Здійснення авторізації доступу до каналів комп’ютерних мереж

ЗМІСТ

Вступ

1. Аналіз організації передачі даних по каналах комп'ютерних мереж

1.1 Архітектура каналів комп'ютерних мереж

1.2 Передача даних по каналам локальних мережах

1.3 Передача даних по каналам глобальних та корпоративних мереж

1.4 Висновок

2. Фізична сутність та порядок організації каналів комп'ютерних мереж

2.1 Структурована кабельна система комп'ютерної мережі

2.2 Кабель кручена пара

2.3. Коаксіальний кабель

2.4 Оптоволоконний кабель

2.5 Висновок

3. Сутність існуючих методів доступу до каналів комп'ютерних мереж

3.1 Метод доступу до каналів комп'ютерних мереж з перевіркою несучої та виявленням колізій CSMA/CD

3.2 Методи подолання колізій

3.3 Метод маркерного доступу в локальних мережах з різною топологією

3.4 Висновок

4. Засоби здійснення авторизації доступу до каналів комп'ютерних мереж

4.1 Місце процесів авторизації доступу при організації інформаційних систем на основі комп'ютерних мереж

4.2 Настройка мережевих служб для здійснення авторизації доступу до мережі Інтернет

4.2.1 Авторизація на основі логіна і пароля

4.2.2 Авторизація через облікові записи Windows

4.2.3 Практичне вирішення побудови системи авторизації через Windows домен

4.3 Практичні рекомендації щодо забезпечення доступу до каналів комп'ютерної мережі підприємства

4.3.1 Авторизація доступу на фізичному рівні організації комп'ютерних мереж

4.3.2 Авторизація доступу на канальному рівні організації комп'ютерних мереж

4.3.3 Авторизація доступу на мережевому рівні організації комп'ютерних мереж

4.3.3 Авторизація доступу на транспортному рівні організації комп'ютерних мереж

4.4 Висновок

ВИСНОВКИ

Список використаних джерел

Вступ

Тільки в мережі з повнозв'язною топологією для з'єднання кожної пари комп'ютерів є окремий канал. У решті випадків неминуче виникає питання про те, як організувати сумісне використання каналів комп'ютерних мереж кількома комп'ютерами мережі. Як завжди при розділенні ресурсів, головною метою тут є здешевлення мережі.

У комп'ютерних мережах використовують як індивідуальні лінії зв'язку між комп'ютерами, так загальні поділювані (shared) лінії, коли одна лінія зв'язку почергово використовується кількома комп'ютерами. У разі застосування поділюваних ліній зв'язку (часто використовується також термін поділюване середовище передачі даних - shared media) виникає комплекс проблем, пов'язаних з їх сумісним використанням, який включає як чисто електричні проблеми забезпечення потрібної якості сигналів при підключенні до одного і того ж дроту кількох приймачів і передавачів, так і логічні проблеми розділення в часі доступу до цих ліній.

Класичним прикладом мережі з поділюваними лініями зв'язку є мережі з топологією «загальна шина», в яких один кабель спільно використовується всіма комп'ютерами мережі. Жоден з комп'ютерів мережі у принципі не може індивідуально, незалежно від всіх інших комп'ютерів мережі, використовувати кабель, оскільки при одночасній передачі даних відразу декількома вузлами сигнали змішуються і спотворюються. У токологіях «кільце» або «зірка» індивідуальне використання ліній зв'язку, що сполучають комп'ютери, принципово можливе, але ці кабелі часто також розглядають як поділюваний ресурс мережі для всіх комп'ютерів, так що, наприклад, тільки один комп'ютер кільця має право в даний момент часу відправляти по кільцю пакети іншим комп'ютерам.

Існують різні способи рішення задачі організації доступу до каналів компьютерних мереж. Усередині комп'ютера проблеми розділення ліній зв'язку між різними модулями також існують - прикладом є доступ до системної шини, яким управляє або процесор, або спеціальний арбітр шини. У мережах організація сумісного доступу до ліній зв'язку має свою специфіку через істотно більший час розповсюдження сигналів по довгих лініях, до того ж цей час для різних пар комп'ютерів може бути різним. Через це процедури узгодження доступу до лінії зв'язку можуть займати дуже великий проміжок часу і приводити до значних втрат продуктивності мережі.

Не дивлячись на всі ці складнощі, в локальних мережах поділювані лінії зв'язку використовуються дуже часто. Цей підхід, зокрема, реалізований в широко поширених класичних технологіях Ethernet і Token Ring. Проте останніми роками намітилася тенденція відмови від середовищ передачі даних, що розділяються, і в локальних мережах. Це пов'язано з тим, що за здешевлення мережі, що досягається таким чином, доводиться розплачуватися продуктивністю.

Мережа з поділюваним середовищем при великій кількості вузлів працюватиме завжди повільніше, ніж аналогічна мережа з індивідуальними лініями зв'язку, оскільки пропускна спроможність каналу одному комп'ютеру, а при її сумісному використанні - ділиться на всі комп'ютери мережі.

Часто з такою втратою продуктивності миряться ради збільшення економічної ефективності мережі. Не тільки у класичних, але і в зовсім нових технологіях, розроблених для локальних мереж, зберігається режим поділюваних ліній зв'язку. Наприклад, розробники технології Gigabit Ethernet, прийнятої в 1998 році як новий стандарт, включили режим розділення передавального середовища в свої специфікації разом з режимом роботи по індивідуальних лініях зв'язку.

При використанні індивідуальних каналів зв'язку в повнозв'язних топологіях кінцеві вузли повинні мати по одному порту на кожну лінію зв'язку. У зіркоподібних топологіях кінцеві вузли можуть підключатися індивідуальними лініями зв'язку до спеціального пристрою - комутатору. У глобальних мережах комутатори використовувалися вже на початковому етапі, а в локальних мережах - з початку 90-х років. Комутатори приводять до подорожчання локальної мережі, тому поки їх застосування обмежене, але по мірі зниження вартості комутації цей підхід, можливо, витіснить застосування поділюваних ліній зв'язку. Необхідно підкреслити, що індивідуальними в таких мережах є тільки лінії зв'язку між кінцевими вузлами і комутаторами мережі, а зв'язки між комутаторами залишаються поділюваними, оскільки по ним передаються повідомлення різних кінцевих вузлів.

