Локальная вычислительная сеть - это понятие, знакомое многим не понаслышке. Практически каждое предприятие использует эту технологию, поэтому можно утверждать, что каждый человек так или иначе сталкивался с ней. Локальные сети существенно ускорили производственные процессы, тем самым дав резкий скачок дальнейшему их применению по всему земному шару. Все это позволяет прогнозировать дальнейший рост и развитие подобной системы передачи данных, вплоть до внедрения ЛВС на каждом, даже самом небольшом предприятии.
Локальная вычислительная сеть представляет собойнекое количество компьютеров, соединенных между собой специальным оборудованием, позволяющим осуществлять полноценный обмен информацией между ними. Важной особенностью этого вида передачи данных является относительно небольшая территория размещения узлов связи, то есть самих вычислительных машин.
Локальные сети не только существенно облегчают взаимодействие между пользователями, но и выполняют некоторые другие функции:
Локальная вычислительная сеть может быть представлена двумя моделями: одноранговой сетью и иерархической. Различаются они способами взаимодействия узлов связи.
Одноранговая сеть основана на равноправии всех машин, а данные распределены между каждой из них. По сути, пользователь одного компьютера может получить доступ к ресурсам и информации другого. Эффективность работы одноранговой модели напрямую зависит от числа рабочих узлов, а уровень ее безопасности неудовлетворителен, что вкупе с достаточно сложным процессом управления делает такие сети не слишком надежными и удобными.
Иерархическая модель включает в себя один (или больше) главный сервер, где хранятся и обрабатываются все данные, и несколько узлов-клиентов. Этот тип сетей используется гораздо чаще первого, имея преимущество в быстродействии, надежности и безопасности. Однако скорость работы такой ЛВС во многом зависит от сервера, что при определенных условиях можно считать недостатком.
Проектирование локальной вычислительной сети представляет собой достаточно сложный процесс. Начинается он с разработки технического задания, которое следует тщательно продумать, так как недочеты в нем грозят последующими трудностями в построении сети и дополнительными финансовыми затратами. Первичное проектирование можно произвести с помощью специальных конфигураторов, которые позволят подобрать оптимальное сетевое оборудование. Особенно удобны такие программы тем, что можно исправлять различные значения и параметры непосредственно во время работы, а также составлять отчет по окончании процесса. Только после этих действий можно будет приступить к следующему этапу.
Этот этап заключается в сборе данных о предприятии, где планируется монтаж локально вычислительной сети, и анализе полученной информации. Определяется количество:
Важным моментом является наличие данных о путях прокладки магистралей и планирование определенной топологии. В целом же необходимо придерживаться ряда требований, которые предъявляет стандарт IEEE 802.3. Однако, несмотря на эти правила, иногда может понадобиться произвести расчеты задержек распространения сигнала или же проконсультироваться у производителей сетевого оборудования.
Выбирая способ размещения узлов связи, необходимо помнить об основных требованиях, предъявляемых к локальным сетям:
Топология сети представляет собой физическое ее расположение, значительно влияя на основные характеристики. На современных предприятиях в основном используются три вида топологий: "Звезда", "Шина" и "Кольцо".
Топология «Звезда» является самой распространенной, имеет множество преимуществ перед остальными. Такой способ монтажа отличается высокой надежностью; если какой-либо компьютер вышел из строя (кроме сервера), на работу остальных это никак не повлияет.
Топология «Шина» представляет собой единый магистральный кабель с подключенными вычислительными машинами. Подобная организация локальной вычислительной сети экономит финансы, но не подходит для объединения большого количества компьютеров.
Топология «Кольцо» отличается низкой надежностью за счет особого расположения узлов - каждый из них соединен с двумя другими с помощью сетевых карт. Поломка одного компьютера приводит к остановке работы всей сети, поэтому такой вид топологии применяется все реже.
Локальная вычислительная сеть предприятия включает в себя также различные технологии, оборудование и кабели. Поэтому следующим этапом станет подбор всех этих элементов. Принятие решения в пользу того или иного программного либо аппаратного обеспечения определяется целью создания сети, количеством пользователей, перечнем используемых программ, размерами сети, а также ее месторасположением. В настоящее время чаще всего используются оптоволоконные магистрали, отличающиеся большой надежностью, быстродействием и доступностью.
