Za ich pomocą użytkownicy mogą pracować z tymi samymi zasobami, programami, danymi, nie ruszając się z własnego miejsca pracy.

Co to jest LAN?

Najpopularniejszym rodzajem sieci jest sieć lokalna

LAN to sieć komputerowa łącząca lokalne maszyny użytkowników znajdujących się w pewnej odległości od siebie. Choć zasięg takiej sieci sięga kilku kilometrów, to najczęściej wykorzystuje się ją do łączenia komputerów na niewielką odległość. Z reguły są to maszyny robocze jednego przedsiębiorstwa lub domowe komputery osobiste.

Konfiguracja sieci LAN

W zależności od konfiguracji można wyróżnić sieci lokalne z kontrolą serwera i bez niej (peer-to-peer).

Sieci lokalne typu peer-to-peer

W takich sieciach wszystkie komputery mają podobne właściwości techniczne. Sieć LAN typu peer-to-peer to sieć lokalna, w której każda stacja robocza może wykonywać wszystkie dostępne funkcje zarówno klienta, jak i serwera. Aby efektywnie rozłożyć obciążenie w takiej sieci LAN, liczba uczestniczących komputerów nie może być większa niż 10. W przeciwnym razie ucierpi wydajność całej sieci.

Sieci kontrolowane przez serwer (wielopoziomowe)

W takich sieciach LAN jeden z komputerów ma lepszą wydajność, pojemność pamięci i inne wskaźniki. Taki PC jest przypisany do sieci LAN - są to komputery charakteryzujące się dużą wydajnością i dużą ilością pamięci w porównaniu z lokalnymi maszynami użytkownika. To on zapewnia interakcję innych komputerów w sieci, przechowuje publicznie dostępne pliki i organizuje dostęp do nich, przekazuje dane klientowi w postaci informacji do przetworzenia lub wyniku końcowego. Sieci LAN, w których serwer jest używany wyłącznie do hostowania współdzielonych danych, nazywane są sieciami dedykowanych serwerów plików. Oprócz takich systemów istnieją sieci LAN, w których serwer również wykonuje pracę, a klient otrzymuje jedynie wynik. Są to tak zwane systemy klient-serwer.

Topologia sieci LAN

Wszystkie komputery w sieci są ze sobą fizycznie połączone. Topologia sieci LAN to sposób łączenia komputerów lokalnych. Obecnie sieci lokalne wykorzystują metody połączeń, takie jak magistrala, gwiazda i pierścień.

Topologia magistrali

W sieci LAN, której instalacja jest zaplanowana według tej topologii, podczas montażu wykorzystuje się pojedynczy kabel, do którego podłączane są lokalne komputery użytkowników. W ten sposób informacje z jednej maszyny przechodzą przez wszystkie pozostałe. Stacja robocza, do której adresowane są dane, wybiera niezbędne informacje z ogólnego strumienia.

Zalety topologii magistrali LAN:

• awaria w działaniu jednego z komputerów lokalnych nie ma wpływu na działanie innych komputerów i sieci jako całości;
• stosunkowo prosta konfiguracja i projekt sieci LAN;
• stosunkowo niski koszt materiałów eksploatacyjnych (przy krótkim zasięgu, na przykład w ramach jednej organizacji).

Wady topologii:

• uszkodzenie kabla blokuje działanie sieci jako całości;
• ograniczony zasięg i mała liczba użytkowników;
• stosunkowo niska wydajność (w zależności od liczby komputerów w sieci).

Topologia gwiazdy

Topologia tego typu obejmuje interakcję komputerów lokalnych za pośrednictwem sprzętu sieciowego (koncentratora lub koncentratora), co zapewnia równoległe połączenie pracujących maszyn. Każda stacja połączona jest z urządzeniem centralnym poprzez kartę sieciową za pomocą osobnego kabla. Podobnie jak w poprzednim typie topologii, dane wychodzące są dostępne dla wszystkich komputerów w sieci i są akceptowane tylko przez użytkownika, dla którego są przeznaczone.

