando los nodos se intercambian mensajes, el interruptor comprueba si la tabla de direcciones MAC está en la tabla. En caso afirmativo, el interruptor se establece entre el puerto de origen y el destino, la conexión temporal llamada el canal. Este nuevo canal es un canal designado para el cual dos nodos intercambian datos. Otros nodos conectados al conmutador operan en un ancho de banda de diferentes canales y no aceptan mensajes que no se les dirige a ellos. Para cada nueva conexión entre nodos, se crea un nuevo canal. Dichos canales individuales le permiten establecer varias conexiones simultáneamente sin la ocurrencia de colisiones.

Dado que la conmutación se lleva a cabo en el nivel de hardware, esto ocurre significativamente más rápido que una función similar ejecutada por el puente usando el software (se debe tener en cuenta que el puente se considera un dispositivo con un software, un interruptor de hardware). Cada puerto de conmutación se puede ver como un micromost separado. En este caso, cada puerto del conmutador proporciona cada estación de trabajo todo el ancho de banda de ancho de banda. Tal proceso se llama Microajes.

MicroMentación (microsegmentación) Le permite crear segmentos privados o seleccionados en los que solo hay una estación de trabajo. Cada estación de este tipo recibe acceso instantáneo a todo el ancho de banda, y no tiene que competir con otras estaciones para el derecho a acceder al entorno de transmisión. En los interruptores dúplex, no se producen las colisiones, ya que solo un dispositivo está conectado a cada puerto del interruptor.

Sin embargo, al igual que el puente, el interruptor reenvía los paquetes de transmisión a todos los segmentos de la red. Por lo tanto, en la red utilizando interruptores, todos los segmentos deben considerarse como un dominio de transmisión.

Algunos conmutadores principalmente los dispositivos y los viajeros más modernos del nivel empresarial son capaces de realizar operaciones en varios niveles. Por ejemplo, los dispositivos serie Cisco 6500 y 8500 realizan algunas funciones del tercer nivel.

A veces, otro dispositivo de red, como un cubo, está conectado al puerto del interruptor. Esto aumenta el número de nodos que se pueden conectar a la red. Si un concentrador, las direcciones MAC de todos los nodos conectados al HUB están conectados al puerto de conmutación de todos los nodos conectados al concentrador. Sucede que un nodo del HUB conectado envía mensajes a otro nodo del mismo dispositivo. En este caso, el interruptor toma el marco y verifica la ubicación del nodo de destino en la tabla. Si los nodos de origen y destino están conectados a un puerto, el interruptor rechaza el mensaje.

Si el centro está conectado al puerto portuario, las colisiones son posibles. El concentrador transfiere los dañados cuando el mensaje se coloca a todos los puertos. El interruptor acepta un mensaje dañado, pero, a diferencia del centro, no lo recarga. Como resultado, cada puerto del conmutador crea un dominio separado de colisiones. Es bueno. Cuantos menos nodos en el dominio de colisión, menos probable es la ocurrencia de la colisión.

Enrutadores

Enrutadores (enrutador) Son dispositivos de redes combinadas que envían paquetes entre redes basadas en direcciones de tercer nivel. Los enrutadores son capaces de elegir la mejor ruta de la red para los datos transmitidos. Funcionamiento En el tercer nivel, el enrutador puede realizar soluciones basadas en direcciones de red en lugar de usar direcciones MAC individuales de segundo nivel. Los enrutadores también pueden conectar redes con varias tecnologías de segundo nivel, como Ethernet, anillo de token y una interfaz de datos distribuidos de fibra (FDDI - Interfaz de datos distribuidos para datos de fibra. Canales ópticos). Normalmente, los enrutadores también conectan redes utilizando la tecnología de datos asíncrona ATM (modo de transferencia asíncrona - ATM) y conexiones secuenciales. Debido a su capacidad para enviar paquetes basados \u200b\u200ben información de tercer nivel, los enrutadores se convirtieron en el principal maestro de Internet global y usar el protocolo IP.

Funciones de los enrutadores

La tarea del enrutador es inspeccionar los paquetes entrantes (a saber, los datos de tercer nivel), la opción para ellos es la mejor ruta de ruta y su cambio al puerto de salida correspondiente. En las redes grandes, los enrutadores son los dispositivos principales que ajustan el movimiento de la red de flujo de datos. En principio, los enrutadores le permiten intercambiar información por cualquier tipo de computadoras.

¿Cómo define el enrutador si enviar datos a otra red? El paquete contiene las direcciones IP de origen y destino y los datos del informe. El enrutador lee la parte de la red de la dirección IP de la asignación y determina que cuál de las redes conectadas es mejor enviar el mensaje al destinatario.

