Čo patrí medzi aktívne prvky?
Medzi aktívne prvky počítačovej siete, ktoré zasahujú do diania v sieti patria:
-
opakovač (repeater)
-
prevodník (transceiver)
-
rozbočovač (hub)
-
most (bridge)
-
prepínač (switch)
-
smerovač (router)
-
kombinácia most/smerovač (brouter)
Opakovač (repeater)
Je aktívne sieťové zariadenie, ktorého úlohou je zosilniť a zregenerovať prenášaný elektrický signál. Je to najjednoduchší aktívny prvok. Používa sa na prepojovanie rovnakých typov sieťových segmentov.
Predlžuje dĺžku pevného prenosového vedenia (kábla), ktorá je tak dlhá, že na jej druhom konci by nebol dostatočne silný signál. Opakovač okrem signálu, ktorý prenáša zosilnenú informáciu, zosilňuje aj šumy, poruchy a chybové zložky.
Prijíma skreslený, zašumený alebo inak poškodený signál a opravený, zosilnený a správne časovaný ho vysiela ďalej. Tak je možné ľahko zvýšiť dosah média bez straty kvality a obsahu signálu. Opakovače patria do prvej (fyzickej) vrstvy referenčného modelu OSI, pretože pracujú priamo s elektrickým signálom.
Prevodnik (transciever)
Je podobný zosilňovaču. Zosilňuje prenášaný signál a navyše ho aj premieňa z jedného typu na iný (napr. krútenú dvojlinku na optický kábel a podobne). Meno tohto prvku je odvodené z anglických slov transmitter a receiver, inak vysielač a prijímač. Ide o obvod, ktorý v sebe združuje funkciu vysielača a prijímača signálov, prenášaných po danom type kábla. Pracuje ako jednobitovú budič - prijímač.
Funkcia transceiveru už ale nebýva riešená ako samostatný hardvérový prvok, ale integruje sa dnes do inteligentnejších zariadení (smerovač, bezdrôtový prístupový bod).
Rozbočovač (hub)
Jeho základná funkcia je rozbočovanie signálu a vetvenie siete. Je dôležitým prvkom hviezdicovej topológie. Zosilňuje a regeneruje signál a rozposiela ho na všetky porty okrem toho, z ktorého signál prišiel. Používa sa na pripojenie viacerých koncových zariadení. Rozbočovač môže byť pasívny (iba rozbočuje signál) alebo aktívny (zosilňuje signál).
Všetky dáta, ktoré prichádzajú na jeden z portov skopíruje na všetky ostatné porty, bez ohľadu na to, na ktorom porte sa nachádza zariadenie, ktorému sú dáta adresované. Rozbočovač zväčšuje kolíznu doménu. To má za následok, že všetky zariadenia na danom segmente siete „vidia“ všetky rámce, aj tie, ktoré sú adresované iným zariadeniam a u zbytočné preťažovanie tých zariadení, ktorým dáta v skutočnosti nepatria.
Most (bridge)
Je to sieťové zariadenie, ktoré sa využíva pri prepojení dvoch LAN sietí. Jeho hlavnou úlohou je preposielať pakety do vzájomne prepojených sietí na základe analýzy ich adries.
Taktiež zosilňuje prenášaný signál. Umožňuje rozdeliť veľkú sieť na menšie jednotky a tým zlepšiť jej parametre. Slúži ako ochrana proti nebezpečným sieťovým chybám a umožňuje predĺženie siete. Výhodou je, že dokáže prepojiť dve siete rôznych štandardov.
Prepínač (switch)
Prepínač je funkčne podobný mostu, môžeme ho označiť aj ako viac portový most. Posiela údaje len na ten port, pre ktorý sú určené. Filtrácia paketov prebieha medzi jednotlivými portami. Prichádzajúce pakety filtruje na základe adresy alebo protokolu a posiela ich ďalej. Je vhodný pri výstavbe veľkých sietí, pretože odstraňuje nadmernú prevádzku, ale neumožňuje segmentáciu.
Prepínač prepúšťa pakety iba medzi vysielajúcou a prijímajúcou stanicou – prepína pakety medzi dvoma portami. Switch obsahuje vnútornú pamäť, v ktorej si uchováva všetky sieťové adresy (MAC = Media Access Control – hardvérová adresa, ktorá jednoznačne identifikuje každé zariadenie v sieti) pripojených počítačov.
Ak teda switch prijme dátový rámec, vie presne, na ktorom porte je pripojený počítač, ktorému je rámec určený a vyšle ho len na tento port. Toto vedie k zrýchleniu komunikácie v sieti.
Switch je inteligentnejšie zariadenie v porovnaní s hubom, pretože hub pracuje len na prvej vrstve a nepracuje s adresami, ako je tomu pri switchi, ktorý dokáže podľa cieľovej MAC adresy určiť, komu je frame (rámec) určený a posiela ho len jemu a tak je možná súčasná komunikácia viacerých.
