Локально-вычислительная сеть (ЛВС).
Построение сети
Существует множество способов классификации сетей. Основным критерием классификации принято считать способ администрирования. То есть в зависимости от того, как организована сеть и как она управляется, её можно отнести к локальной, распределённой, городской или глобальной сети. Управляет сетью или её сегментом сетевой администратор . В случае сложных сетей их права и обязанности строго распределены, ведётся документация и журналирование действий команды администраторов.
Иногда в локальной сети организуются рабочие группы - формальное объединение нескольких компьютеров в группу с единым названием.
- 10.0.0.0-10.255.255.255;
- 172.16.0.0-172.31.255.255;
- 192.168.0.0-192.168.255.255.
Конфликт IP адресов - распространённая ситуация в локальной сети, при которой в одной IP-подсети оказываются два или более компьютеров с одинаковыми IP-адресами. Для предотвращения таких ситуаций и облегчения работы сетевых администраторов применяется протокол DHCP , позволяющий компьютерам автоматически получать IP-адрес и другие параметры, необходимые для работы в сети TCP/IP.
LAN и VPN
Связь с удалённой локальной сетью, подключенной к глобальной сети, из дома/командировки/удалённого офиса часто реализуется через VPN . При этом устанавливается VPN-подключение к пограничному маршрутизатору.
Особенно популярен следующий способ организации удалённого доступа к локальной сети:
- Обеспечивается подключение снаружи к маршрутизатору, например по протоколу PPPoE , PPTP или L2TP (PPTP+IPSec).
- Так как в этих протоколах используется PPP , то существует возможность назначить абоненту IP-адрес. Назначается свободный (не занятый) IP-адрес из локальной сети.
- Маршрутизатор (VPN, Dial-in сервер) добавляет proxyarp - запись на локальной сетевой карте для IP-адреса, который он выдал VPN-клиенту. После этого, если локальные компьютеры попытаются обратиться напрямую к выданному адресу, то они после ARP -запроса получат MAC-адрес локальной сетевой карты сервера и трафик пойдёт на сервер, а потом и в VPN-туннель.
См. также
Литература
- Новиков Ю. В., Кондратенко С. В. Основы локальных сетей. Курс лекций . - М .: Интернет-университет информационных технологий, 2005. - ISBN 5-9556-0032-9
- Самойленко В.В. Локальные сети. Полное руководство . - К. , 2002. - ISBN 966-7140-28-8
- Локальные вычислительные сети: Справочник. В 3-х кн / Под.ред. С.В.Назарова. - М .: Финансы и статистика, 1994. - Т. Кн.1. Принципы построения, архитектура, коммуникационные средства. - 208 с. - 10 000 экз. - ISBN 5-279-01171-1
Ссылки
- Передача данных в каталоге ссылок Open Directory Project (dmoz).
Wikimedia Foundation . 2010 .
Смотреть что такое "Локальная вычислительная сеть" в других словарях:
локальная вычислительная сеть - ЛВС Вычислительная сеть, охватывающая небольшую территорию и использующая ориентированные на эту территорию средства и методы передачи данных. Примечание Под небольшой территорией понимают здание, предприятие, учреждение [ГОСТ 24402 88] [ГОСТ… …
Локальная вычислительная сеть - соединяет две или более ЭВМ (возможно, разного типа), а также принтеры, сканеры, системы сигнализации (охранной, пожарной) и другое производственное оборудование или периферийные устройства, расположенные в пределах одного или нескольких соседних … Официальная терминология
Локальная вычислительная сеть - 15 Локальная вычислительная сеть Вычислительная сеть, охватывающая небольшую территорию и использующая ориентированные на эту территорию средства и методы передачи данных (ГОСТ 24402 88). Примечание Под небольшой территорией понимают здание,… …
Локальная вычислительная сеть - система электронно вычислительных машин, охватывающая небольшую территорию и использующая ориентированные на эту территорию средства и методы обмена данными между ЭВМ … Краткий толковый словарь по полиграфии
Локальная вычислительная сеть (ЛВС) - совокупность основных технических средств и систем, осуществляющих обмен информацией между собой и с другими информационными системами, в том числе с ЛВС, через определенные точки входа/выхода информации, которые являются границей ЛВС. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
локальная вычислительная сеть основной полосы частот - Локальная вычислительная сеть, в которой данные кодируются и передаются без модуляции несущей. [ГОСТ 29099 91] Тематики сети вычислительные EN baseband LAN … Справочник технического переводчика
локальная вычислительная сеть с бесконфликтным множественным доступом - — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом EN collision freelocal area network LAN … Справочник технического переводчика
Локальная вычислительная сеть основной полосы частот - 1. Локальная вычислительная сеть, в которой данные кодируются и передаются без модуляции несущей Употребляется в документе: ГОСТ 29099 91 Сети вычислительные локальные. Термины и определения … Телекоммуникационный словарь
корпоративная локальная вычислительная сеть, - 01.04.33 корпоративная локальная вычислительная сеть, корпоративная ЛВС : Вычислительная сеть, поддерживаемая пользователем, такая как Ethernet или беспроводная локальная вычислительная сеть. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
двухкабельная широкополосная локальная вычислительная сеть - Широкополосная локальная вычислительная сеть, которая использует отдельные кабели для прямого и обратного каналов. [ГОСТ 29099 91] Тематики сети вычислительные Обобщающие термины шинная сеть с маркерным доступом EN two cable broadband LAN … Справочник технического переводчика
ЛВС (локальная вычислительная сеть) - это система объединения различных телекоммуникационных устройств, расположенных как в непосредственной близости, так и удаленных. ЛВС может соединять в одну сеть несколько персональных компьютеров, серверов, принтеров, сканеров и т.д.