Zalety topologii:

• łatwość zorganizowania nowego miejsca pracy;
• wysoka wydajność;
• szybkie rozwiązywanie problemów lub uszkodzenie kabla;
• Na działanie sieci nie mają wpływu awarie poszczególnych komputerów lokalnych.

Wady topologii:

• awaria urządzenia centralnego powoduje zatrzymanie pracy całej sieci;
• liczba użytkowników ograniczona jest liczbą portów na urządzeniu centralnym;
• nieekonomiczne zużycie kabla;
• koszt zakupu koncentratora (lub innego sprzętu sieciowego).

Topologia pierścienia

Sieć LAN, instalowana według zasad tego typu topologii, składa się z pracujących maszyn połączonych szeregowo, tworząc pierścień. Dane w tym przypadku przechodzą z jednego komputera na drugi i zatrzymują się na tym, do którego są adresowane.

Zalety topologii pierścienia:

• nie ma kosztów sprzętu sieciowego (koncentrator, router);
• możliwość przesyłania informacji przez kilka komputerów jednocześnie.

Wady topologii:

• wydajność całej sieci zależy od wydajności każdego komputera;
• w przypadku zerwania kabla lub awarii jednego komputera funkcjonalność całej sieci zostaje zablokowana;
• złożoność instalacji i konfiguracji;
• organizacja nowego miejsca pracy chwilowo paraliżuje pracę sieci LAN.

Topologia „pierścieniowa” praktycznie nie jest stosowana w praktyce ze względu na jej ogólną zawodność, ale podlega różnym modyfikacjom.

Obecnie prawie żadna organizacja nie może obejść się bez sieci LAN. Sieci o topologii gwiazdy są bardziej powszechne ze względu na ich niezawodność i odporność na awarie. Wręcz przeciwnie, „pierścień” topologii sieci LAN nie spełnia nowoczesnych standardów wydajności i bezpieczeństwa. Jednak ogólnie rzecz biorąc, sieci LAN stały się częścią naszego życia i przyczyniają się do wydajności każdego przedsiębiorstwa.

Już sama nazwa Sieć Lokalna zawiera w sobie przeznaczenie, funkcje i ograniczenia systemu. Rozłóżmy nazwę na elementy składowe. Lokalny, wywodzące się z języka angielskiego słowo lokalny – lokalny, czyli sieć jest powiązana z konkretnym położeniem geograficznym i posiada ograniczenia terytorialne, przetwarzanie danych, wiąże się ze składem sieci (sprzęt komputerowy, oprogramowanie) i jej przeznaczeniem, internet– oznacza integrację sprzętu komputerowego i oprogramowania na określonym terytorium (lokalnym) w sieć (za pomocą kabli).

W ten sposób możemy sformułować definicję sieci lokalnej (LAN) – systemu wzajemnie połączonych zasobów obliczeniowych (komputerów, serwerów, routerów, oprogramowania itp.), rozproszonych na stosunkowo niewielkim obszarze (biuro lub grupa budynków) , służące do odbioru, przesyłania, przechowywania i przetwarzania różnego rodzaju informacji.

Różne sieci lokalne mogą działać osobno lub być ze sobą połączone za pomocą środków komunikacji, na przykład w przedsiębiorstwach posiadających sieć oddziałów w różnych miastach. Dzięki temu połączeniu użytkownik może wchodzić w interakcję z innymi stacjami roboczymi podłączonymi do tej sieci lokalnej. Istnieją sieci lokalne, których węzły są geograficznie rozdzielone na odległościach przekraczających 12 500 km (stacje kosmiczne i centra orbitalne), ale nadal są klasyfikowane jako lokalne.

Celem sieci LAN jest zapewnienie współdzielonego i jednoczesnego dostępu określonej grupy osób do danych, programów i sprzętu (komputery, drukarki, plotery, urządzenia przechowujące i przetwarzające pliki i bazy danych) oraz przesyłania danych (grafika elektroniczna, edytory tekstu, poczta elektroniczna, dostęp do zdalnych baz danych, cyfrowa transmisja mowy).

