Instruktor: W tej lekcji
porozmawiamy o różnych typach sprzętu
sieciowego, który jest używany do przesyłania danych
z jednego miejsca do drugiego i z jednego urządzenia do drugiego.
Niezależnie od tego, czy jest to przesyłanie głosu, wideo czy danych,
wszystkie te rzeczy muszą przechodzić przez sieć, aby
mogły spełniać swoją zamierzoną funkcję.
Co zatem składa się na sieć?
Cóż, komponentami sieciowymi mogą
być takie rzeczy jak karty sieciowe, koncentratory,
przełączniki niezarządzane i zarządzane, bezprzewodowe punkty dostępowe,
routery, zapory ogniowe, panele krosowe, urządzenia
Power over Ethernet, modemy kablowe, modemy cyfrowych
linii abonenckich, optyczne terminale sieciowe i sieci definiowane
programowo.
Niektóre z tych terminów mogą wydawać się znajome,
ale inne nie.
Omówimy więc pokrótce każdy z
nich podczas tej lekcji.
Po pierwsze, mamy karty NIC, czyli karty interfejsów sieciowych.
Obecnie większość komputerów posiada kartę sieciową,
która zapewnia połączenie ethernetowe z siecią.
Może on być zintegrowany z płytą główną, dodany
jako karta rozszerzeń lub dodany
jako zewnętrzne urządzenie peryferyjne za pomocą połączenia USB.
Ta karta interfejsu sieciowego będzie następnie używana
do podłączenia komputera do sieci.
I może być podłączony za pomocą miedzianej karty sieciowej,
która opiera się na okablowaniu Cat 5 lub wyższym.
Możesz też mieć przewodową, światłowodową kartę sieciową.
Opiera się to na kablu światłowodowym.
Można też użyć bezprzewodowej karty sieciowej.
A to łączy się z bezprzewodowym
punktem dostępowym za pomocą fal radiowych
w zakresie Wi-Fi 2. 4 gigaherce do 5 gigaherców.
Następnie mamy hub.
Koncentrator jest starszym elementem technologii
sieciowej, ale nadal można się z nim spotkać w terenie.
Koncentrator ma wiele różnych
portów, zazwyczaj od 4 do 48 portów.
Umożliwia to podłączenie do 48 komputerów
do tego koncentratora.
Każdy komputer jest podłączony do jednego portu koncentratora.
Sposób działania koncentratora polega
na wykorzystaniu interfejsu przewodowego.
Najczęściej będzie to przewodowe połączenie miedziane
oparte na złączach RJ45 w każdym z tych portów.
Może on działać z prędkością 10 megabitów
na sekundę lub nawet 100 megabitów na sekundę,
ale zazwyczaj nie szybciej.
Gdy masz do czynienia z koncentratorem,
wszystkie komputery podłączone do tego koncentratora
będą uważane za część jego domeny kolizyjnej.
Dzieje się tak, ponieważ koncentratory
działają w tak zwanym trybie rozgłoszeniowym.
Lubię myśleć o hubach tak, jakbym siedział
w klasie z 30 uczniami.
Gdybym był centrum, a wszyscy
siedzielibyście ze mną w klasie i chcielibyście zadać
pytanie, nie moglibyście zrobić
tego wszyscy w tym samym czasie, ponieważ
jestem tylko jedną osobą i słyszę
tylko jedną osobę mówiącą w danym momencie.
W przypadku huba, jeśli dwie osoby będą rozmawiać w tym samym
czasie, dojdzie do kolizji.
Teraz, w środowisku klasowym,
mogę kontrolować tę kolizję, mówiąc wszystkim,
że nie mogą mówić, chyba że najpierw podniosą rękę.
Byłby to dla nas bardzo kontrolowany
sposób na prowadzenie zajęć, aby nikt
nie rozmawiał między sobą.
Ale huby nie mają takiej możliwości.
Zamiast tego wszystkie nasze sieciowe urządzenia
klienckie, jeśli wykryją kolizję, przestaną
rozmawiać.
Wybiorą losowy czas, do którego będą odliczać,
a następnie spróbują ponowić transmisję.
Wracając do mojego przykładu z klasy, gdyby
Mary i Joe próbowali rozmawiać w tym samym czasie, przestaliby.
Można wybrać liczbę, może trzy sekundy.
A drugi wybrałby inny numer,
może dwie sekundy.
Po upływie czasu, w tym przypadku dwóch sekund,
zaczęli mówić.