У глобальних мережах відмова від поділюваних ліній зв'язку пояснюється технічними причинами. Тут великі часові затримки розповсюдження сигналів принципово обмежують застосовність техніки розділення лінії зв'язку. Комп'ютери можуть витратити більше часу на переговори про те, кому зараз можна використовувати лінію зв'язку, ніж безпосередньо на передачу даних по цій лінії зв'язку. Проте це не відноситься до каналів зв'язку типу «комутатор-комутатор». В такому випадку тільки два комутатори борються за доступ до каналу мережі, і це істотно спрощує завдання організації сумісного його використання. Тому питання авторизації доступу до каналів комп'ютерних мереж і досі є вельми актуальним.

Виходячи з цього, метою даної роботи є дослідження засобів здійснення авторизації доступу до каналів комп'ютерних мереж.

Для досягнення поставленої мети в роботі слід вирішити наступні завдання:

1. Провести класифікацію методів доступу до каналів зв'язку в комп'ютерних мережах.

2. Проаналізувати особливості фізичної організації каналів комп'ютерних мереж.

3. Детально дослідити принципи і суть організації доступу до каналів комп'ютерних мереж з перевіркою несучої.

4. Детально дослідити принципи і суть організації доступу до каналів комп'ютерних мереж на основі маркеру.

5. Обґрунтувати технічні засоби здійснення авторизації доступу до каналів комп'ютерних мереж.

6. Обґрунтувати місце процесів авторизації доступу при організації інформаційних систем на основі комп'ютерних мереж.

7. Здійснити практичну настройку мережевих служб для авторизації доступу до мережі Інтернет.

8. Розробити рекомендації щодо забезпечення доступу до каналів комп'ютерної мережі підприємства.

РОЗДІЛ 1

Аналіз організації передачі даних по каналах комп'ютерних мереж

1.1 Архітектура каналів комп'ютерних мереж

Комп'ютерна мережа (КМ) - це складна розподілена система, що включає широку номенклатуру технологічних засобів (робочі станції, мережні адаптери, концентратори, модеми, комунікаційне й інше устаткування).

Специфічним для КМ є поняття структури, що розкриває схему зв'язків і взаємодії між елементами. Тут це поняття виявляється недостатнім для того, щоб однозначно виділити складові частини мереж, оскільки структура їх є динамічною, що змінюється з часом. Крім того, велика КМ представляє множину різних структур. У зв'язку з цим в теорії мереж вводиться спеціальне поняття "архітектура мережі", що, з одного боку, доповнює опис, обумовлений структурами, а з іншого є досить самостійним у тому розумінні, що для тих самих структурних варіантів можуть бути запропоновані найрізноманітніші рішення з інших питань побудови мереж.

Архітектура каналів КМ - це принцип побудови мережі, що виражає єдність і взаємозв'язок фізичної та логічної структур.

Фізична структура КМ - це схема зв'язків компонентів мережі, таких, як середовище передачі даних, апаратура передачі даних, вузли мережі з комплексом апаратури, обчислювальні комплекси, термінальні пристрої, робочі станції.

Логічна структура КМ - це принципи встановлення зв'язків, алгоритми організації процесів і управління ними, що визначають логіку функціонування програмних і апаратних засобів.

Фізична структура КМ. Фізичну структуру можна представити у вигляді схеми, представленої на рис. 1.1.

Вузли А, B, ..., М, зв'язані між собою каналами передачі даних, утворюють одну з важливих складових частин КМ - мережу передачі даних (МПД). Кожен з вузлів через апаратуру передачі даних (АПД) з'єднаний з одним із кінцевих абонентських пунктів. За призначенням і складом технічних засобів кінцеві пункти дуже відрізняються один від одного, ними можуть бути як локальні мережі, так і робочі станції, термінальні пристрої і т.д.

У принципі, можлива і більш докладна конкретизація фізичної структури, що застосовується, наприклад, при технічному проектуванні КМ.

У фізичну структуру мережі входять:

фізичне середовище передачі (кабельні системи, канали зв'язку); комутаційне устаткування (концентратори, комутатори, маршрутизатори);

робочі станції (персональні обчислювальні машини з мережними адаптерами);

спеціалізовані комп'ютери (сервери, шлюзи і т.д.).

Рис. 1.1. Приклад фізичної структури КМ

Фізична структура дозволяє визначити кількість комутаційного устаткування (наприклад, 1 комутатор, 3 концентратори) кількість користувачів, що підключаються, управляючі станції, і т.д.

Логічна структура КМ. Спрощено в загальному вигляді вона визначає з'єднання і взаємодію двох принципово різних за призначенням і функціями складових частин архітектури КМ: множини автономних інформаційних підсистем {Nt} (визначених вище як множина інформаційних вузлів) і множини {Li} засобів їх зв'язку та взаємодії (фізичні засоби з'єднань) (рис. 1.2.)

Рис. 1.2. Приклад логічної структури КМ

Ця особливість враховується при проектуванні мереж дотриманням спеціальних рекомендацій і угод між різними країнами. Можливість функціонування різнотипних комп'ютерів у складі КМ може бути забезпечена тільки в тому випадку, якщо при існуючій відмінності в архітектурі, програмному й апаратному забезпеченні всі ці ЕОМ відповідають деяким єдиним системним стандартам, або існує стик, що забезпечує єдність інтерфейсів і правил взаємного з'єднання. При розробці проектів мереж враховуються також вимоги міжнародних організацій і комітетів, що мають відношення до інформаційних систем. Інтенсивні роботи в даному напрямку вже декілька десятиліть ведуться рядом міжнародних організацій, таких як Міжнародна організація стандартів (МОС - ISO), Міжнародна спілка з телекомунікацій (МСТ - ITU), раніше відома як Міжнародний консультативний комітет з телефонії і телеграфії (МККТТ - CCITT), Європейська асоціація виробників комп'ютерів (ЄАВК - ЕСМА) та ін.

Найвідомішою концепцією організації КМ є базова еталонна модель взаємодії відкритих систем, яку розроблено Міжнародною організацією стандартів (стандарт ISO 7498).

Великі фірми-виробники комп'ютерних мереж запропонували свої моделі мережної архітектури для глобальних мереж: SNA - системна мережна архітектура фірми ІВМ, DNA - мережна архітектура фірми DEC. Серед стандартів на локальні комп'ютерні мережі - найбільш поширений ІЕЕЕ 802, розроблений Інститутом інженерів з електротехніки і електроніки (США), який одержав статус міжнародного стандарту ISO 8802 для локальних мереж, що використовуються при автоматизації промислового виробництва.