Przykładowo: menadżer przyjmuje zamówienie i wprowadza je do komputera, następnie zamówienie trafia do działu księgowości i tam jednocześnie generowana jest faktura, informacja może zostać przesłana do działu prawnego w celu zawarcia umowy;

Charakterystyka sieci LAN:

• Kanały o dużej szybkości (1-400 Mbit/s), których właścicielem jest głównie jeden użytkownik;
• Odległość pomiędzy stanowiskami pracy podłączonymi do sieci lokalnej wynosi zazwyczaj od kilkuset do kilku tysięcy metrów;
• Przesyłanie danych pomiędzy komputerowymi stacjami użytkowników;
• Decentralizacja urządzeń końcowych, które wykorzystują mikroprocesory, wyświetlacze, urządzenia kasowe itp.
• Przesyłanie danych do abonentów podłączonych do sieci za pomocą wspólnego kabla;

Główne funkcje sieci LAN to:

• Zapewnianie jednoczesnego dostępu do sprzętu, oprogramowania i informacji zintegrowanych w sieć;
• Minimalizowanie ryzyka nieuprawnionego dostępu do informacji i zasobów sieciowych;
• Ograniczenie dostępu do informacji i zasobów sieciowych;
• Zapewnienie szybkiej i poufnej wymiany oraz jednoczesnej pracy z informacjami dla określonego kręgu osób;
• Kontrola nad przepływem informacji, w tym przychodzącej i wychodzącej;
• Wydzielenie funkcji kontrolnych i osób odpowiedzialnych w każdym węźle (za każdy węzeł odpowiedzialny jest administrator systemu, realizujący funkcje utrzymaniowe i z reguły kontrolne);
• Optymalizacja kosztów oprogramowania i sprzętu ze względu na ich wspólne wykorzystanie (np. jedna drukarka dla kilku działów itp.)

W wyniku wykorzystania sieci LAN dochodzi do łączenia komputerów osobistych znajdujących się w wielu odległych miejscach pracy. Miejsca pracy pracowników przestają być izolowane i łączą się w jeden system, który ma swoją specyfikę zalety:

• Możliwość zdalnego dostępu do sprzętu, oprogramowania i informacji;
• Optymalizacja zasobów procesora;
• Mniejsza liczba i intensywność błędów w porównaniu do sieci opartej na kanałach telefonicznych;
• Przepustowość jest większa niż w sieci globalnej;
• Możliwość rekonfiguracji i rozbudowy poprzez podłączenie nowych terminali

Obszar zastosowań sieci lokalne są bardzo szerokie, obecnie takie systemy znajdują się prawie w każdym biurze (na przykład jedna drukarka jest zainstalowana na kilku komputerach lub kilka komputerów korzysta z tego samego oprogramowania, na przykład 1C: Księgowość itp.). Z każdym dniem przepływ informacji staje się większy, wykorzystywane oprogramowanie jest bardziej złożone i funkcjonalne, a geografia działalności organizacji się poszerza. Korzystanie z narzędzi LAN staje się nie tylko pożądane, ale konieczne do pomyślnego działania i rozwoju biznesu, nauki, szkolenia studentów, uczniów, szkolenia i przekwalifikowania specjalistów, realizacji programów i funkcji rządowych itp.

Struktura funkcjonowania sieci.

Strukturę sieci lokalnej określa zasada zarządzania i rodzaj komunikacji; często opiera się ona na strukturze obsługiwanej organizacji. Stosowane są rodzaje topologii: magistrala, pierścień, promieniowa, drzewo. Najpopularniejsze są dwa pierwsze typy, ze względu na efektywne wykorzystanie kanałów komunikacji, łatwość zarządzania, elastyczne możliwości rozbudowy i zmiany.

Topologia magistrali– wszystkie komputery łączone są w łańcuch poprzez podłączenie do odcinka kabla szkieletowego (maszyny), na jego końcach umieszczone są „terminatory” w celu tłumienia sygnału propagującego w obu kierunkach. Komputery w sieci są połączone kablem koncentrycznym z trójnikiem. Przepustowość sieci wynosi 10 Mbit/s, co nie jest wystarczające dla nowoczesnych aplikacji aktywnie korzystających z danych wideo i multimedialnych. Zaletą tej topologii jest niski koszt okablowania i unifikacja połączeń.