W ten sposób nie doszłoby do kolejnej kolizji,
ponieważ druga osoba, która czekała trzy sekundy, usłyszałaby,
że ktoś już mówi i nie odezwałaby się
ponownie, dopóki ta osoba nie skończy.
Tak właśnie działa hub w teorii.
Problem polega na tym, że spowalnia
to całe połączenie sieciowe, ponieważ jeśli mam
cztery osoby na koncentratorze, to tylko cztery
osoby rozmawiają w tym samym czasie,
co może powodować kolizje.
Ale kiedy przenoszę się do tych większych centrów z 48 osobami,
oznacza to, że przez cały czas dochodzi
do wielu kolizji.
To tylko jeden problem związany z hubem.
Drugim problemem jest to, że wszyscy słyszą wszystko, co jest
mówione, ponieważ wszyscy jesteśmy w tej samej klasie, lub
w tym przypadku, wszyscy jesteśmy w tym samym hubie.
Za każdym razem, gdy ktoś wysyła coś do koncentratora,
będzie on retransmitował to do każdego portu, który posiada.
A potem powie: "Mam wiadomość dla Jasona. A każdy, kto nie jest Jasonem, w zasadzie
zakryje uszy i będzie
udawał, że tego nie słyszy.
Ale wszystkie te urządzenia mogłyby,
gdyby chciały, tego słuchać.
A sposób, w jaki ci klienci sieci
wiedzą, kto jest celem rozmowy, polega
na użyciu tak zwanego adresu MAC, który jest
jego własnym adresem w sieci lokalnej.
Komputer Jasona ma więc adres MAC.
Tak samo jak Joe's.
I tak samo jest w przypadku Mary.
Dzięki temu, gdy hub wysyła wiadomość, mówi:
"Ta wiadomość jest przeznaczona dla Jasona. Wszyscy inni teoretycznie
to zignorują, ponieważ
nie są Jasonem.
Mamy więc teraz dwa podstawowe problemy z hubami.
Jednym z nich są kolizje.
Po drugie, ludzie mogliby odsłonić uszy i słuchać
ruchu, który nie jest dla nich przeznaczony.
Aby przezwyciężyć oba te problemy,
stworzono coś znanego jako przełącznik.
Teraz przełączniki są zasadniczo inteligentnymi koncentratorami.
Zapamiętują one, kto znajduje
się na każdym podłączonym do nich porcie.
Podobnie jak w przypadku koncentratora, do jednego przełącznika
można podłączyć od 4 do 48, a nawet 96 osób, jeśli jest na nim wystarczająca
liczba portów.
Teraz dla każdego portu przełącznik
będzie pamiętał, kto jest na tym porcie.
Kiedy więc ktoś powie: "Mam wiadomość dla Jasona",
przełącznik przełączy tę informację z portu,
na którym ją otrzymał, na port, na
którym znajduje się Jason.
W ten sposób tylko Jason otrzyma tę wiadomość.
Teraz, oprócz zwiększonego bezpieczeństwa,
jakie to zapewnia, zapobiega to również kolizjom,
ponieważ tylko Jason odbiera dane na porcie Jasona i nie rozgłasza
ich na każdym innym porcie
przełącznika.
Dzięki przełącznikom możemy
mieć wiele osób rozmawiających w tym samym czasie, ponieważ
przełącznik jest wystarczająco
inteligentny, aby połączyć te osoby i zapobiec kolizjom.
Zwiększa to szybkość
sieci, a także jej bezpieczeństwo.
Jeśli chodzi o przełączniki,
dzielimy je na dwie kategorie.
Są one znane jako przełączniki niezarządzane i zarządzane.
Teraz niezarządzany przełącznik wykonuje swoje funkcje
bez konieczności jakiejkolwiek konfiguracji.
Zasadniczo wyjmujesz go z pudełka, podłączasz
go, podłączasz do niego ludzi, a następnie może po prostu działać.
Jest to naprawdę świetne rozwiązanie, ponieważ jest naprawdę łatwe w konfiguracji.
Ogólnie rzecz biorąc, będzie on używany w małych biurach
i biurach domowych, gdy masz do czynienia z
bardzo małą siecią, taką
jak przełączniki czteroportowe lub ośmioportowe.
Teraz, jeśli zaczniesz zajmować się większymi sieciami,
będziesz chciał przejść
na coś nieco potężniejszego.
W tym miejscu należy przejść do przełącznika zarządzanego.
Przełącznik zarządzany po wyjęciu z pudełka będzie działał tak samo
jak przełącznik niezarządzany, dopóki go nie skonfigurujesz.