У межах тієї або іншої архітектури КМ повинна забезпечуватись погоджена взаємодія різних її структур. Так, при деякій логічній структурі, яка відповідає прийнятій архітектурі КМ, може бути побудована множина фізичних структур, що впливають на властивості та можливості мережі. У свою чергу, наприклад, логічна структура КМ у достатній мірі визначає властивості архітектури КМ у цілому. Логічна структура визначає порядок дій, правил і умов, у яких повинні виконуватися дії, обумовлені мережними протоколами. Вони являють собою узагальнений алгоритм інформаційного процесу, що протікає в КМ. У мережі можуть мати місце практично всі складові КМ і такі відповідні ним процедури, як формування повідомлень, що надходять від різних джерел інформації, введення їх по відповідних каналах, попереднє опрацювання, організація і виконання при необхідності комутаційних процедур, безпосередньо передача, прийом і т.д.

1.2 Передача даних по каналам локальних мережах

При передачі дискретних даних по каналах зв'язку застосовуються два основні типи фізичного кодування - на основі синусоїдального несучого сигналу і на основі послідовності прямокутних імпульсів. Перший спосіб часто називається також модуляцією або аналоговою модуляцією, підкреслюючи той факт, що кодування здійснюється за рахунок зміни параметрів аналогового сигналу. Другий спосіб звичайно називають цифровим кодуванням. Ці способи відрізняються шириною спектру результуючого сигналу і складністю апаратури, необхідної для їх реалізації.

При використовуванні прямокутних імпульсів спектр результуючого сигналу виходить вельми широким. Це не дивно, якщо пригадати, що спектр ідеального імпульсу має нескінченну ширину. Застосування синусоїди приводить до спектру набагато меншої ширини при тій же швидкості передачі інформації. Проте для реалізації синусоїдальної модуляції потрібна складніша і дорожча апаратура, ніж для реалізації прямокутних імпульсів.

В даний час все частіше дані, що спочатку мають аналогову форму - мову, телевізійне зображення, - передаються по каналах зв'язку в дискретному вигляді, тобто у вигляді послідовності одиниць і нулів. Процес представлення аналогової інформації в дискретній формі називається дискретною модуляцією. Терміни «модуляція» і «кодування» часто використовують як синоніми.

При цифровому кодуванні дискретної інформації застосовують потенційні і імпульсні коди.

У потенційних кодах для представлення логічних одиниць і нулів використовується тільки значення потенціалу сигналу, а його перепади, що формують закінчені імпульси, до уваги не беруться. Імпульсні коди дозволяють представити двійкові дані або імпульсами певної полярності, або частиною імпульсу - перепадом потенціалу певного напряму.

При використовуванні прямокутних імпульсів для передачі дискретної інформації необхідно вибрати такий спосіб кодування, який одночасно досягав би декількох цілей:

мав при одній і тій же бітовій швидкості якнайменшу ширину спектру результуючого сигналу;

забезпечував синхронізацію між передавачем і приймачем;

володів здатністю розпізнавати помилки;

володів низькою вартістю реалізації.

Вужчий спектр сигналів дозволяє на одній і тій же лінії (з однією і тією ж смугою пропускання) добиватися вищої швидкості передачі даних. Крім того, часто до спектру сигналу пред'являється вимога відсутності постійної складової, тобто наявність постійного струму між передавачем і приймачем. Зокрема, застосування різних трансформаторних схем гальванічної розв'язки перешкоджає проходженню постійного струму.

Синхронізація передавача і приймача потрібна для того, щоб приймач точно знав, в який момент часу необхідно прочитувати нову інформацію з лінії зв'язку. Ця проблема в мережах розв'язується складніше, ніж при обміні даними між близько розташованими пристроями, наприклад між блоками усередині комп'ютера або ж між комп'ютером і принтером. На невеликих відстанях добре працює схема, заснована на окремій тактуючій лінії зв'язку (рис. 1.3), так що інформація знімається з лінії даних тільки у момент приходу тактового імпульсу. У мережах використовування цієї схеми викликає труднощі через неоднорідність характеристик провідників в кабелях. На великих відстанях нерівномірність швидкості розповсюдження сигналу може привести до того, що тактовий імпульс прийде настільки пізніше або раніше відповідного сигналу даних, що біт даних буде пропущений або лічений повторно.

Рис. 1.3. Синхронізація приймача і передавача на невеликих відстанях

Іншою причиною, по якій в мережах відмовляються від використовування тактуючих імпульсів, є економія провідників в дорогих кабелях.

Тому в мережах застосовуються так звані коди, що самосинхронізуються, сигнали яких несуть для передавача вказівки про те, в який момент часу потрібно здійснювати розпізнавання чергового біта (або декількох біт, якщо код орієнтований більш ніж на два стани сигналу). Будь-який різкий перепад сигналу - так званий фронт - може служити хорошою вказівкою для синхронізації приймача з передавачем.

При використовуванні синусоїд як несучий сигнал результуючий код володіє властивістю самосинхронізації, оскільки зміна амплітуди несучої частоти дає можливість приймачу визначити момент появи вхідного коду.

Розпізнавання і корекцію спотворених даних складно здійснити засобами фізичного рівня, тому найчастіше цю роботу беруть на себе протоколи, що лежать вище: канальний, мережний, транспортний або прикладний. З другого боку, розпізнавання помилок на фізичному рівні економить час, оскільки приймач не чекає повного приміщення кадру в буфер, а відбраковує його відразу при розпізнаванні помилкових біт усередині кадру.

Вимоги, що пред'являються до методів кодування, є взаємно суперечливими, тому кожний з даних нижче популярних методів цифрового кодування володіє своїми перевагами і своїми недоліками в порівнянні з іншими.

На рис. 1.4, а показаний вже згаданий раніше метод потенційного кодування, званий також кодуванням без повернення до нуля (Non Return to Zero, NRZ). Остання назва відображає ту обставину, що при передачі послідовності одиниць сигнал не повертається до нуля протягом такту (як ми побачимо нижче, в інших методах кодування повернення до нуля в цьому випадку відбувається). Метод NRZ простий в реалізації, володіє хорошою розпізнаваною помилок (через два різко відмінні потенціали), але не володіє властивістю самосинхронізації. При передачі довгої послідовності одиниць або нулів сигнал на лінії не змінюється, тому приймач позбавлений можливості визначати по вхідному сигналу моменти часу, коли потрібно в черговий раз прочитувати дані. Навіть за наявності високоточного тактового генератора приймач може помилитися з моментом знімання даних, оскільки частоти двох генераторів ніколи не бувають повністю ідентичними. Тому при високих швидкостях обміну даними і довгих послідовностях одиниць або нулів невелике розузгодження тактових частот може привести до помилки в цілий такт і, відповідно, читанню некоректного значення біта.