ЛВС (локальная вычислительная сеть) - это система объединения различных телекоммуникационных устройств, расположенных как в непосредственной близости, так и удаленных. ЛВС может соединять в одну сеть несколько персональных компьютеров, серверов, принтеров, сканеров и т.д.
Связь устройств осуществляется при помощи различных средств доступа: медный кабель (витая пара), оптоволоконный кабель или беспроводной канал связи.
Иногда в рамках одной локальной сети создают рабочие группы, объединяющие несколько устройств под общим названием.
Наиболее часто ЛВС используется для создания единого информационного пространства в различных государственных и коммерческих организациях. За работу локальной сети или определенной ее части отвечают сетевые администраторы. Они обеспечивают стабильную работу сети, настраивают оборудование и программное обеспечение.
Функции ЛВС
1.Обеспечение доступа к системам электронного документооборота и Интернету.
2. Обеспечения общего доступа и совместного использования файлами и папками сети.
3. Хранение, резервирование и защита данных.
4. Обеспечение доступа нескольких компьютеров к офисной технике, например, к принтеру или сканеру.
5. Объединение в сеть устройств, находящихся друг от друга на значительном удалении. Например, ЛВС может объединять географически рассредоточенные филиалы одной компании.
Связь устройств в ЛВС
Компьютеры между собой могут объединяться либо при помощи системы кабелей, так и беспроводным способом. В первом случае устройства связаны при помощи медных или оптоволоконных проводников и технологии пакетной передачи данных Ethernet.
Если же проводником выступает беспроводной радиоканал, то используются такие технологии как GPRS, Wi-Fi, Bluetooth. Одна локальная сеть может соединяться с другой посредством шлюзов, а также иметь доступ к глобальной сети Интернет.
Самыми популярными технологиями построения локальных сетей на сегодняшний день являются Wi-Fi и Ethernet. Для построения ЛВС используют такие устройства, как беспроводные точки доступа, маршрутизаторы, сетевые адаптеры, коммутаторы, модемы и т.д.
Свойства ЛВС
Во-первых, локальная вычислительная сеть позволяет подключать дополнительное оборудование, не изменяя программных и технических параметров всех сети. Во-вторых, при выходе из строя одного компьтера вся сеть продолжает работать, и доступ к нужной информации все равно можно получить. Таким образом, из-за технических неполадок одного устройства работа всего офиса не "встанет". Кроме того, благодаря ЛВС можно разграничивать уровень доступа к сетевым ресурсам отдельных устройств.
Структуры ЛВС
Под структурой ЛВС подразумевается способ соединения элементов сети. Вот основные виды таких соединений.
1. "Шина". Информация передается по единому линейному коммуникационному каналу. Данные доступны для всех рабочих станций сети.
2. "Звезда". При помощи коаксиального кабеля все элементы сети подключаются к одному концентрирующему устройству (хабу). Информация от одной рабочей станции поступает в хаб, а оттуда она становится общедоступной для всех остальных компьютеров.
3. "Кольцо". Компьтеры сети подключены друг к другу последовательно и замыкаются в кольцо. Информация проходит по кругу от первой рабочей станции к последней.
4. Древовидная структура представляет собой комбинацию двух или сразу всех вышеуказанных способов связи.
ЛВС - технология, обеспечивающая удобный и быстрый обмен информацией между несколькими устройствами. При помощи локальных сетей можно хранить, резервировать и защищать данные. Поэтому ЛВС есть сейчас практически во всех офисах фирм, банков и промышленных предприятий.
С помощью персонального компьютера пользователь может обмениваться с другими людьми различной информацией (документами, программами и т.п.). Для этого можно использовать дискеты, диски и накопители памяти. Не всегда перемещение носителя той или иной информации возможно между компьютерами, либо это может занять достаточно много времени. Необходимость в быстром доступе к информационным ресурсам, принтерам и другим устройствам привела к созданию компьютерных сетей.
Простая локальная сеть
Что такое локальная сеть? Это система, позволяющая объединить компьютеры, которые установлены на достаточно небольшом удалении друг от друга (например, в одном здании или помещении).
В локальную сеть объединяют компьютеры, установленные в кабинете информатики в школе, а также другие компьютеры и принтеры, находящиеся в других кабинетах.
Сети с сервером
В небольших сетях компьютеры, как правило, равноправны. Локальная сеть между компьютерами позволяет всем пользователям получать доступ к открытым документам и папкам. К тому же пользователи могут самостоятельно решать, на какие ресурсы компьютера открыть доступ для других пользователей данной сети (это могут быть принтеры, диски и т.д.). После получения доступа человек, работающий за другим компьютером локальной сети, сможет пользоваться ресурсами другого компьютера.
Основной недостаток таких сетей - это слабый уровень защиты информации от неразрешенного доступа.
Чтобы обеспечить максимальную информационную безопасность, один из компьютеров, работающих в локальной сети, может стать сервером, на котором будет храниться вся самая важная информация. Доступ к этим данным сможет установить только один человек - администратор.
Компьютеры, находящиеся в локальной сети, работающие на ОС Windows, находятся в папке «Сеть», а устройства с ОС Linux - в папке «Сетевые ресурсы». В Windows нажатие на значок «Сеть», находящийся на Рабочем столе, открывает папку с компьютерами, входящими в состав локальной сети.