Teraz, po skonfigurowaniu, można skonfigurować
wiele różnych ustawień, w tym zwiększone bezpieczeństwo,
takie jak włączenie 802. 1X.
Możliwość wykonywania takich czynności jak filtrowanie adresów MAC.
Lub możliwość konfigurowania rzeczy
w wirtualnych sieciach lokalnych na tym samym przełączniku.
Zazwyczaj, jeśli pracujesz w większym środowisku biurowym,
które ma 24- lub 48-portowy przełącznik, będą to przełączniki
zarządzane.
Będziesz mógł skonfigurować je
do wykonywania wielu różnych rzeczy w oparciu o wymagania
bezpieczeństwa lub operacyjne.
Następną rzeczą, o której chcemy porozmawiać,
jest bezprzewodowy punkt dostępowy.
Bezprzewodowy punkt dostępowy to urządzenie,
które umożliwia urządzeniom bezprzewodowym
łączenie się z siecią przewodową i skutecznie
działa jako konwerter mediów, konwertując
sygnały o częstotliwości radiowej przechodzące przez fale radiowe
na miedziany sygnał elektryczny przechodzący
przez połączenie kablowe Cat 5 lub Cat 6 do jednego z przełączników.
Umożliwi to rozszerzenie sieci przewodowej
na sieć bezprzewodową.
Większość z nas do tej pory korzystała z Wi-Fi.
I właśnie o tym mówimy.
Dzięki punktowi dostępu bezprzewodowego
można rozszerzyć sieć przewodową na obszar bezprzewodowy i umożliwić
klientom bezprzewodowym łączenie się z siecią w celu
uzyskania dostępu do usług w tej sieci lub dostępu do połączenia
internetowego w celu uzyskania dostępu do
Internetu.
Następnie porozmawiamy o routerze.
Router służy do łączenia
ze sobą dwóch różnych sieci.
Zazwyczaj są one wykorzystywane
do podejmowania inteligentnych
decyzji dotyczących przekierowania z jednej sieci do drugiej w oparciu
o adres logiczny, który nazywamy adresem IP.
Ten adres IP lub adres protokołu internetowego
będzie albo adresem IP w wersji 4, albo adresem IP w wersji 6, w zależności
od używanej sieci, lub może używać obu.
Większość nowoczesnych routerów opiera się na protokole
IP, choć istnieją też inne protokoły routingu.
Jednak w dzisiejszych
czasach prawie każda sieć opiera się na protokole IP lub protokole internetowym.
Na tym więc będziemy się skupiać.
Teraz, gdy masz do czynienia
z routerem, łączysz ze sobą wiele różnych sieci.
Najczęstsze z nich występują
w małych biurach i biurach domowych, gdy podłączasz
swoją sieć lokalną i komputery do Internetu,
który łączy się za pośrednictwem dostawcy usług internetowych.
Router należy więc umieścić
pomiędzy dostawcą usług internetowych
a siecią lokalną.
Ogólnie rzecz biorąc, w małym biurze lub domowym
biurze otrzymasz od dostawcy usług internetowych
jedno urządzenie, które zawiera
modem DSL, kablowy lub światłowodowy, a także bezprzewodowy
punkt dostępowy, czteroportowy przełącznik oraz router
i zaporę sieciową.
To prowadzi nas do kolejnego urządzenia,
znanego jako firewall.
W sieci korporacyjnej zapora
sieciowa będzie oddzielnym urządzeniem.
Jednak w małych biurach i biurach domowych zapora sieciowa
jest często połączona z urządzeniem dostarczanym
przez dostawcę usług internetowych.
Jeśli chodzi o zaporę ogniową, mówimy
o urządzeniu, które zostanie skonfigurowane
z różnymi regułami, znanymi jako listy
kontroli dostępu, które zapewniają nam
sposób skanowania i blokowania ruchu, gdy próbuje on wejść
lub wyjść z naszej sieci.
Jest to rola zapory sieciowej.
Zasadniczo jest to strażnik bezpieczeństwa,
który znajduje się na granicy sieci.
Wszystko, co wchodzi lub wychodzi z sieci, przechodzi
przez zaporę i może zostać sprawdzone.
Następnie, w oparciu o skonfigurowane
reguły, można blokować, zezwalać
lub przerywać ruch, gdy próbuje
on wejść lub wyjść z sieci.
Zapory sieciowe to świetna rzecz dla bezpieczeństwa.
Z czasem stawały się coraz lepsze.
W dzisiejszych czasach, oprócz zapór ogniowych,
mamy również coś znanego jako UTM lub ujednolicone
urządzenie do zarządzania zagrożeniami.