Кабели используются в сетях для передачи сигналов между рабочими станциями, у каждого из них есть свои особенности, что необходимо учитывать при проектировании ЛВС.
Сетевое оборудование локальных вычислительных сетей включает множество элементов, наиболее часто используемыми среди которых являются:
Аппаратное обеспечение локальной вычислительной сети в обязательном порядке включает серверную и клиентскую части.
Сервер - это мощный компьютер, имеющий высокую сетевую значимость. Функции его заключаются в хранении информации, баз данных, обслуживании пользователей и обработке программных кодов. Серверы находятся в специальных помещениях с регулируемой постоянной температурой воздуха - серверных, а корпус их оснащен дополнительной защитой от пыли, случайного выключения, а также мощной охлаждающей системой. Как правило, доступ к серверу имеют только системные администраторы либо руководители предприятия.
Рабочая станция представляет собой обычную вычислительную машину, подключенную к сети, то есть ею является любой компьютер, запрашивающий услуги у главного сервера. Для обеспечения связи на таких узлах используется модем и сетевая плата. Поскольку обычно рабочими станциями используются ресурсы сервера, клиентская часть оснащена слабыми планками памяти и жесткими дисками небольшого объема.
Оборудование локальных вычислительных сетей не сможет полноценноосуществлять свои функции без подходящего программного обеспечения. К программной части относятся:
Проектирование локальной вычислительной сети требует долгого и неспешного анализа, а также учета всех тонкостей. Важно предусмотреть возможность роста предприятия, что повлечет за собой и увеличение масштабов локальной сети. Составлять проект необходимо таким образом, чтобы ЛВС в любой момент была готова к подключению новой рабочей станции или другого устройства, а также модернизации любого ее узла и компонента.
Не менее важны и вопросы безопасности. Кабеля, применяемые при построении сети, должны быть надежно защищены от несанкционированного доступа, а магистрали размещены вдали от потенциально опасных мест, где они могут быть повреждены - нечаянно либо умышленно. Компоненты ЛВС, размещаемые за пределами помещения, в обязательном порядке следует заземлить и надежно закрепить.
Разработка локально вычислительной сети - это достаточно трудозатратный процесс, однако при правильном подходе и проявленной должной ответственности ЛВС будет работать надежно и стабильно, обеспечивая бесперебойную работу пользователей.
составляют активные устройства, обеспечивающие передачу информации между узлами сети. В список таких устройств входят сетевые адаптеры, сетевые концентраторы и коммутаторы, мосты и маршрутизаторы.Назначение сетевых концентраторов и коммутаторов аналогично – соединение нескольких узлов ЛВС лежащих в пределах одного сегмента. Разница состоит в том, что концентратор транслирует трафик от одного узла всем доступным, а коммутатор – непосредственно узлу-получателю. То или иное аппаратное обеспечение ЛВС может быть выбрано в зависимости, в первую очередь, от информационной загруженности сети и требований к безопасности передачи данных. В сетях, узлы которых не критичны к объемам трафика вполне достаточно концентраторов. Сети, предъявляющие повышенные требования к производительности и безопасности данных, должны быть укомплектованы коммутаторами, которые исключают необходимость и возможность узлам сети обрабатывать не предназначенную для них информацию.
Мосты и маршрутизаторы - это аппаратное обеспечение ЛВС
, обеспечивающее связь между сегментами сети. Маршрутизаторы, в отличие от мостов, работающих на канальном уровне – втором в модели OSI, используют третий уровень модели – сетевой. Это позволяет осуществлять передачу пакетов с учетом специфики протоколов, осуществлять выбор оптимального маршрута передачи пакета на основании анализа полученной от других маршрутизаторов информации о топологии и состоянии сети Мост же является прозрачным для всех сетевых протоколов и, подобно коммутаторам, принимает решение о трансляции пакета только на основания MAC-адреса получателя.
Статьи по теме:
Структурная представляет собой графический документ, отображающий физическое расположение и связь составных частей скс.
Следует доверять исключительно квалифицированным специалистам, официально допущенным к работе в электроустановках.
Для объединения компьютеров в настоящее время используется большое количество различных устройств (сетевых аппаратных средств). В локальных сетях наиболее часто используются сетевые адаптеры (сетевые карты), концентраторы, коммутаторы, маршрутизаторы.
