Kompiuterinių tinklų įranga
Plečiant vietinius tinklus, nepakanka sujungti naujus kompiuterius ir nutiesti papildomus kabelius. Bet kokia tinklų topologija ar architektūra turi savo apribojimus. Tačiau yra įrenginiai, padedantys išplėsti tinklą. Tie komponentai gali:
1. segmentuoti vietinius tinklus taip, kad kiekvienas segmentas tampa savarankišku vietiniu tinklu;
2. sujungti du vietinius tinklus į vieną;
3. prijungti tinklą prie kitų tinklų ir kompiuterinių terpių, jungdami jas į didelę įvairialytę sistemą.
Pagrindiniai tinklų plėtimo komponentai yra: kartotuvai, komutatoriai, tiltai, maršrutizatoriai, tiltai-maršrutizatoriai, šliuzai.
Kartotuvai (Hubs)
Turint du kompiuterius, jiems sujungti pakanka laidų. Tačiau kai atstumas tarp kompiuterių yra didesnis, kabeliu sklindantis signalas iškreipiamas, nes mažėja jo amplitudė, signalas slopsta. Jei kabelis pakankamai ilgas, slopinimas signalą
iškreipia neatpažįstamai. Kad to neįvyktų, jungiant į tinklą daugiau kompiuterių, signalui stiprinti statomi kartotuvai. Kartotuvai arba šakotuvai (hubs, repeaters) sustiprina ir persiunčia signalus, gaunamus iš vieno darbinio kompiuterio, visiems prie jo prijungtiems kompiuteriams, kitaip tariant “kartoja” duomenų srautą gana dideliais atstumais. Maksimalus atstumas tarp kompiuterių tinkle su vienu kartotuvu siekia iki 200 m. Kartotuvo naudojimas, išplečiant tinklo segmentą, fiziškai jo nepadalina į du vietinius tinklus ir nesukuria tinklų komplekso. Visi kompiuteriai, sujungti prie vieno kartotuvo arba sujungtų kartotuvų grupės, yra vienas segmentas. Jie dalinasi kartotuvo duomenų perdavimo galia. Prijungus daugiau naudotojų prie segmento, jie konkuruos dėl ribotos perdavimo galios, skirtos tam segmentui. Kartotuvai kartais vadinami šakotuvais, nes yra tinklo šerdyje – į jį sueina visi kabeliai. Kartotuvai gali būti tiek dešimtainiai (10 MB/s), tiek šimtainiai (100 Mb/s).
Kartotuvas veikia fiziniame OSI modelio sluoksnyje. Visi kompiuteriai, dirbantys segmente turi veikti pagal vieną protokolą. Kartotuvas neperduos paketų iš “šinos” topologijos kompiuterių segmento, “žvaigždės” topologijos segmentui. Tačiau kartotuvai gali perduoti paketus iš vienos rūšies fizinės aplinkos į kitą. Jei kartotuvas turi atitinkamas jungtis, jis priims paketą, ateinantį plonu koaksialiniu kabeliu, ir perduos jį kompiuteriui, pajungtam per stiklo pluošto kabelį.
Kartotuvai perduoda iš vieno terminalo į kitą kiekvieną duomenų bitą, net jei tuos duomenis sudaro iškreipti paketai arba paketai, skirti ne tam kompiuteriui. Todėl vieno kompiuterio problemos gali įtakoti kitus kompiuterius. Kartotuvai neatlieka filtravimo funkcijų, kurių dėka galėtų sumažėti netinkamų paketų perdavimas. Kartotuvas perduoda ir paketus, kurie be perstojo cirkuliuoja tinklu, taip pat ir paketus, siunčiamus į kompiuterį, kuris neatsiliepia. Tai sumažina tinklo efektyvumą. Taip pat kartotuvai perduoda ir srautą transliacinių paketų paketų, išnešiodamas po visą tinklą, ir smarkiai mažindamas tinklo našumą.
Koncentratoriai, naudojami Ethernet tinkluose kartais vadinami daugiajungčiais kartotuvais, kadangi patys savaime sugeba sustiprinti signalą. Kai kurie koncentratoriai turi tarpinio duomenų saugojimo (store and forward) paslaugą. Jos esmė ta, kad koncentratoriuje yra laikino paketų saugojimo buferiai, kurie vėliau perduodami per atitinkamas jungtis.