В свою очередь, каждый из этих компьютеров тоже является папкой, которая содержит диски. Если к дискам, принтеру или папкам открыть доступ, то каждый пользователь сети сможет воспользоваться ими так же, как своими собственными. Он сможет копировать их, удалять и переименовывать, а также использовать принтер, печатая на нем документы.
Обеспечение локальных сетей
Что такое локальная сеть, и какое оборудование требуется для ее обеспечения? Все компьютеры и принтеры, подключенные к локальной сети, должны быть с сетевой платой. Ее основная функция - передача и получение различной информации из локальной сети. Сети бывают проводные и беспроводные.
Работает проводная локальная сеть через соединение сетевых плат компьютеров между собой при помощи витой пары. Беспроводные же сети используют в качестве основного сетевого устройства точку доступа. В таком случае на каждом компьютере нужно установить особую беспроводную сетевую плату типа Wi-Fi.
История создания локальных вычислительных сетей (ЛВС, LAN)
Разбирая вопрос о том, что такое локальная сеть, следует отметить, что изначально компьютерные сети были довольно небольшими. Они соединяли около 10 компьютеров и принтер. Технология, используемая для передачи данных в сети, ограничивала ее размеры, включая количество подключенных устройств и физическую длину сети. К примеру, в 1980-х годах самыми популярными были сети, не превышающие 30 компьютеров. Протяженность кабеля при этом была максимум 185 м.
Подобные сети можно было с легкостью расположить на одном этаже какого-то здания или небольшого учреждения. Некрупные фирмы знают, что такое локальная сеть и какие преимущества она может дать. Поэтому они и в настоящее время используют для своей работы подобную конфигурацию, поскольку она им отлично подходит.
Локальная вычислительная сеть (ЛВС)
Что такое Они представляют собой систему коммуникации, которая позволяет совместно пользоваться ресурсами подключенных компьютеров. Это могут быть принтеры, модемы, диски, CD-ROM и прочие устройства. Локальные вычислительные сети позволяют расположить устройства на значительном расстоянии друг от друга (до нескольких километров). Как правило, их соединяют скоростные линии связи, скорость обмена при этом составляет от 1-10 Мбит за секунду и более. Не исключено соединение компьютеров при помощи телефонных линий.
Создается такая локальная сеть между компьютерами какой-нибудь организации (компании, организации), поэтому ее чаще всего называют корпоративной. Компьютеры в этом случае располагаются в пределах помещения, здания либо соседнего строения.
Программное обеспечение компьютера выполняет 2 функции: управляет собственными ресурсами и обменивается ими с другими компьютерами.
Собственные ресурсы компьютера находятся в управлении операционной системы. Сетевое управление, в свою очередь, выполняет сетевое ПО.
2.1. Назначение ЛВС
Локальная вычислительная сеть (или LAN, Local Area Network) представляет собой соединение нескольких ПК с помощью соответствующего аппаратного и программного обеспечения. Слово “локальная” в этом названии означает, что все соединенные ПК выполняют задачи, как правило, в пределах одного здания или соседних зданий.
ЛВС нашли широкое применение в системах автоматизированного проектирования и технологической подготовки производства, системах управления производством и технологическими комплексами, в конторских системах, бортовых системах управления и т.д.
Основное назначение ЛВС:
· распределение данных (Data Sharing). Данные в сети хранятся на центральном ПК и могут быть доступны на рабочих станциях. Благодаря этому не надо на каждом рабочем месте иметь накопители для хранения одной и той же информации;
· распределение ресурсов (Resource Sharing). Периферийные (чаще всего дорогие) устройства могут быть доступны для всех пользователей сети. Такими устройствами могут быть, например, факс или лазерный принтер;
· распределение программ (Software Sharing). Все пользователи сети могут совместно иметь доступ к программам, которые были один раз централизованно установлены. Конечно, при этом должна работать сетевая версия соответствующих программ;
· электронная почта (Electronic Mail). Все пользователи сети могут интерактивно соединяться друг с другом, чтобы передавать или принимать сообщения.
2.2. Организация взаимодействия устройств в сети
Локальные вычислительные сети подразделяются на два кардинально различающихся класса: одноранговые (одноуровневые) сети и иерархические (многоуровневые).
2.2.1. Одноранговые сети
Подобные сети не имеют центрального ПК. Некоторые аппаратные средства (винчестеры, приводы CD-ROM) и прежде всего дорогие периферийные устройства (сканеры, принтеры и др.), подключенные к отдельным ПК, используются совместно на всех рабочих местах.
Каждый пользователь одноранговой сети являетсяадминистратором на своем ПК.
Достоинства одноранговой сети:
· низкая стоимость (используются все компьютеры, подключенные к сети, и умеренные цены на программное обеспечение для работы сети);
· высокая надежность (при выходе из строя одной рабочей станции доступ прекращается лишь к некоторой части информации).
Недостатки:
· работа сети эффективна только при количестве одновременно работающих станций не более 10;
· трудности организации эффективного управления взаимодействием рабочих станций и обеспечение секретности информации; трудности обновления и изменения ПО рабочих станций.
2.2.2. Иерархические сети
В иерархических сетях все задачи, связанные с хранением, обработкой данных, их представлением пользователям, выполняет центральный компьютер, называемый сервером.
Сервер (host-компьютер) – главный компьютер, управляющий работой сети.
Достоинства иерархических систем:
· отработанная технология обеспечения отказоустойчивости, сохранности данных;
· надежная система защиты информации и обеспечения секретности.