Рассмотрим более подробно каждый тип оборудования.
Сетевой адаптер – это устройство необходимое для подключения компьютера к локальной сети. Сетевой адаптер устанавливается в свободный слот (разъем) материнской платы компьютера, как и адаптеры, выполняющие другие функции, например видеоадаптер. Сетевые адаптеры можно классифицировать по следующим признакам:
· в зависимости от типа и разрядности используемой в компьютере внутренней шины;
· в зависимости от типа принятой в сети сетевой технологии – Ethernet, Token Ring, FDDI и т. д.;
· в зависимости от типа среды (канала) передачи данных – коаксиальный кабель, оптоволоконный кабель, кабель типа витая пара.
Сетевой адаптер присоединяется к кабелю с помощью специальных коннекторов, тип которых зависит от типа кабеля. Например, для кабеля типа витая пара используется коннектор типа RG-45, внешне напоминающий разъем для подключения телефона. Для подключения к коаксиальному кабелю используются так называемые BNC-коннекторы и Т-коннекторы. Существуют сетевые адаптеры, использующие беспроводной принцип взаимодействия. В настоящее время тремя главными типами беспроводной передачи данных являются радиосвязь, связь в микроволновом диапазоне и инфракрасная связь. Наиболее распространенным, в настоящее время, вариантом организации беспроводной локальной сети является использование WiFi оборудования. WiFi является аббревиатурой от «Wireless Fidelity» (беспроводная связь) и представляет собой стандарт беспроводного доступа, обеспечивающий скорость передачи информации до 54 Мбит/сек.
Каждый сетевой адаптер имеет уникальный внутренний номер, так называемый MAC-адрес, позволяющий однозначно идентифицировать источник информации в сетевой среде.
Различные типы кабелей используются в качестве носителей, или среды передачи данных. Хотя беспроводные технологии передачи данных становятся все более популярными в настоящее время, основным типом носителя для сетевых коммуникаций остается кабель. Наиболее распространены кабели следующих типов:
· кабель типа витая пара;
· коаксиальный кабель;
· оптоволоконный кабель.
Концентратор (многопортовый повторитель, или HUB) – это устройство, используемое для объединения отдельных рабочих мест (компьютеров) в локальную сеть. Современные концентраторы имеют, как правило, 8, 12, 16, 24, или 48 портов (разъемов) для подключения компьютеров. Все порты концентратора равноправны. При получении сигнала от одного из подключенных к нему компьютеров концентратор транслирует его на все остальные порты. Таким образом, концентратор является центральной точкой соединения компьютеров в сети.
Коммутатор (switch) – это устройство, которое также может использоваться для объединения компьютеров, или различных сегментов локальной сети. В отличии от концентратора, коммутатор при получении сигнала (пакета данных) от одного из подключенных к нему компьютеров не транслирует его на все остальные порты, а передает его только в тот порт, к которому подключен компьютер, являющийся получателем этого пакета данных.
Маршрутизатор (router) – это сетевое коммуникационное устройство, выполняющие маршрутизацию информации, т.е. определение наилучшего маршрута для передачи информации от источника к пункту назначения и передачу информации по этому маршруту. Маршрутизаторы связывают в объединенную сеть несколько подсетей и поэтому передача информации от одного компьютера к другому возможна по нескольким маршрутам.
Локальные сети
Программное обеспечение вычислительных сетей состоит из трех составляющих:
В качестве автономных ОС для рабочих станций, как правило, используются современные 32-разрядные операционные системы – Windows 95/98, Windows 2000, Windows XP, Windows VISTA, Windows 7 (Seven), Windows 8, Windows 8.1, Windows 10.
В качестве сетевых ОС в вычислительных сетях применяются:
Сетевые операционные системы необходимы для управления потоками сообщений между рабочими станциями и серверами. Они организуют коллективный доступ ко всем ресурсам сети.
Получение доступа к ресурсам локальных вычислительных сетей предусматривает выполнение трех процедур: идентификация, аутентификация и авторизация:
В большинстве сетевых операционных систем встроена поддержка протоколов (TCP/IP, IPX/SPX, NetBEUI):
Для пользователей локальных вычислительных сетей большой интерес представляет набор сетевых служб, с помощью которых он получает возможность просмотреть список имеющихся в сети компьютеров, прочесть удаленный файл, распечатать документ на принтере, установленном на другом компьютере в сети или послать почтовое сообщение.