Zawiera zaporę ogniową, a także
inne funkcje, takie jak ochrona przed
spamem i rozwiązania antywirusowe, które są połączone
w tym jednym urządzeniu.
Ale w swoim sercu są one również zaporą
ogniową i pełnią te funkcje.
Kolejnym urządzeniem, które
omówimy, jest panel krosowy.
Panel krosowy to urządzenie, które umożliwia podłączenie
gniazd sieciowych ze ściany do centralnego obszaru.
Z tyłu znajduje się panel krosowy.
Panel krosowy umożliwia zakończenie
kabli biegnących przez ściany od
gniazd sieciowych w jednym miejscu na
bloku z tyłu panelu.
Po drugiej stronie tego panelu
mamy wstępnie okablowane porty RJ45, które możemy następnie podłączyć
za pomocą kabli krosowych Cat 5, Cat 6,
Cat 7 lub Cat 8, a następnie podłączyć
je do naszego przełącznika.
Być może zastanawiasz się teraz: "Po co mi panel krosowy?
"Dlaczego nie mogę po prostu podłączyć ich bezpośrednio do mojego przełącznika? Sprowadza się to do długoterminowego
wsparcia sieci i obniżenia kosztów.
Przyzwoity przełącznik dla małego
biura, domowego biura lub małego przedsiębiorstwa
będzie kosztował od 500 do 1000
USD.
Ale panel krosowy kosztuje tylko około 50 USD.
W przypadku ciągłego podłączania i odłączania urządzeń
bezpośrednio do przełącznika, może to doprowadzić
do zużycia portów i ich uszkodzenia.
A kiedy zepsujesz jeden z tych portów,
nie możesz ich wymienić.
Zamiast tego potrzebny jest zupełnie nowy przełącznik.
Ale w przypadku panelu krosowego, jeśli uszkodzisz
jeden z tych portów, możesz wymienić tę część
panelu krosowego lub cały panel krosowy za mniej niż 50 USD.
Oznacza to znaczne oszczędności wynikające z możliwości korzystania z paneli
krosowych zamiast podłączania ich bezpośrednio do przełączników.
Zapewnia to większe wsparcie w dłuższej perspektywie.
W większości biur i sieci korporacyjnych gniazda
ścienne są podłączane do panelu
krosowego, a panel krosowy jest
następnie podłączany do przełącznika.
Pomaga to obniżyć koszty
i zwiększyć możliwości wsparcia.
Kolejnym zestawem urządzeń, o których będziemy mówić,
jest Power over Ethernet, znany również jako PoE.
Power over Ethernet to funkcja niektórych przełączników
i innych urządzeń, która umożliwia dostarczanie
energii elektrycznej z portu przełącznika
przez zwykły kabel danych do urządzenia zasilającego.
Te urządzenia PD lub urządzenia zasilające mogą być takie jak kamery,
słuchawki IP lub bezprzewodowe punkty dostępowe.
To naprawdę nie ma znaczenia, ale chodzi o to,
że możesz użyć tego jednego kabla, aby dostarczyć
zarówno dane, jak i zasilanie do tego urządzenia.
Eliminuje to potrzebę posiadania
gniazdka elektrycznego obok urządzenia.
PoE występuje w trzech
różnych odmianach.
Jest ich 8025. 3af, 802. 3at i
802. 3bt.
Teraz, gdy masz do czynienia z 802. 3af, jest to najstarsza
wersja Power over Ethernet.
A to oznacza, że w rzeczywistości pozwoli
na pobieranie najmniejszej ilości energii.
W przypadku 802. 3af, urządzenia zasilające
mogą pobierać tylko około 13 watów mocy.
Działa to więc dobrze w przypadku takich rzeczy jak słuchawki IP, ale nie tak
dobrze w przypadku innych urządzeń o większej mocy,
takich jak bezprzewodowy punkt dostępowy.
Teraz, gdy masz do czynienia z 802. 3at, jest również
znany jako PoE Plus.
Dzięki temu urządzenia zasilające mogą pobierać do 25 watów
zamiast 13 watów w standardzie 802. 3af.
Trzeci z nich to 802. 3bt.
Jest to znane jako PoE Plus Plus lub 4P PoE.
Może to być wykorzystane do dostarczenia mocy
do 51 W dla urządzenia typu 3 lub 73 W dla urządzenia typu 4.
Jest to duża moc, która może być dostarczana
przez Power over Ethernet.
Aby móc z nich korzystać,
trzeba mieć trzy różne rzeczy.