Недостатки:
· высокая стоимость аппаратного и программного обеспечения;
· высокие эксплуатационные расходы.
По организации взаимодействия принято выделять два типа иерархических систем:
·сеть с невыделенным сервером – сеть, где функции рабочей станции и сервера совмещены;
· сеть с выделенным сервером.
Сеть с выделенным сервером – здесь один из компьютеров выполняет функции хранения данных общего пользования, организации взаимодействия между рабочими станциями, выполнения сервисных услуг – сервер сети. На таком компьютере выполняется операционная система, и все разделяемые устройства (жесткие диски, принтеры, модемы и т.п.) подключаются к нему, производится хранение данных, печать заданий, удаленная обработка заданий. Рабочие станции взаимодействуют через сервер, поэтому логическую организацию такой сети можно представить топологией “звезда”, где центральное устройство – сервер.
Достоинства:
· выше скорость обработки данных (определяется быстродействием центрального компьютера, и на сервер устанавливается специальная сетевая операционная система, рассчитанная на обработку и выполнение запросов, поступивших одновременно от нескольких пользователей);
· обладает надежной системой защиты информации и обеспечения секретности;
· проще в управлении по сравнению с равноправными.
Недостатки:
· такая сеть дороже из-за отдельного компьютера под сервер;
· она является менее гибкой по сравнению с равноправной.
Сети с выделенным сервером являются более распространенными. Примеры сетевых операционных систем такого типа: LAN Server, IBM Corp., VINES, Banyan System Inc., NetWare, Novell Inc.
2.2.3. Технология совместного использования
Под ресурсами ПК будет пониматься любой из следующих элементов:
· логические диски, включая накопители на CD-ROM, DVD и другие аналогичные устройства;
· каталоги (папки) с подкаталогами (вложенными папками) или без них, а также содержащиеся в них файлы;
· подключенные к ПК устройства: принтеры, модемы и др.
Ресурс, доступный только с ПК, на котором он находится, называется локальным. Ресурс ПК, доступный для других компьютеров сети, называется разделяемым или сетевым (общим, совместно используемым). Локальный ресурс можно сделать разделяемым и, наоборот, разделяемому ресурсу можно вернуть статус локального, т. е. запретить доступ к нему других пользователей сети.
Создание разделяемых сетевых ресурсов и доступ к ним обеспечиваются специальными сетевыми операционными системами . Базовые сетевые возможности сетевых ОС позволяют с одного компьютера сети обрабатывать данные (вводить, редактировать, копировать, удалять, производить поиск), размещенные на другом.
Обычно используются один или несколько мощных ПК (выделенные серверы), которые предоставляют свои ресурсы для совместного использования в сети. Система коллективного доступа работает по принципу разделения времени работы главного компьютера.
В зависимости от используемых сетевых ресурсов в иерархических сетях различают серверы следующих типов.
Файловый сервер. В этом случае на сервере находятся совместно обрабатываемые файлы или (и) совместно используемые программы. При этом на рабочих станциях находится только небольшая (клиентская) часть программ, требующая незначительных ресурсов. Программы, допускающие такой режим работы, называются программами с возможностью инсталляции в сети. Требования к мощности сервера и пропускной способности сети при таком способе использования определяются количеством одновременно работающих рабочих станций и характером используемых программ.
Сервер баз данных. На сервере размещается база данных, которая может пополняться с различных рабочих станций или (и) выдавать информацию по запросам с рабочей станции. Возможны два принципиально различающихся режима обработки запросов с рабочей станции или редактирования записей в базе данных:
· с сервера последовательно пересылаются записи базы данных на рабочую станцию, где производится собственно фильтрация записей и отбор необходимых;
· сервер сам отбирает необходимые записи из БД (реализует запрос) и пересылает их на рабочую станцию.
Во втором случае снижаются нагрузка на сеть и требования к рабочим станциям, но резко возрастают требования к вычислительной мощности сервера. Тем не менее именно такой способ обработки запросов является наиболее эффективным. Указанный способ удовлетворения запросов с рабочих станций называется режимом клиент-сервер, его реализуют специальные средства работы с современными сетевыми базами данных. В системах клиент-сервер обработка данных разделена между двумя объектами: клиентом и сервером. Клиент – это задача, рабочая станция, пользователь. Он может сформировать запрос для сервера: считать файл, осуществить поиск записи и т.п. Сервер – это устройство или компьютер, выполняющий обработку запроса. Он отвечает за хранение данных, организацию доступа к этим данным и передачу данных клиенту.
Принт-сервер. К компьютеру небольшой мощности подключается достаточно производительный принтер, на котором может быть распечатана информация сразу с нескольких рабочих станций. Программное обеспечение организует очередь заданий на печать, а также идентифицирует отпечатанную информацию специальными страницами (закладками), которые разделяют печатные материалы различных пользователей.
Почтовый сервер. На сервере хранится информация, отправляемая и получаемая как по локальной сети, так и извне (например, по модему). В любое удобное для него время пользователь может просмотреть поступившую на его имя информацию или отправить через почтовый сервер свою информацию.
2.3. Топологии
По топологии ЛВС делятся на: общую шину, кольцо, звезду и др.
Топология “звезда”
Звездообразная топология сети – разновидность сети, где каждый терминал соединен с центральной станцией (рис. 2.1).
Эта топология взята из области больших электронных вычислительных машин. Здесь файловый сервер находится в “центре”.