Smerovač (router)
Smerovač je sieťové zariadenie, ktoré sprostredkováva prenos dát medzi dvomi, alebo viacerými počítačovými sieťami. Používa sa na prepájanie rôznych sietí s rovnakým prenosovým protokolom. Jeho hlavnou úlohou je smerovať dáta v sieti. Túto funkciu plní vďaka algoritmu smerovania (routing algorithm).
Tento algoritmus využíva smerovaciu tabuľku, do ktorej si uchováva údaje potrebné pre porovnanie informácií nachádzajúcich sa v hlavičkách paketov posielaných v sieti. Každý paket, ako základná prenosová jednotka v sieti, nesie v sebe informácie o pôvodcovi dát, svojom cieli a konkrétne dáta.
Smerovač vyberá najvhodnejšiu cestu pre posielanie paketov na základe zhromaždených informácií o pripojených sieťach. Podľa týchto informácií smerovač doručí dátovú jednotku od odosielateľa k adresátovi. Ak router spája siete rôznej topológie, a teda aj technológie, musí okrem smerovania ešte vykonávať transformáciu správ z jednej siete do druhej.
Smerovanie:
Mechanizmus, ktorý zabezpečuje výber optimálnej trasy od zdroja k cieľu, sa nazýva smerovanie.
Okrem toho smerovač musí k svojej činnosti používať niektoré informácie dostupné z vyšších vrstiev, napr. údaj o tzv. dĺžke spojovacej jednotky (Maximum Transport Unit Length), t.j. o dĺžke paketu
definovaného transportnou vrstvou.
K ďalším údajom, ktoré smerovače používajú k prenosu paketu medzi sieťami, patrí doba životnosti paketu, ktorá určuje najdlhšiu dobu, po ktorej môže paket blúdiť sieťou. Každý smerovač, po ktorom paket prechádza, analyzuje tento údaj a zníži ho o určitú hodnotu. Keď dosiahne hodnota doby životnosti nulu, paket zruší.
Paket, používaný pri smerovaní musí obsahovať:
-
Adresu koncového zariadenia
-
Informáciu o dĺžke paketu
-
Doby jeho životnosti
-
Informácie o prioritách
Typy smerovania
Základným predpokladom úspešného smerovania je vytvorenie smerovacích tabuliek na každom zo smerovačov siete. To dosiahneme dvoma spôsobmi:
1. Statické smerovanie
Spočíva v tom, že správca siete vytvorí takúto tabuľku ručne a dá ju do pamäte smerovača. Smerovač potom doručuje pakety na základe tejto tabuľky bez ohľadu na to, či pracuje s cestami optimálnymi, prípadne či sú dostatočne priepustné. Statické smerovania sa volí predovšetkým v prípadoch menších
súsietí, alebo tam, kde správca sieti zámerne, napr. z bezpečnostných dôvodov, chce použiť určitú cestu.
2. Dynamické smerovanie
Týmto smerovaním sa nazýva určitý postup, podľa ktorého smerovač sám vyberie najlepšiu cestu do cieľovej siete na základe informácií, ktoré obdrží od ostatných smerovačov v intersieti. Výmena, výber a spôsob vyhodnocovania jednotlivých ciest je dané tzv. smerovacím algoritmom, pričom každý
z používaných smerovacích algoritmov vyberá optimálnu cestu k cieľovej sieti iným spôsobom.
Kritériá, ktoré sa používajú k optimalizácii výberu ciest dynamickým smerovaním:
-
počet smerovačov medzi príslušným smerovačom a cieľovým uzlom
-
priepustnosť prenosovej cesty alebo prenosových ciest, po ktorých budú pakety prechádzať
-
spoľahlivosť, teda pravdepodobnosť bezchybného doručenia paketu po danej ceste
-
záťaž cesty - pravdepodobnosť jej zahltenia
-
maximálna veľkosť prenášaného paketu (MTUL)
V praxi sa často kombinujú obidve metódy smerovania - statická spolu s dynamickou.
Kombinácia most/smerovač (brouter)
Brouter (nazývaj aj ako BRAU-tuhr alebo niekedy Berau-tuhr) je sieťový most a router kombinovaný v jednom produkte. Most je zariadenie, ktoré spája jeden miestnu sieť (LAN) s inou miestnou sieťou, ktorá používa rovnaký protokol, (napríklad Ethernet alebo Token Ring).
Ak je dátová jednotka na jednej LAN určená ako cieľ na vzájomne prepojenom LAN, most preposiela dátové jednotky k tomuto LAN; inak ju odovzdá na rovnakej sieti LAN. Most zvyčajne ponúka iba jednu cestu k danému prepojenému LAN. Smerovač spája sieť s inými sieťami, ktoré sú zvyčajne súčasťou rozsiahlej siete (WAN), a môže ponúkať rad ciest do destinácii na týchto sieťach.