Po pierwsze. Musisz mieć przełącznik,
który obsługuje Power over Ethernet na jednym z tych trzech poziomów.
Po drugie, potrzebne jest odpowiednie okablowanie, które
będzie to obsługiwać.
Ogólnie rzecz biorąc, należy używać kat. 6 lub
wyższej, aby móc obsługiwać wyższe moce Power over Ethernet.
Po trzecie, potrzebne jest urządzenie zasilające.
Jest to urządzenie, które będzie wykorzystywać
dane i zasilanie przesyłane przez kabel Ethernet, takie jak telefon
VoIP, kamera lub bezprzewodowy punkt dostępowy.
Niektóre urządzenia wymagają zasilania PoE,
a przełącznik PoE może nie być dostępny.
W takim przypadku można użyć urządzenia dostępnego na rynku
wtórnym, znanego jako wtryskiwacz mocy.
Wtryskiwacz zasilania zasadniczo podłącza się bezpośrednio
do gniazdka ściennego, aby uzyskać własne zasilanie.
Następnie należy podłączyć kabel
Ethernet z niezasilanego przełącznika do tego wtryskiwacza zasilania.
Następnie zasila tę linię, gdy wychodzisz po
drugiej stronie i zasilasz
z niej swoje urządzenie.
Wygląda to tak, że kabel biegnie od przełącznika, który nie
jest przełącznikiem PoE, do wtryskiwacza zasilania.
A następnie z wtryskiwacza zasilania do urządzeń zasilających.
I ten wtryskiwacz zasilania wstrzykuje tę moc w środkowej
części tego kabla, ponieważ teraz
podłączasz go do gniazdka, które
zapewnia odpowiednią moc.
Kolejnym urządzeniem jest modem kablowy.
Teraz modem kablowy będzie urządzeniem, które
tłumaczy sygnał kabla koncentrycznego, który dociera
jako fala o częstotliwości radiowej na tym
kablu koncentrycznym, na coś, co może być używane
przez resztę sieci.
Ten modem kablowy będzie działał jako konwerter,
pobierając sygnał przychodzący z kabla koncentrycznego,
konwertując go na impulsy elektryczne, które mogą
być następnie wysyłane przez normalną sieć Ethernet za pomocą
miedzianej nieekranowanej skrętki, która może
następnie przejść do routera lub bramy.
Następnie mamy cyfrową linię abonencką lub modem DSL.
Podobnie jak modem kablowy,
modem DSL również wykonuje tę technikę konwersji, ale zamiast
przechodzić z częstotliwości radiowej
przez kabel koncentryczny,
konwertuje sygnał przychodzący
przez typową linię telefoniczną na coś, co
może być używane przez resztę sieci
przez typową miedzianą nieekranowaną skrętkę.
Kolejnym urządzeniem jest tak zwany ONT, czyli
terminal sieci optycznej.
Jeśli korzystasz z połączenia światłowodowego ze światem
zewnętrznym, będziesz używać ONT
lub optycznego terminala sieciowego do zakończenia tego kabla.
Gdy to połączenie światłowodowe wchodzi do ONT, będzie
ono działać jako konwerter mediów i tłumaczyć
sygnały świetlne przychodzące ze światłowodu
na sygnały elektryczne, które mogą wyjść z miedzianej
nieekranowanej skrętki dwużyłowej, która wraca do routera
lub bramy sieciowej.
A ostatnie urządzenie, które mamy, nie jest tak naprawdę urządzeniem,
ale bardziej koncepcją.
Jest ona znana jako SDN lub software defined networking.
Sieci definiowane programowo lub
sieci definiowane programowo to tak naprawdę sposób na wirtualizację podstawowego
sprzętu sieciowego, o którym właśnie rozmawialiśmy.
Wszystkie te routery, przełączniki i firewalle oraz
wszystkie te urządzenia można przekształcić w ich odpowiedniki
oparte na chmurze, z którymi możemy następnie wchodzić
w interakcje za pomocą oprogramowania.
I tu do gry wkracza sieć definiowana
programowo.
Kiedy mamy do czynienia z siecią definiowaną
programowo, w rzeczywistości rozbijamy
różne warstwy, na których działa
urządzenie, czyli warstwę kontroli
infrastruktury i warstwę aplikacji na te oddzielne warstwy
i wchodzimy z nimi w interakcję programowo za pomocą
oprogramowania, aby móc wykonywać różne funkcje na wielu
fizycznych urządzeniach w naszym świecie sieci, ale robiąc to wszystko z perspektywy
oprogramowania.