Достоинства:
· повреждение кабеля является проблемой для одного конкретного компьютера и в целом не сказывается на работе сети;
· просто выполняется подключение, так как рабочая станция должна соединяться только с сервером;
· механизмы защиты против несанкционированного доступа оптимальны;
· высокая скорость передачи данных от рабочей станции к серверу, так как оба ПК непосредственно соединены друг с другом.
Недостатки:
· в то время как передача данных от рабочей станции к серверу (и обратно) происходит быстро, скорость передачи данных между отдельными рабочими станциями мала;
· мощность всей сети зависит от возможностей сервера – если он недостаточно оснащен или плохо сконфигурирован, то будет являться тормозом для всей системы;
· невозможна коммуникация между отдельными рабочими станциями без помощи сервера.
Топология с сервером в центре практически реализуется через подключение рабочих станций и сервера к концентратору (хабу). Наличие хаба исключает необходимость использования на сервере множества сетевых адаптеров.
Рис. 2.1. Топология типа “звезда”
Кольцевая топология
Сеть типа “кольцо” – разновидность сети, в которой каждый терминал подключен к двум другим соседним терминалам кольца (рис. 2.2).
В этом случае все рабочие станции и сервер соединены друг с другом в кольцо, по которому посылается информация, снабженная адресом получателя. Рабочие станции анализируют адрес посланного сообщения и, если адрес получателя совпадает с адресом станции, получают соответствующие данные.
Достоинство:
·рабочие станции могут коммутироваться друг с другом без помощи сервера.
Недостатки:
·время передачи данных увеличивается пропорционально числу соединенных в кольцо компьютеров;
·каждая рабочая станция причастна к передаче данных, выход из строя одной станции может парализовать всю сеть, если не используются специальные переходные соединения;
·при подключении новых рабочих станций сеть должна быть кратковременно выключена.
Шинная топология
Такая сеть похожа на центральную линию, к которой подключены сервер и отдельные рабочие станции (рис. 2.3). Шинная топологии имела широкое распространение в прежние годы, что можно объяснить небольшими потребностями в кабеле.
Достоинства:
· небольшие затраты на кабели;
· рабочие станции в любой момент времени могут быть установлены или отключены без прерывания работы всей сети;
· рабочие станции могут коммутироваться друг с другом без помощи сервера.
Недостатки:
· при обрыве кабеля выходит из строя весь участок сети от места разрыва;
· возможность несанкционированного подключения к сети, поскольку для увеличения числа рабочих станций нет необходимости в прерывании работы сети.
Комбинированная структура ЛВС
Наряду с известными топологиями вычислительных сетей кольцо, звезда и шина, на практике применяется и комбинированная. Она образуется в основном в виде комбинаций вышеназванных топологий вычислительных сетей (рис. 2.4).
Вычислительные сети с комбинированной структурой применяются там, где невозможно непосредственное применение базовых сетевых структур в чистом виде, или в случае объединения локальных сетей с их архитектурой в более крупную сеть. Для подключения большого числа рабочих станций применяют сетевые усилители и/или коммутаторы. Коммутатор, обладающий одновременно и функциями усилителя, называют активным концентратором.
Пассивный концентратор обычно используют как разветвитель. Он не нуждается в усилителе. Предпосылкой для подключения пассивного концентратора является то, что максимально возможное расстояние до рабочей станции не должно превышать нескольких десятков метров.
2.4. Компоненты ЛВС
Основой для организации локальной сети являются обычные ПК, подключаемые в сеть с помощью карты расширения сетевого адаптера (сетевой карты). Сетевые карты должны конфигурироваться. В больших сетях для решения специальных задач могут выделяться отдельные ПК, например сервер печати для подготовки и управления принтером или коммуникационный сервер для связи с модемами и так далее. Для организации доступа к этим компонентам ЛВС необходимо разграничить пользователей или группы пользователей и назначить им соответствующие права доступа к ресурсам сети.
2.4.1. Сервер
Серверу в иерархических (централизованных) сетях принадлежит центральная роль. Следовательно, он должен быть и хорошо оснащен. Его оснащение зависит от числа подключенных рабочих станций.
Более старые версии сетей предлагали возможности использования сервера в невыделенном режиме (non dedicated). В этом случае сервер функционирует не только как центральный ПК, но может использоваться и как обычная рабочая станция. Это выгодно в смысле цены, так как экономится одна рабочая станция, но из-за сервера, “отвлеченного” на решение задач пользователя, испытывает затруднения вся сеть, поэтому рекомендуется использовать сервер только в выделенном режиме (dedicated).
2.4.2. Рабочая станция
Рабочая станция – персональный компьютер, работающий под управлением собственной дисковой операционной системы. Однако в отличие от автономного персонального компьютера рабочая станция содержит плату сетевого интерфейса и физически соединена кабелем с сервером. Кроме того, рабочая станция должна иметь сетевую операционную систему или специальную программу, называемую оболочкой сети, при использовании несетевой ОС, которая позволяет ей обмениваться информацией с сервером, другими рабочими станциями и прочими устройствами сети. Оболочка позволяет рабочей станции использовать файлы и программы, хранящиеся на сервере.
Оснащение отдельных рабочих станций внутри сети очень сильно зависит от оснащения сервера. Если сервер обладает мощными ресурсами, то рабочие станции могут оснащаться оборудованием в меньшей степени.
В одноранговой сети, в которой отсутствует сервер, ресурсы сети существенным образом зависят от ресурсов рабочих станций. Здесь чем лучше отдельные станции, тем лучше распределение ресурсов внутри всей сети. Дорогие периферийные устройства, такие как сканер, модем, сменные жесткие диски и так далее, необходимо устанавливать лишь на одной рабочей станции, таккак в сети ресурсы доступны всем пользователям.