Si la red de direcciones IP de origen y destino no coincide, el enrutador debe usarse para enviar un mensaje. Si el nodo ubicado en la red 1.1.1.0, debe enviar un mensaje al nodo en la red 5.5.5.0, está recreado por el enrutador. Recibe un mensaje, desempaqueta y lee la dirección IP del destino. Luego determina dónde enviar un mensaje. Luego, el enrutador nuevamente encapsula el paquete en el marco y lo recarga al destino.

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Firewalls

Término firewall Firewall Utilizado en relación con el software que se ejecuta en el enrutador o servidor o a un componente de hardware separado de la red.

Firewall protege los recursos de la red privada desde el acceso de los usuarios no autorizados desde otras redes. Trabajando en estrecha conexión con el software del enrutador, el firewall explora cada paquete de red para determinar si debe dirigirse al destinatario. El uso del firewall puede compararse con el trabajo del empleado que
Es responsable de solo los datos permitidos ingresar a la red y salir de ella.

Dispositivos de voz, dispositivos DSL, módems de cable y dispositivos ópticos.

La demanda resultante de la integración de los datos de voz y convencionales y la transmisión rápida de datos de los usuarios finales a la carretera de la red llevó a la aparición de los siguientes dispositivos de red nuevos:

• las pasarelas de voz utilizadas para procesar el tráfico de voz integrado y los datos convencionales;
• los multiplexores DSLAM utilizados en las oficinas principales de los proveedores de servicios para concentrar las conexiones DSL »Modems de cientos de usuarios domésticos individuales;
• sistema de terminación del módem de cable: CMTS utilizados en el lado del operador de telecomunicaciones por cable o en la oficina central para concentrar las conexiones de muchos suscriptores de servicios de cable;
• plataformas ópticas para transmitir y recibir datos sobre el cable de fibra óptica que proporcionan conexiones de alta velocidad.

Adaptadores de red inalámbrica

Cada usuario de red inalámbrica requiere un adaptador de red inalámbrico NIC, también llamado Adaptador de cliente. Estos adaptadores están disponibles en forma de PCMCIA o tarjetas.
Normas de neumáticos PCI y proporcionar conexiones inalámbricas para computadoras portátiles compactas y estaciones de trabajo de escritorio. Las computadoras portátiles o compactas de PC con adaptadores inalámbricos NIC se pueden mover libremente a la red territorial, mientras se mantiene la comunicación continua con la red. Adaptadores inalámbricos
Para los neumáticos PCI (interconexión de componentes periféricos, bus de sistema de 32 bits para conectar periféricos) e ISA (arquitectura estándar de la industria, una estructura correspondiente a la norma industrial) para estaciones de trabajo de escritorio le permiten agregar a las estaciones de final de LAN de la red local fácilmente, rápidamente y sin material especial
Costos. No requiere cables extra de juntas. Todos los adaptadores tienen una antena: las tarjetas PCMCIA se producen generalmente con una antena incorporada, y las tarjetas PCI están equipadas con una antena externa. Estas antenas proporcionan el área de recepción necesaria para transmitir y recibir datos.

Puntos de acceso inalámbrico

Punto de acceso (punto de acceso - AP), también llamado la estación base, es un transceptor inalámbrico de la red local de LAN, que realiza las funciones del HUB, es decir, El punto central de la red inalámbrica individual, o la función del puente: los puntos de conexión de las redes inalámbricas e inalámbricas. El uso de múltiples puntos AP le permite garantizar que se cumplan las funciones de roaming, lo que proporciona acceso gratuito al acceso inalámbrico dentro de algún área, al tiempo que mantiene la comunicación continua con la red.

Puentes inalámbricos

El puente inalámbrico proporciona conexiones inalámbricas de alta velocidad de un rango grande dentro de Visibility5 (hasta 25 millas) entre las redes Ethernet.
En las redes inalámbricas Cisco, cualquier punto de acceso puede usarse como repetidor (punto de expansión).

conclusiones

Hoy es difícil encontrar dispositivos que realizan una sola función. Cada vez más, los fabricantes integran varias funciones en un dispositivo que solía ser realizado por dispositivos individuales en la red. Por lo tanto, dividir los tipos de dispositivos se convierte en condicional. Solo necesita distinguir claramente las funciones de estos dispositivos compuestos y el alcance de su aplicación. Un ejemplo vívido de dicha integración es enrutadores con servidores DCHP incorporados, etc.

PD En la medida de lo posible, intentaré reponer este artículo con nuevos materiales y hechos.