Реализация сетевых служб осуществляется программным обеспечением (программными средствами). Файловая служба и служба печати предоставляются операционными системами, а остальные службы обеспечиваются сетевыми прикладными программами или приложениями. К традиционным сетевым службам относятся: Telnet, FTP, HTTP, SMTP, POP-3.
Служба Telnet позволяет организовывать подключения пользователей к серверу по протоколу Telnet.
Служба FTP обеспечивает пересылку файлов с Web-серверов. Эта служба обеспечивается Web-обозревателями (Internet Explorer, Mozilla Firefox, Opera и др.)
HTTP - служба, предназначенная для просмотра Web-страниц (Web-сайтов), обеспечивается сетевыми прикладными программами: Internet Explorer, Mozilla Firefox, Opera и др.
SMTP, POP-3 - службы входящей и исходящей электронной почты. Реализуются почтовыми прикладными программами: Outlook Express, The Bat и др.
НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ
Сервисы глобальной сети Интернет.
Глобальная сеть Интернет. Адресация.
Назначение и классификация компьютерных сетей.
INTERNET-ТЕХНОЛОГИИ
План:
Компьютерная сеть – система связи компьютеров и компьютерного оборудования.
В зависимости от территориального расположения абонентских систем вычислительные сети можно разделить на три основных класса:
Глобальная вычислительная сеть (WAN – Wide Area Network) – это система объединенных в сеть компьютеров, расположенных на больших расстояниях друг от друга.
Региональная вычислительная сеть (MAN – Metropolitan Area Network) связывает абонентов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга (десятки – сотни километров).
Локальная вычислительная сеть (ЛВС, LAN – Local Area Network) объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории (2 – 2,5 км.).
Аппаратное обеспечение локальной вычислительной сети включает рабочие станции, сервер, коммуникационное оборудование
Рабочая станция – персональный компьютер, подключенный к сети и обеспечивающий доступ пользователя к ее ресурсам.
Сервер – специализированный компьютер в сети, предназначенный для выполнения на нем сервисного программного обеспечения.
Для подключения рабочей станции с каналом связи используется сетевой адаптер.
Канал связи в компьютерной сети – это физическая среда передачи информации.
Каналы связи различаются тремя основными свойствами: пропускная способность, помехоустойчивость, стоимость.
Пропускная способность – это максимальная скорость передачи информации по каналу. Обычно она выражается в килобитах в секунду (Кбит/с) или в мегабитах в секунду (Мбит/с).
Рассмотрим каналы связи.
Витая пара характеризуется плохой помехозащищенностью и низкой скоростью передачи информации 0,25 – 1 Мбит/c. Низкая стоимость.
Коаксиальный кабель обладает высокой помехозащищенностью и обеспечивает скорость передачи информации до 10-50 Мбит/с.
Оптоволоконный кабель не подвержен действию электромагнитных полей и сам практически не имеет излучения. Скорость передачи информации более 50 Мбит/c.
Беспроводные сети. Технологии беспроводной связи в компьютерных сетях основаны на кодировании и передаче сигналов в виде электромагнитного излучения.
Наиболее распространены стандарты передачи данных в радиоволновом диапазоне: Bluetooth, Wi-Fi, GPRS, Wi-Max, 3G, LTE.
Существуют стандарты передачи данных в световом диапазоне: инфракрасном – IrDa и др.
Коммуникационное оборудование :
Сетевой концентратор или хаб – сетевое устройство, предназначенное для объединения нескольких устройств Ethernet общий сегмент сети. Устройства подключаются при помощи витой пары, коаксиального кабеля или оптоволокна.
В настоящее время хабы почти не выпускаются – им на смену пришли сетевой коммутатор (свитчи) - устройства, предназначенные для соединения нескольких узлов сети в пределах одного или нескольких сегментов сети.
Роутер (маршрутизатор) – устройство, обеспечивающее соединение административно независимых коммуникационных сетей.
Мост – это устройство, соединяющее две сети, использующие одинаковые методы передачи данных
Шлюз – это устройство, которое позволяет организовать обмен данными между двумя сетями, использующими различные протоколы взаимодействия.