2.4.3. Сетевые карты
Сетевая карта устанавливается в один из свободных слотов материнской платы. Сетевые карты являются посредниками между ПК и сетью и передают сетевые данные по системе шин к ЦП и ОЗУ сервера или рабочей станции.
Сетевая карта оборудована собственным процессором и памятью. На внешней стороне карты имеются разъемы для подключения кабелей.
В качестве стандартной сетевой карты обычно используется продукция фирмы Novell, поэтому наиболее распространенными сейчас являются сетевые карты, совместимые с NE2000 (Novell Ethernet). Драйверы для них включаются в дистрибутивы практически всех сетевых операционных систем. Отдельные стандарты отличаются в первую очередь скоростью передачи данных. Скорость передачи данных – количество битов, передаваемых в единицу времени, 1 бод = 1 бит в секунду.
В зависимости от используемой технологии и сетевой карты максимальная скорость передачи данных в сети может составлять 10, 100, 1000 Мбит/с.
2.4.4. Сетевые операционные системы
Сетевая операционная система необходима для управления потоками сообщений между рабочими станциями и серверами. Она может позволить любой рабочей станции работать с разделяемым сетевым диском или принтером, которые физически не подключены к этой станции. Структура сетевой ОС отличается от структуры ОС ПК, не работающего в сети.
В сетевой операционной системе отдельной машины можно выделить несколько частей (рис. 2.5) и определить назначение каждой из них следующим образом.
·Средства управления локальными ресурсами компьютера: функции распределения оперативной памяти между процессами, планирования и диспетчеризации процессов, управления процессорами в мультипроцессорных машинах, управления периферийными устройствами и другие функции управления ресурсами локальных ОС.
·Средства предоставления собственных ресурсов и услуг в общее пользование – серверная часть ОС (сервер). Эти средства обеспечивают, например, блокировку файлов и записей, что необходимо для их совместного использования; ведение справочников имен сетевых ресурсов; обработку запросов удаленного доступа к собственной файловой системе и базе данных; управление очередями запросов удаленных пользователей к своим периферийным устройствам.
· Средства запроса доступа к удаленным ресурсам и услугам и их использования – клиентская часть ОС (редиректор). Эта часть выполняет распознавание и перенаправление в сеть запросов к удаленным ресурсам от приложений и пользователей, при этом запрос поступает от приложения в локальной форме, а передается в сеть в другой форме, соответствующей требованиям сервера. Клиентская часть также осуществляет прием ответов от серверов и преобразование их в локальный формат.
·Коммуникационные средства ОС, с помощью которых происходит обмен сообщениями в сети. Эта часть обеспечивает адресацию и буферизацию сообщений, выбор маршрута передачи сообщения по сети, надежность передачи и т.п., то есть является средством транспортировки сообщений.
Основное направление развития современных сетевых операционных систем (Network Operation System – NOS) – перенос вычислительных операций на рабочие станции, создание систем с распределенной обработкой данных. Это в первую очередь связано с ростом вычислительных возможностей персональных компьютеров и все более активным внедрением мощных многозадачных операционных
систем: UNIX, Windows NТ, Windows 2000, NetWare и т.д. Кроме того, внедрение объектно-ориентированных технологий (ОLЕ, DСЕ, IDAPI) позволяет упростить организацию распределенной обработки данных. В такой ситуации основной задачей NOS становится объединение неравноценных операционных систем рабочих станций и обеспечение транспортного уровня для широкого круга задач: обработка баз данных, передача сообщений, управление распределенными ресурсами сети.
ОС Unix
UNIX представляет собой невероятно мощную, гибкую и динамичную операционную систему, которая в состоянии обрабатывать практически любую предложенную пользователем задачу. Любовь к ней системных администраторов и программистов объясняется широким набором предлагаемых средств, с помощью которых можно решить большинство проблем, возникающих при работе с информационными технологиями. К преимуществам UNIX относятся мощность работы, стабильность и надежность, полная автоматизация, а также поддержка множества популярных (и не очень популярных) языков программирования.
Эта операционная система не только использует феноменально эффективный метод обработки стандартных сетевых запросов, но также предлагает оптимальные решения для работы с Internet, включая доступ к ресурсам Web, Telnet, FTP, базам данным и т.п. Поскольку система UNIX создавалась специально для обработки больших массивов данных и полной интеграции с сетевой средой, она почти всегда превосходит по быстродействию любую другую комбинацию аппаратного и программного обеспечения.
Тремя областями, в которых проявляется уникальность этой операционной системы, являются работа в закрытой сети TCP/IP, предоставление услуг Internet или корпоративной сети, а также управление базами данных.
Прародитель сетевых операционных систем, система UNIX, имеет несколько “потомков” и разновидностей. ОС Linux представляет собой версию UNIX, адаптированную для процессоров Intel.
ОС NetWare фирмы Novell
Novell была одной из первых компаний, которые начали создавать ЛВС. Она производила как аппаратные средства, так и программные, однако в последнее время фирма Novell сконцентрировала усилия на программных средствах ЛВС.
Файловый сервер в NetWare является обычным ПК, сетевая ОС которого осуществляет управление работой ЛВС. Функции управления включают координацию рабочих станций и регулирование процесса разделения файлов и принтера в ЛВС. Сетевые файлы всех рабочих станций хранятся на жестком диске файлового сервера, а не на дисках рабочих станций.