Рис. 1.4. Способи дискретного кодування даних

Іншим серйозним недоліком методу NRZ є наявність низькочастотної складової, яка наближається до нуля при передачі довгих послідовностей одиниць або нулів. Через це багато каналів зв'язку, не забезпечуючі прямого гальванічного з'єднання між приймачем і джерелом, цей вид кодування не підтримують. В результаті в чистому вигляді код NRZ в мережах не використовується. Проте використовуються його різні модифікації, в яких усувають як погану самосинхронізацію коду NRZ, так і наявність постійної складової. Привабливість коду NRZ, через яку має сенс зайнятися його поліпшенням, полягає в достатньо низькій частоті основної гармоніки f0, яка рівна N/2 Гц, як це було показано в попередньому розділі. У інших методів кодування, наприклад манчестерського, основна гармоніка має вищу частоту.

Однією з модифікацій методу NRZ є метод біполярного кодування з альтернативною інверсією (Bipolar Alternate Mark Inversion, AMI). У цьому методі (рис. 1.4, б) використовуються три рівні потенціалу - негативні, нульові і позитивні. Для кодування логічного нуля використовується нульовий потенціал, а логічна одиниця кодується або позитивним потенціалом, або негативним, при цьому потенціал кожної нової одиниці протилежний потенціалу попередньою.

Код AMI частково ліквідовує проблеми постійної складової і відсутності самосинхронізації, властиві коду NRZ. Це відбувається при передачі довгих послідовностей одиниць. У цих випадках сигнал на лінії є послідовністю різнополярних імпульсів з тим же спектром, що і у коду NRZ, що передає нулі, що чергуються, і одиниці, тобто без постійної складової і з основною гармонікою N/2 Гц (де N - бітова швидкість передачі даних). Довгі ж послідовності нулів також небезпечні для коду AMI, як і для коду NRZ - сигнал вироджується в постійний потенціал нульової амплітуди. Тому код AMI вимагає подальшого поліпшення, хоча задача спрощується - залишилося справитися тільки з послідовностями нулів.

В цілому, для різних комбінацій біт на лінії використовування коду AMI приводить до вужчого спектру сигналу, ніж для коду NRZ, а значить, і до вищої пропускної спроможності лінії. Наприклад, при передачі одиниць, що чергуються, і нулів основна гармоніка fo має частоту N/4 Гц. Код AMI надає також деякі можливості по розпізнаванню помилкових сигналів. Так, порушення строгого чергування полярності сигналів говорить про помилковий імпульс або зникнення з лінії коректного імпульсу. Сигнал з некоректною полярністю називається забороненим сигналом (signal violation).

У коді AMI використовуються не два, а три рівні сигналу на лінії. Додатковий рівень вимагає збільшення потужності передавача приблизно на 3 дБ для забезпечення тієї ж достовірності прийому біт на лінії, що є загальним недоліком кодів з декількома станами сигналу в порівнянні з кодами, які розрізняють тільки два стани.

Існує код, схожий на AMI, але тільки з двома рівнями сигналу. При передачі нуля він передає потенціал, який був встановлений в попередньому такті (тобто не міняє його), а при передачі одиниці потенціал інвертується на протилежний. Цей код називається потенційним кодом з інверсією при одиниці (Non Return to Zero with ones Inverted, NRZI). Цей код зручний в тих випадках, коли використовування третього рівня сигналу вельми небажане, наприклад в оптичних кабелях, де стійко розпізнаються два стани сигналу - світло і темнота.

Для поліпшення потенційних кодів, подібних AMI і NRZI, використовуються два методи. Перший метод заснований на додаванні в початковий код надмірних біт, що містять логічні одиниці. Очевидно, що в цьому випадку довгі послідовності нулів уриваються і код стає тим, що самосинхронізується для будь-яких передаваних даних. Зникає також постійна складова, а значить, ще більш звужується спектр сигналу. Але цей метод знижує корисну пропускну спроможність лінії, оскільки надмірні одиниці призначеної для користувача інформації не несуть. Інший метод заснований на попередньому «перемішуванні» початкової інформації так, щоб вірогідність появи одиниць і нулів на лінії ставала близькою. Пристрої, або блоки, що виконують таку операцію, називаються трамблерами (scramble - звалище, безладна збірка). При скремблюванні використовується відомий алгоритм, тому приймач, одержавши двійкові дані, передає їх на дескремблер, який відновлює початкову послідовність біт. Надмірні біти при цьому по лінії не передаються. Обидва методи відносяться до логічного, а не фізичного кодування, оскільки форму сигналів на лінії вони не визначають. Детальніше вони вивчаються в наступному розділі.

Окрім потенційних кодів в мережах використовуються і імпульсні коди, коли дані представлені повним імпульсом або ж його частиною - фронтом. Найпростішим випадком такого підходу є біполярний імпульсний код, в якому одиниця представлена імпульсом однієї полярності, а нуль - інший (рис. 1.4, в). Кожен імпульс триває половину такту. Такий код володіє відмінними самосинхронізуючими властивостями, але постійна складова, може бути присутнім, наприклад, при передачі довгої послідовності одиниць або нулів. Крім того, спектр у нього ширший, ніж у потенційних кодів. Так, при передачі всіх нулів або одиниць частота основної гармоніки коду буде рівна N Гц, що в два рази вище за основну гармоніку коду NRZ і в чотири рази вище за основну гармоніку коду AMI при передачі одиниць, що чергуються, і нулів. Через дуже широкий спектр біполярний імпульсний код використовується рідко.

У локальних мережах до недавнього часу найпоширенішим методом кодування був так званий манчестерський код (рис. 1.4,г). Він застосовується в технологіях Ethernet і Token Ring.

У манчестерському коді для кодування одиниць і нулів використовується перепад потенціалу, тобто фронт імпульсу. При манчестерському кодуванні кожен такт ділиться на дві частини. Інформація кодується перепадами потенціалу, що відбуваються у середині кожного такту. Одиниця кодується перепадом від низького рівня сигналу до високого, а нуль - зворотним перепадом. На початку кожного такту може відбуватися службовий перепад сигналу, якщо потрібно представити декілька одиниць або нулів підряд. Оскільки сигнал змінюється принаймні один раз за такт передачі одного біта даних, то манчестерський код володіє хорошими самосинхронізуючими властивостями. Смуга пропускання манчестерського коду вужча, ніж у біполярного імпульсного. У нього також немає постійної складової, а основна гармоніка у гіршому разі (при передачі послідовності одиниць або нулів) має частоту N Гц, а в кращому (при передачі одиниць, що чергуються, і нулів) вона рівна N/2 Гц, як і у кодів AMI або NRZ. В середньому ширина смуги манчестерського коду в півтора рази вужче, ніж у біполярного імпульсного коду, а основна гармоніка коливається поблизу значення 3N/4. Манчестерський код має ще одну перевагу перед біполярним імпульсним кодом. У останньому для передачі даних використовуються три рівні сигналу, а в манчестерському - два.