Komutatoriai (Switches)
Komutatoriai yra panašūs į kartotuvus. Komutatoriai taip pat statomi tinklo šerdyje ir jungia tarpusavyje tinklus, tačiau skirtingai nei kartotuvai, kurie persiunčia tinklo duomenis visiems prie jo prijungtiems
mazgams, komutatoriai “peržiūri” kiekvieną atėjusį paketą ir persiunčia jį tik konkrečiam adresatui pagal informaciją, esančią kiekvieno paketo antraštėje. Kad išskirti konkretų perdavimą nuo kitų, komutatorius sukuria laikiną ryšį tarp šaltinio ir tikslo, ir jį nutraukia, kai perdavimas baigiasi. Dėl to komutatoriai mažiau apkrauna tinklus ir duomenų perdavimas vyksta greičiau.
Tiltai (Bridges)
Tiltai – tai įrenginys, susiejantis tinklo segmentus. Komutatoriai iš esmės yra sudėtiniai tiltai viename įrenginyje. Tiltas, kaip ir kartotuvas atlieka signalo sustiprinimo funkciją, bet tuo pačiu sugeba pasirinktinai filtruoti paketus pagal adresus. Tiltai padeda išplėsti tinklą, maksimaliai padidinant kompiuterių skaičių tinkle.
Skirtingai nei kartotuvas, tiltas padeda išskaidyti tinklą į keletą segmentų, taip izoliuodamas srauto dalį. Pavyzdžiui, jei kokio nors skyriaus kompiuterių siunčiamas srautas „užtvindo“ tinklą, sumažindamas bendrą našumą, tai tilto dėka galima atskirti tuos kompiuterius į atskirą segmentą ir izoliuoti pastarąjį nuo bendro tinklo. Tiltai veikia OSI modelio duomenų perdavimo linijos sluoksnyje. Jie gali sujungti skirtingų rūšių tinklus, pavyzdžiui, Ethernet ir Token Ring. Tiltai sujungia ir skirtingas fizines aplinkas, pavyzdžiui, suktos poros ir koaksialinį kabelį.
Tiltai yra „intelektualus“ įrenginys, nes nagrinėja, kur reikia siųsti duomenis. Kai duomenys perduodami per tiltą, kompiuterių adresai išsaugomi tiltų operatyvinėje atmintyje. Tiltas naudoja tuos duomenis maršrutizavimo lentelės kūrimui. Priimdamas paketą, tiltas ieško siuntėjo
adreso maršrutizavimo lentelėje. Jei adreso nėra, jis įrašomas. Po to tiltas tikrina paskirties adresus su maršrutizavimo lentelės duomenų baze. Paketai ateinantys į tilto įėjimą, praleidžiami į išėjimą tik tuo atveju, jei jie adresuojami kompiuteriui, esančiam kitoje tilto pusėje. T.y., jei adresatas yra viename segmente su šaltiniu, paketas atmetamas. Tokia filtracija sumažina tinklo srautą ir izoliuoja tinklo segmentus.
Jeigu adresatas ir šaltinis yra skirtinguose segmentuose, tiltas perduoda paketą adresatui per atitinkamą jungtį. Jeigu gavėjo adreso nėra, tiltas perduoda paketą per visas savo jungtis, išskyrus tą, per kurį paketas buvo priimtas.
Kitaip tariant, jei tiltas žino mazgo-gavėjo adresą, jis perduoda paketą jam, jei jo nežino – tiltas perduoda paketą į visus segmentus. Tiltai negali vienu metu palaikyti kelių maršrutų.
Dideliame tinkle vieno tilto nepakanka. Jungiant keletą mažų tinklų į vieną didelį, reikia panaudoti keletą tiltų.
Tiltai – efektyvus įrenginys tinklo segmentacijai ir plėtimui, todėl jie dažnai naudojami dideliuose tinkluose. Dviejų kabelinių segmentų sujungimui reikia tik vieno tilto. Tačiau ir du vietinius tinklus, išdėstytus dideliu atstumu vienas nuo kito, galima sujungti į vieną tinklą. Tam naudojami du tiltai, jungiami per sinchroninius modemus prie skirtinės telefono linijos.
Tiltas gali dirbti kaip autonominis įrenginys (išorinis tiltas), taip pat ir serveryje (vidinis tiltas).
Maršrutizatoriai (Routers)Aplinkoje, jungiančioje keletą tinklo segmentų su skirtingais protokolais ir architektūromis, tiltai ne visada užtikrina greitą ryšį su visais segmentais. Tokiam sudėtinga tinklui reikalingas maršrutizatorius (router), t.y.