ОС NetWare позволяет манипулировать файлами и директориями различными способами. Можно копировать, уничтожать, переименовывать, записывать, распечатывать и разделять файлы в ЛВС. Есть также определённая система прав доступа к файлам и директориям.
Как файлы, так и директории на сервере в ЛВС под управлением ОС NetWare имеют атрибуты. Эти атрибуты могут отменять права, предоставленные пользователям в ЛВС. Файлы в ОС NetWare наряду с атрибутами “только для чтения”, “скрытый” и “архивный” могут дополнительно иметь атрибут “неразделяемый” и “разделяемый” (он указывает на возможность разделения файла в ЛВС многими пользователями одновременно).
ОС Windows NT и Windows 2000 фирмы Microsoft
ОС Windows NT является 32-разрядной операционной системой.
Первоначально Windows NT существовала в двух версиях: Windows NT Advanced Server устанавливалась на серверах сети NT, a Windows NT Workstation представляла собой мощную настольную операционную систему с функциональными возможностями.
Хотя ее архитектура и строение производили впечатление, для Windows NT был необходим большой объем памяти, да и работала она достаточно медленно. Еще одной причиной этого недоверия являлась слабая аппаратная поддержка: производители оборудования не успели написать драйверы для нового программного продукта. Лишь после выхода следующей версии NT стала силой, с которой приходилось считаться.
Следующая версия Windows NT, предназначенная для использования на серверах, была переименована в Windows NT Server. Высокая производительность и улучшенная поддержка приложений, а также новая доменная структура NT сделали ее одной из самых популярных операционных систем.
Windows NT 4.0 объединяла в себе улучшенную интеграцию с Internet и корпоративными сетями, повышенную производительность, отличную совместимость с другими операционными системами компании Microsoft и новый интерфейс Windows Explorer.
Windows 2000 является новой версией операционной системы Windows NT. Windows 2000 призвана стать наиболее широко распространенной операционной системой для настольных компьютеров благодаря простоте работы с системой, сохраненным достоинствам предшественницы Windows NT и привнесенным в нее лучшим качествам Windows 98.
При создании Windows 2000 Microsoft ставила своей задачей получить систему, максимально приближенную к пользователю. Стандартные элементы интерфейса стали интуитивно понятными, упрощена настройка системы, в систему встроены эффективные средства для работы с Интернетом. Кроме того, благодаря более экономичному режиму использования батарей, автономной работе с документами, повышенной защищенности информации из-за шифрующей файловой системы Windows 2000 ориентирована на работу с мобильными компьютерами.
В Windows 2000 привнесены удачные решения, реализованные в Windows 98. Новая система поддерживает как 32-разрядные, так и 16-разрядные приложения Windows и DOS и имеет расширенный список совместимых аппаратных устройств. Система имеет развитые средства удаленного администрирования, установки и удаления программ.
2.4.5. Кабели
В сети данные циркулируют по кабелям, соединяющим отдельные компьютеры различным образом. Большинство сбоев и ошибок внутри сети происходит из-за некачественного или дефектного кабеля или кабельного разъема. В зависимости от топологии поиск неисправности может быть весьма трудоемок.
Витая пара – относительно дешевая разновидность передающей линии, представляющая собой два провода, перекрученных друг с другом с определенным шагом. Скручивание проводов между собой увеличивает проводимость и уменьшает влияние электромагнитных полей.
Этот кабель может быть экранированным и неэкранированным. Экранированный более устойчив к электромагнитным помехам. Однако на практике чаще используется неэкранированный кабель, так как такой тип кабеля применяется для разводки телефонных линий и дешевле экранированного. Используется при скоростях передачи 10, 100, 1000 Мбит/с. Недостатками данного кабеля являются высокий коэффициент затухания сигнала и высокая чувствительность к электромагнитным помехам, поэтому максимальное расстояние между активными устройствами в ЛВС при использовании витой пары до 100 метров.
Коаксиальный кабель – кабель, состоящий из одного центрального проводника, заключенного в изолятор, поверх которого расположен другой проводник.
Этот кабель может использоваться в двух различных системах передачи данных: без модуляции сигнала и с модуляцией. В первом случае цифровой сигнал используется в таком виде, в каком он поступает из ПК и сразу же передается по кабелю на приемную станцию. Для скорости передачи 10 Мбит/с длина тонкого кабеля – до 180 м, а толстого – до 500 м. Во втором случае цифровой сигнал превращают в аналоговый и направляют его на приемную станцию, где он снова превращается в цифровой. Операция превращения сигнала выполняется модемом; каждая станция должна иметь свой модем. Этот способ передачи является многоканальным (обеспечивает передачу по десяткам каналов, используя для этого всего лишь один кабель). Длина кабеля может достигать до 50 км. Передача сигнала с модуляцией более дорогостоящая, чем без модуляции. Поэтому наиболее эффективно его использование при передаче данных между крупными предприятиями.
Оптоволоконный кабель является перспективной технологией, используемой в ЛВС. Носителем информации является световой луч, который модулируется сетью и принимает форму сигнала. Такая система устойчива к внешним электрическим помехам и таким образом возможна очень быстрая и безошибочная передача данных (до 2 Гбит/с), при этом обеспечивается секретность передаваемой информации. Количество каналов в таких кабелях огромно. Передача данных выполняется только в симплексном режиме, поэтому для организации обмена данными устройства необходимо соединять двумя оптическими волокнами (на практике оптоволоконный кабель всегда имеет четное, парное количество волокон). К недостаткам можно отнести большую стоимость, а также сложность подсоединения.