На рис. 1.4, д показаний потенційний код з чотирма рівнями сигналу для кодування даних. Це код 2B1Q, назва якого відображає його суть - кожні два біти (2В) передаються за один такт сигналом, що має чотири стани (1Q), Парі біт 00 відповідає потенціал -2,5 В, парі біт 01 відповідає потенціал -0,833 В, парі 11 - потенціал +0,833 У, а парі 10 - потенціал +2,5 В. Прі цьому способі кодування потрібні додаткові заходи по боротьбі з довгими послідовностями однакових пар біт, оскільки при цьому сигнал перетворюється на постійну складову. При випадковому чергуванні битий спектр сигналу в два рази вужче, ніж у коду NRZ, оскільки при тій же бітовій швидкості тривалість такту збільшується в два рази. Таким чином, за допомогою коду 2B1Q можна по одній і тій же лінії передавати дані в два рази швидше, ніж за допомогою коду AMI або NRZI. Проте для його реалізації потужність передавача повинна бути вищою, щоб чотири рівні чітко розрізнялися приймачем на фоні перешкод.

Поліпшені потенційні коди володіють достатньо вузькою смугою пропускання для будь-яких послідовностей одиниць і нулів, які зустрічаються в передаваних даних. Потенційний код NRZ володіє хорошим спектром з одним недоліком - у нього є постійна складова. Коди, одержані з потенційного шляхом логічного кодування, володіють вужчим спектром, ніж манчестерський, навіть при підвищеній тактовій частоті (на малюнку спектр коду 4В/5В повинен був би приблизно співпадати з кодом B8ZS, але він зсунуть в область вищих частот, оскільки його тактова частота підвищена на 1/4 в порівнянні з іншими кодами). Цим пояснюється застосування потенційних надмірних і скрембльованих кодів в сучасних технологіях, подібних FDDI, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, ISDN і т.п. замість манчестерського і біполярного імпульсного кодування.

1.3 Передача даних по каналам глобальних та корпоративних мережах

Виділений канал - це канал з фіксованою смугою пропускання або фіксованою пропускною спроможністю, постійно сполучаючий два абоненти. Абонентами можуть бути як окремі пристрої (комп'ютери або термінали), так і цілі мережі.

Виділені канали звичайно орендуються у компаній - операторів територіальних мереж, хоча крупні корпорації можуть прокладати свої власні виділені канали.

Виділені канали діляться на аналогові і цифрові залежно від того, якого типу комутаційна апаратура застосована для постійної комутації абонентів - з частотним розділенням каналів (Frequency Division Multiplexing - FDM) або тимчасовим розділенням каналів (Time Division Multiplexing - TDM). На аналогових виділених лініях для апаратури передачі даних фізичний і канальний протоколи жорстко не визначені. Відсутність фізичного протоколу призводить до того, що пропускна спроможність аналогових каналів залежить від пропускної спроможності модемів, які використовує користувач каналу. Модем власне і встановлює потрібний йому протокол фізичного рівня для каналу.

На цифрових виділених лініях протокол фізичного рівня зафіксований - він заданий стандартом G.703.

На канальному рівні аналогових і цифрових виділених каналів звичайно використовується один з протоколів сімейства HDLC або ж пізніший протокол РРР, побудований на основі HDLC для зв'язку багатопротокольних мереж.

Аналогові виділені лінії

Виділені аналогові канали надаються користувачу з 4-дротяним або 2-дротяним закінченням. На каналах з 4-дротяним закінченням організація повнодуплексного зв'язку, природно, виконується простішими способами.

Виділені лінії можуть бути розділені на дві групи по іншій ознаці - наявності проміжної апаратури комутації і посилення або її відсутності.

Першу групу складають так звані навантажені лінії, що проходять через устаткування частотного ущільнення (FDM-комутатори і мультиплексори), розташоване, наприклад, на АТС. Телефонні компанії звичайно надають в оренду два типи виділених каналів: канал тональної частоти із смугою пропускання 3,1 кГц (0,3 - 3,4 кГц) і широкосмуговий канал із смугою 48 кГц (60 - 108 кГц), який є базовою групою з 12 каналів тональної частоти. Оскільки широкосмуговий канал використовується для зв'язку АТС між собою, те отримання його в оренду більш проблематичне, ніж каналу тональної частоти.

Виділені навантажені канали також класифікуються на категорії залежно від їх якості. Від категорії якості залежить і орендна місячна платня за канал.

Друга група виділених ліній - це ненавантажені фізичні дротяні лінії. Вони можуть кросуватися, але при цьому не проходять через апаратуру частотного ущільнення. Часто такі лінії використовуються для зв'язку між будівлями, що близько стоять. При невеликій довжині ненавантаженої виділеної лінії вона володіє достатньо широкою смугою пропускання, іноді до 1 Мгц, що дозволяє передавати імпульсні немодульовані сигнали.

На перший погляд може показатися, що ненавантажені лінії не мають відношення до глобальних мереж, оскільки їх можна використовувати при протяжності максимум в декілька кілометрів, інакше загасання стає дуже великим для передачі даних. Проте останнім часом саме цей вид виділених каналів привертає пильну увагу розробників засобів видаленого доступу. Річ у тому, що телефонні абонентні закінчення - відрізок витої пари від АТС до житлової або виробничої будівлі - є саме таким видом каналів. Широка (хоча і наперед точно невідома) смуга пропускання цих каналів дозволяє розвинути на короткому відрізку лінії високу швидкість - до декількох мегабіт в секунду. У зв'язку з цим до найближчої АТС дані від видаленого комп'ютера або мережі можна передавати набагато швидше, ніж по каналах тональної частоти, які починаються в даній АТС.

Для передачі даних по виділених навантажених аналогових лініях використовуються модеми. Протоколи і стандарти модемів визначені в рекомендаціях CCITT серії V. Ці стандарти діляться на три групи:

стандарти, що визначають швидкість передачі даних і метод кодування;

стандарти виправлення помилок;

стандарти стиснення даних.