2.4.6. Сетевое оборудование ЛВС
Рассмотрим подробнее оборудование, используемое в локальных сетях.
Концентраторы . Эти устройства, позволяющие перенаправлять информацию одной или более ветвям, удобны для формирования сети произвольной топологии. Выпускается ряд типов концентраторов, они отличаются по количеству, типу и длине подключаемых кабелей и могут автоматически управлять подсоединенными сегментами (включать и выключать их в случае обнаружения сбоев и обрывов).
Приемопередатчики (трансиверы) – это устройства, предназначенные для приема пакетов от контроллера рабочих станций сети и передачи их в сеть.
Повторители (repeater) – устройства для восстановления и усиления сигналов в сети, служащие для увеличения ее длины. С помощью этих устройств можно объединить несколько сегментов сети с шинной топологией, увеличивая таким образом общую протяженность сети.
Мосты. Мосты используются для соединения в основном идентичных сетей, имеющих некоторые физические различия.
Шлюзы (gateway) – устройства (компьютер), служащие для объединения сетей с совершенно различными протоколами обмена. Шлюзы выполняют протокольное преобразование для сети, в частности преобразование сообщения из одного формата в другой илииз одной системы кодирования в другую.
Маршрутизаторы (роутеры) . Эти устройства устанавливают соединение в сети. Они обеспечивают достаточно сложный уровень сервиса, так как могут выполнять “интеллектуальные” функции: выбор наилучшего маршрута для передачи сообщения, адресованного другой сети; управление балансированной нагрузкой в сети путем равномерного распределения потоков данных; защиту данных; буферизацию передаваемых данных; различные протокольные преобразования. Такие возможности маршрутизаторов особенно важны при построении базовых сетей крупных организаций.
Модемы и факс-модемы. Факс-модемы, в отличие от модемов, обеспечивают скоростную передачу данных только в одном направлении и используют свои собственные стандарты. Они лучше справляются с передачей информации, чем с приемом. В настоящее время выпускаются и комбинированные модемы (модем данных/факс-модем).
2.4.7. Технология Ethernet
Технология Ethernet стала базой спецификации IEEE 802.3, которая была опубликована в 1980 году. Вскоре после этого компании DEC, Intel и Xerox совместно разработали и приняли вторую версию спецификации Ethernet, совместимую с IEEE 802.3. В настоящее время термин Ethernet чаще всего используют для описания всех локальных сетей, работающих в соответствии с конкурентными принципами доступа к каналу передачи данных CSMA/CD – множественного доступа с контролем несущей и обнаружением коллизий, что соответствует спецификации Ethernet IEEE 802.3.
Чаще всего при построении локальных сетей на основе этой технологии оптический кабель используется для формирования магистрали сети, в то время как витая пара применяется для подключения станций и серверов.
Приведем основные спецификации Ethernet.
· 10Base2 – стандарт сегмента сети Ethernet на тонком коаксиальном кабеле. Обеспечивает скорость передачи 10 Мбит/с и использует тонкий, гибкий коаксиальный кабель RG-58A/U, обычно диаметром 0,2 дюйма со скрученным внутренним проводником. Этот стандарт известен как “тонкий Ethernet”.
· 10Base5 – стандарт сегмента сети Ethernet на толстом коаксиальном кабеле. Как и первая версия Ethernet, эта спецификация в качестве среды передачи предусматривает толстый коаксиальный кабель. Из-за этого спецификацию называют “толстым Ethernet”. Каждый коаксиальный кабель в сети образует отдельный сегмент.
·10BaseT – стандарт сегмента сети Ethernet на витой паре. Эта разновидность Ethernet получила наибольшее распространение. Спецификация 10BaseT предусматривает проводку из неэкранированного кабеля с витыми парами, обычно называемыми UTP (Unshielded Twisted Pair), но использует только две из четырех пар проводников типичного кабеля Категории 3 (одна пара передает данные, в то время как другая предназначена для приема данных). В противоположность проводкам 10Base2 и 10Base5, 10BaseT использует топологию звезды, в которой каждый узел соединен с центральным концентратором или многопортовым повторителем (эта топология хорошо совмещается с расположением проводки, имеющейся в большинстве зданий). Применение дешевых кабелей UTP является одним из основных преимуществ l0BaseT по сравнению со спецификациями 10Base2 и 10Base5.
· 10BaseFX – стандарт сегмента сети Ethernet на оптоволоконном кабеле. Применение оптоволоконной технологии приводит к высокой стоимости комплектующих. Однако нечувствительность к электромагнитным помехам позволяет использовать спецификацию в особо ответственных случаях и для связи далеко расположенных друг от друга объектов.
Каждая из разновидностей Ethernet предусматривает те или иные ограничения на протяженность сегмента кабеля. Для создания более протяженной сети несколько кабелей могут соединяться с помощью повторителей. С точки зрения программного обеспечения последовательность кабельных сегментов, связанных повторителями, ничем не отличается от единого кабеля. Сеть может содержать несколько сегментов кабеля и несколько повторителей.
Fast Ethernet – высокоскоростная разновидность сети Ethernet, обеспечивающая скорость передачи 100 Мбит/с. Fast Ethernet целесообразно применять в тех организациях, которые широко использовали классический Ethernet, но сегодня испытывают потребность в увеличении пропускной способности. При этом сохраняется весь накопленный опыт работы с Ethernet и, частично, сетевая инфраструктура. Основная область использования Fast Ethernet сегодня – это сети рабочих групп и отделов.