Ці стандарти визначають роботу модемів як для виділених, так і комутованих ліній. Модеми можна також класифікувати залежно від того, який режими роботи вони підтримують (асинхронний, синхронний або обидва ці режими), а також до якого закінчення (4-дротяному або 2-дротяному) вони підключені.

Відносно режиму роботи модеми діляться на три групи:

модеми, що підтримують тільки асинхронний режим роботи;

модеми підтримуючі асинхронний і синхронний режими роботи;

модеми, що підтримують тільки синхронний режим роботи.

Модеми, що працюють тільки в асинхронному режимі, звичайно підтримують низьку швидкість передачі даних - до 1200 біт/с. Так, модеми, що працюють за стандартом V.23, можуть забезпечувати швидкість 1200 біт/с на 4-дротяній виділеній лінії в дуплексному асинхронному режимі, а за стандартом V.21 - на швидкості 300 біт/с по 2-дротяній виділеній лінії також в дуплексному асинхронному режимі. Дуплексний режим на 2-дротяному закінченні забезпечується частотним розділенням каналу. Асинхронні модеми представляють найдешевший вид модемів, оскільки їм не потрібні високоточні схеми синхронізації сигналів на кварцових генераторах. Крім того, асинхронний режим роботи невибагливий до якості лінії.

Модеми, що працюють тільки в синхронному режимі, можуть підключатися тільки до 4-дротяного закінчення. Синхронні модеми використовують для виділення сигналу високоточні схеми синхронізації і тому звично значно дорожче за асинхронні модеми. Крім того, синхронний режим роботи пред'являє високі вимоги до якості лінії.

Для виділеного каналу тональної частоти з 4-дротяним закінченням розроблено достатньо багато стандартів серії V. Всі вони підтримують дуплексний режим:

V.26 - швидкість передачі 2400 біт/с;

V.27 - швидкість передачі 4800 біт/с;

V.29 - швидкість передачі 9600 біт/с;

V.32 ter - швидкість передачі 19 200 біт/с.

Для виділеного широкосмугового каналу 60-108 кГц існують три стандарти:

V.35 - швидкість передачі 48 Кбіт/с;

V.36 - швидкість передачі 48-72 Кбіт/с;

V.37-скорость передачі 96-168 Кбіт/с.

Корекція помилок в синхронному x0режимі роботи звичайно реалізується по протоколу HDLC, але допустимі і застарілі протоколи SDLC і BSC компанії IBM. Модеми стандартів V.35, V.36 і V.37 використовують для зв'язку з DTE інтерфейс V.35.

Модеми, що працюють в асинхронному і синхронному режимах, є найбільш універсальними пристроями. Найчастіше вони можуть працювати як по виділених, так і по комутованих каналах, забезпечуючи дуплексний режим роботи. На виділених каналах вони підтримують в основному 2-дротяне закінчення і набагато рідше - 4-дротяне.

Для асихронно-синхронних модемів розроблений ряд стандартів серії V:

V.22 - швидкість передачі до 1200 біт/с;

V.22 bis - швидкість передачі до 2400 біт/с;

V.26 ter - швидкість передачі до 2400 біт/с;

V.32 - швидкість передачі до 9600 біт/с;

V.32 bis - швидкість передачі 14 400 біт/с;

V.34 - швидкість передачі до 28,8 Кбіт/с;

V.34+ - швидкість передачі до 33,6 Кбіт/с.

Типова структура з'єднання двох комп'ютерів або локальних мереж через маршрутизатор за допомогою виділеної аналогової лінії приведена на рис. 1.5. У разі 2-дротяного закінчення (див. рис. 1.3, а) для забезпечення дуплексного режиму модем використовує трансформаторну розв'язку. Телефонна мережа завдяки своїй схемі розв'язки забезпечує роз'єднання потоків даних, циркулюючих у різних напрямах. За наявності 4-дротяного закінчення (див. рис. 1.5, б) схема модему спрощується.



Рис. 1.5. З'єднання локальних мереж або комп'ютерів по виділеному каналу

Цифрові виділені лінії

Цифрові виділені лінії утворюються шляхом постійної комутації в первинних мережах, побудованих на базі комутаційної апаратури, що працює на принципах розділення каналу в часі - TDM. Існують два покоління технологій цифрових первинних мереж - технологія плезіохронної («плезіо» означає «майже», тобто майже синхронної) цифрової ієрархії (Plesiochronic Digital Hierarchy, PDH) і пізніша технологія - синхронна цифрова ієрархія (Synchronous Digital Hierarchy, SDH). У Америці технології SDH відповідає стандарт SONET.

Технологія плезіохронної цифрової ієрархії PDH

Цифрова апаратура мультиплексування і комутації була розроблена в кінці 60-х років компанією AT&T для вирішення проблеми зв'язку крупних комутаторів телефонних мереж між собою. Канали з частотним ущільненням, вживані до цього на ділянках АТС-АТС, вичерпали свої можливості по організації високошвидкісного багатоканального зв'язку по одному кабелю. У технології FDM для одночасної передачі даних 12 або 60 абонентних каналів використовувалася вита пара, а для підвищення швидкості зв'язку доводилося прокладати кабелі з великою кількістю пар дротів або дорожчі коаксіальні кабелі. Крім того, метод частотного ущільнення високо чутливий до різного роду перешкодам, які завжди присутні в територіальних кабелях, та і високочастотна несуча мови сама створює перешкоди в приймальній апаратурі, будучи погано відфільтрована.

Для вирішення цієї задачі була розроблена апаратура Т1, яка дозволяла в цифровому виді мультиплексувати, передавати і комутувати (на постійній основі) дані 24 абонентів. Оскільки абоненти як і раніше користувалися звичними телефонними апаратами, тобто передача голосу йшла в аналоговій формі, то мультиплексори Т1 самі здійснювали оцифровування голосу з частотою 8000 Гц і кодували голос за допомогою імпульсно-кодової модуляції (Pulse Code Modulation, PCM). В результаті кожен абонентний канал утворював цифровий потік даних 64 Кбіт/с. Для з'єднання магістральних АТС канали Т1 були дуже слабкими засобами мультиплексування, тому в технології була реалізована ідея утворення каналів з ієрархією швидкостей. Чотири канали типа Т1 об'єднуються в канал наступного рівня цифрової ієрархії - Т2, передаючий дані із швидкістю 6,312 Мбіт/с, а сім каналів Т2 дають при об'єднанні канал ТЗ, що передає дані із швидкістю 44,736 Мбіт/с. Апаратура T1, T2 і ТЗ може взаємодіяти між собою, утворюючи ієрархічну мережу з магістральними і периферійними каналами трьох рівнів швидкостей.

Технологія цифрової ієрархії була пізніше стандартизована CCITT. При цьому в неї були внесені деякі зміни, що привело до несумісності американської і міжнародної версій цифрових мереж. Американська версія поширена сьогодні окрім США також в Канаді і Японії (з деякими відмінностями), а в Європі застосовується міжнародний стандарт. Аналогом каналів Т в міжнародному стандарті є канали типа El, E2 і E3 з іншими швидкостями - відповідно 2,048 Мбіт/с, 8,488 Мбіт/с і 34,368 Мбіт/с. Американський варіант технології також був стандартизований ANSI.

Не дивлячись на відмінності американської і міжнародних версій технології цифрової ієрархії, для позначення ієрархії швидкостей прийнято використовувати одні і ті ж позначення - DSn (Digital Signal n). У табл. 1.1 приводяться значення для всіх введених стандартами рівнів швидкостей обох технологій.

На практиці в основному використовуються канали Т1/Е1 і ТЗ/E3.

Користувач може орендувати декілька каналів 64 Кбіт/с (56 Кбіт/с) в каналі Т1/Е1. Такий канал називається «дробовим» (fractional) каналом Т1/Е1. В цьому випадку користувачу відводиться декілька тайм - слотів роботи мультиплексора.

Фізичний рівень технології PDH підтримує різні види кабелів: виту пару, коаксіальний кабель і волоконно-оптичний кабель. Основним варіантом абонентного доступу до каналів Т1/Е1 є кабель з двох витих пар з роз'ємами RJ-48. Дві пари потрібні для організації дуплексного режиму передачі даних із швидкістю 1,544/2,048 Мбіт/с.

Таблиця 1.1

Ієрархія цифрових швидкостей

Позначення швидкості	Америка	Європа
	Позначення швидкості	Кількість голосових каналів	Кількість каналів попереднього рівня	Швидкість передачі, Мбіт/с	Позначення швидкості	Кількість голосових каналів	Кількість каналів попереднього рівня	Швидкість передачі, Мбіт/с
DS-0		1	1	64 кбіт/с		1	1	64 кбіт/с
DS-1	T1	24	24	1,544	E1	30	30	2,048
DS-2	T2	96	4	6,312	E2	120	4	8,488
DS-3	T3	672	7	44,736	E3	480	4	34,368
DS-4		4032	6	274,176		1920	4	139,264

Коаксіальний кабель завдяки своїй широкій смузі пропускання підтримує канал Т2/Е2 або 4 канали Т1/Е1. Для роботи каналів ТЗ/E3 звичайно використовується або коаксіальний кабель, або волоконно-оптичний кабель, або канали НВЧ.

Фізичний рівень міжнародного варіанту технології визначається стандартом G.703, назвою якого позначається тип інтерфейсу маршрутизатора або моста, що підключається до каналу Е1. Американський варіант інтерфейсу носить назву Т1.

Як американський, так і міжнародний варіанти технології PDH володіють декількома недоліками.

Одним з основних недоліків є складність операцій мультиплексування і демультиплексування призначених для користувача даних. Сам термін «плезіохронний», використовуваний для цієї технології, говорить про причину такого явища - відсутності повної синхронності потоків даних при об'єднанні низькошвидкісних каналів в більш високошвидкісні. Спочатку асинхронний підхід до передачі кадрів породив вставку біта або декількох біт синхронізації між кадрами. В результаті для витягання призначених для користувача даних з об'єднаного каналу необхідно повністю демультиплексувати кадри цього об'єднаного каналу. Наприклад, якщо вимагається одержати дані одного абонентного каналу 64 Кбіт/с з кадрів каналу ТЗ, необхідно виробити демультиплексування цих кадрів до рівня кадрів Т2, потім - до рівня кадрів Т1, а потім демультиплексувати і самі кадри Т1. Для подолання цього недоліку в мережах PDH реалізують деякі додаткові прийоми, що зменшують кількість операцій демультиплексування при витягання призначених для користувача даних з високошвидкісних каналів. Наприклад, одним з таких прийомів є «зворотна доставка» (back hauling). Хай комутатор 1 каналу ТЗ приймає потік даних, що складається з 672 призначених для користувача каналів, при цьому він повинен передати дані одного з цих каналів користувачу, підключеному до низькошвидкісного виходу комутатора, а всю решту потоку даних направити транзитом через інші комутатори в деякий кінцевий демультиплексор 2, де потік ТЗ повністю демультиплексувати на канали 64 Кбіт/с. Для економії комутатор 1 не виконує операцію демультиплексування свого потоку, а одержує дані свого користувача тільки при їх «зворотному проході», коли кінцевий демультиплексор виконає операцію розбору кадрів і поверне дані одного з каналів комутатору 1. Природно, такі складні взаємостосунки комутаторів ускладнюють роботу мережі, вимагають її тонкої конфігурації, що веде до великого об'єму ручної роботи і помилок.

Іншим істотним недоліком технології PDH є відсутність розвинених вбудованих процедур контролю і управління мережею. Службові біти дають мало інформації про стан каналу, не дозволяють його конфігурувати і т.п. Немає в технології і процедур підтримки відмовостійкості, які дуже корисні для первинних мереж, на основі яких будуються відповідальні міжміські і міжнародні мережі. У сучасних мережах управлінню надається велика увага, причому вважається, що управляючі процедури бажано вбудовувати в основний протокол передачі даних мережі.

Третій недолік полягає в дуже низьких за сучасними поняттями швидкостях ієрархії PDH. Волоконно-оптичні кабелі дозволяють передавати дані з швидкостями в декілька гигабіт в секунду по одному волокну, що забезпечує консолідацію в одному кабелі десятків тисяч призначених для користувача каналів, але цю властивість технологія PDH не реалізує - її ієрархія швидкостей закінчується рівнем 139 Мбіт/с.

Всі ці недоліки усунені в новій технології первинних цифрових мереж, що одержала назву синхронної цифрової ієрархії - Synchronous DigitalHierarchy, SDH.

1.4 Висновок

Таким чином, виходячи з проведеного аналізу організації каналів передачі даних в комп'ютерних мережах можна зробити ряд висновків:

у межах тієї або іншої архітектури КМ повинна забезпечуватись погоджена взаємодія різних її структур. Так, при деякій логічній структурі, яка відповідає прийнятій архітектурі КМ, може бути побудована множина фізичних структур у вигляді різнорідних каналів передачі даних, що впливають на властивості та можливості мережі. Вони являють собою узагальнений алгоритм інформаційного процесу, що протікає в КМ;

при передачі дискретних даних по каналах передачі даних застосовуються два основні типи фізичного кодування - на основі синусоїдального несучого сигналу і на основі послідовності прямокутних імпульсів. Перший спосіб часто називається також модуляцією або аналоговою модуляцією, підкреслюючи той факт, що кодування здійснюється за рахунок зміни параметрів аналогового сигналу. Другий спосіб звичайно називають цифровим кодуванням. Ці способи відрізняються шириною спектру результуючого сигналу і складністю апаратури, необхідної для їх реалізації;

каналів передачі даних у КМ діляться на аналогові і цифрові залежно від того, якого типу комутаційна апаратура застосована для постійної комутації абонентів - з частотним розділенням каналів (Frequency Division Multiplexing - FDM) або тимчасовим розділенням каналів (Time Division Multiplexing - TDM).

Тому для детального вивчення особливостей доступу до каналів передачі даних розглянемо сутність існуючих методі доступу.

РОЗДІЛ 2

Фізична сутність та порядок організації каналів комп'ютерних мереж

Канали передачі даних є фундаментом будь-якої мережі. Якщо в каналах щодня відбуваються короткі замикання, контакти роз'ємів то відходять, то знову входять у щільне з'єднання, додавання нової станції призводить до необхідності тестування десятків контактів роз'ємів через те, що документація на фізичні з'єднання не ведеться. Очевидно, що на основі таких каналів передачі даних будь-яке найсучасніше і продуктивне устаткування буде працювати погано. Користувачі будуть незадоволені великими періодами простоїв і низькою продуктивністю мережі, а обслуговуючий персонал буде в постійній "запарці", розшукуючи місця коротких замикань, обривів і поганих контактів. Причому проблем з каналами передачі даних стає набагато більше при збільшенні розмірів мережі.

2.1 Структурована кабельна система комп'ютерної мережі

Відповіддю на високі вимоги до якості каналів зв'язку в комп'ютерних мережах стали структуровані кабельні системи.

Структурована кабельна система (СКС) (Structured Cabling System, SCS) - це набір комутаційних елементів (кабелів, роз'ємів, конекторів, кросових панелей і шаф), а також методика їх спільного використання, яка дозволяє створювати регулярні, легко розширювані структури зв'язків в комп'ютерних мережах.

Структурована кабельна система представляє свого роду "конструктор", за допомогою якого проектувальник мережі будує потрібну йому конфігурацію зі стандартних кабелів, з'єднаних стандартними роз'ємами, які комутуються на стандартних кросових панелях. При необхідності конфігурацію зв'язків можна легко змінити - додати комп'ютер, сегмент, комутатор, вилучити непотрібне устаткування, а також замінити з'єднання між комп'ютерами і концентраторами.

При побудові структурованої кабельної системи мається на увазі, що кожне робоче місце на підприємстві повинне бути оснащене розетками для підключення телефону і комп'ютера, навіть якщо на даний момент цього не потрібно. Тобто добре структурована кабельна система будується надлишковою. У майбутньому це може заощадити час тому, що зміни в підключенні нових пристроїв можна здійснювати за рахунок перекомутації вже прокладених кабелів.

Структурована кабельна система планується і будується ієрархічно з головною магістраллю і численними відгалуженнями від неї (рис. 2.1).

Ця система може бути побудована на базі вже існуючих сучасних телефонних кабельних систем, у яких кабелі, що представляють собою набір кручених пар, прокладаються в кожному будинку, розводяться між поверхами. На кожному поверсі використовується спеціальна кросова шафа, від якої кабелі в трубах і коробах підводяться до кожної кімнати і розводяться по розетках. На жаль, далеко не у всіх будинках телефонні лінії прокладаються крученими парами, тому вони непридатні для створення комп'ютерних мереж, і кабельну систему в такому випадку потрібно будувати заново.

Типова ієрархічна структура структурованої кабельної системи (рис. 2.2) включає:

горизонтальні підсистеми (у межах поверху);

вертикальні підсистеми (усередині будинку);

підсистему кампусу (у межах однієї території з декількома будинками).

Горизонтальна підсистема з'єднує кросову шафу поверху з розетками користувачів. Підсистеми цього типу відповідають поверхам будинку.

Вертикальна підсистема з'єднує кросові шафи кожного поверху з центральною апаратною будинку.

Наступним кроком ієрархії є підсистема кампусу, що з'єднує кілька будинків з головною апаратною усього кампусу. Ця частина кабельної системи звичайно називається магістраллю (backbone).

Рис. 2.1. Ієрархія структурованої кабельної системи

Використання структурованої кабельної системи замість хаотично прокладених кабелів дає підприємству багато переваг.

Універсальність. Структурована кабельна система при продуманій організації може стати єдиним середовищем для передачі комп'ютерних даних у локальній обчислювальній мережі, організації локальної телефонної мережі, передачі відеоінформації і навіть передачі сигналів від датчиків пожежної безпеки або охоронних систем. Це дозволяє автоматизувати більшість процесів контролю, моніторингу та управління господарськими службами і системами життєзабезпечення підприємства.

Збільшення терміну служби. Термін морального старіння добре структурованої кабельної системи може складати 10 - 15 років.

Зменшення вартості добавлення нових користувачів і зміни місць їх розташування.

Відомо, що вартість кабельної системи значна і визначається в основному не вартістю кабелю, а вартістю робіт з його прокладки. Тому більш вигідно провести однократну роботу по прокладці кабелю, можливо, з великим запасом по довжині, ніж кілька разів виконувати прокладку, нарощуючи довжину кабелю. При такому підході всі роботи з добавлення або переміщення користувача зводяться до підключення комп'ютера до вже наявної розетки.

Можливість легкого розширення мережі. Структурована кабельна система є модульною, тому її легко розширювати. Наприклад, до магістралі можна додати нову підмережу, не роблячи ніякого впливу на існуючі підмережі. Можна замінити в окремій підмережі тип кабелю незалежно від іншої частини мережі. Структурована кабельна система є основою для розподілу мережі на легко управляємі логічні сегменти тому, що вона сама вже розділена на фізичні сегменти.

Забезпечення більш ефективного обслуговування. Структурована кабельна система полегшує обслуговування і пошук несправностей у порівнянні із шинною кабельною системою. При шинній організації кабельної системи відмова одного з пристроїв або сполучних елементів призводить до відмови всієї мережі, яку важко локалізувати. У структурованих кабельних системах відмова одного сегмента не діє на інші тому, що об'єднання сегментів здійснюється за допомогою концентраторів. Концентратори діагностують і локалізують несправний сегмент.