Topologia magistrali jest pasywna. Awaria jednego komputera nie ma wpływu na funkcjonalność sieci. Uszkodzenie głównego kabla (szyny) powoduje odbicia sygnału i cała sieć przestaje działać. Wyłączenie, a zwłaszcza podłączenie do takiej sieci wymaga przerwy w magistrali, co zakłóca obieg informacji i powoduje zawieszenie systemu.

Topologia drzewa– bardziej rozwinięta konfiguracja typu „bus”. Kilka prostych magistrali jest podłączonych do wspólnej magistrali szkieletowej poprzez aktywne wzmacniaki lub pasywne mnożniki.

Topologia gwiazdy(gwiazda) - jest najszybszą ze wszystkich topologii; informacje pomiędzy peryferyjnymi stacjami roboczymi przechodzą przez centralny węzeł sieci komputerowej. Centralny węzeł kontrolny – serwer plików może wdrożyć optymalny mechanizm ochrony przed nieuprawnionym dostępem do informacji. Z jej centrum można sterować całą siecią komputerową.

Okablowanie jest dość proste, ponieważ każda stacja robocza jest podłączona tylko do centralnego koncentratora. Koszty okablowania są dość wysokie, zwłaszcza gdy węzeł centralny nie jest geograficznie zlokalizowany w centrum topologii. Przy rozbudowie sieci komputerowych nie można stosować wcześniej wykonanych połączeń kablowych: należy poprowadzić osobny kabel ze środka sieci do nowego miejsca pracy.

W przypadku sekwencyjnej konfiguracji sieci LAN każde urządzenie podłączające się do nośnika fizycznego przesyła informację tylko do jednego urządzenia. Jednocześnie zmniejszają się wymagania dotyczące nadajników i odbiorników, ponieważ wszystkie stacje aktywnie uczestniczą w transmisji.

Topologia pierścienia(pierścień) – komputery łączone są odcinkami kabla pierścieniowego, zasadniczo identycznego z magistralą, z tą różnicą, że trzeba zastosować „terminatory”. Jeśli jeden z segmentów sieci ulegnie awarii, cała sieć ulegnie awarii.

Sygnały przesyłane są tylko w jednym kierunku. Każda stacja jest bezpośrednio połączona ze swoimi dwoma sąsiadami, ale słucha transmisji którejkolwiek ze stacji. Pierścień składa się z kilku urządzeń nadawczo-odbiorczych i łączącego je środowiska fizycznego. Wszystkie stacje mogą mieć równe prawa dostępu do nośnika fizycznego. W takim przypadku jedna ze stacji może pełnić funkcję aktywnego monitora służącego do wymiany informacji. Układanie kabli z jednej stacji roboczej na drugą może być dość skomplikowane i kosztowne, szczególnie jeśli stacje robocze są geograficznie położone daleko od pierścienia (na przykład w linii).

Głównym problemem topologii pierścieniowej jest to, że każda stacja robocza musi aktywnie uczestniczyć w przesyłaniu informacji, a w przypadku awarii przynajmniej jednej z nich cała sieć zostaje sparaliżowana. Usterki w połączeniach kablowych można łatwo zlokalizować. Podłączenie nowej stacji roboczej wymaga wyłączenia sieci, ponieważ podczas instalacji pierścień musi być otwarty. Nie ma ograniczeń co do długości sieci komputerowej, gdyż ostatecznie określa ją wyłącznie odległość pomiędzy dwoma stacjami roboczymi.

Komputery mogą łączyć się ze sobą za pomocą różnych mediów dostępowych: przewodów miedzianych (skrętka), przewodów optycznych (kable optyczne) oraz poprzez kanał radiowy (technologie bezprzewodowe). Połączenia przewodowe i optyczne realizowane są poprzez Ethernet, bezprzewodowe - poprzez Wi-Fi, Bluetooth, GPRS i inne. Najczęściej sieci lokalne budowane są w oparciu o technologie Ethernet lub Wi-Fi. Należy zaznaczyć, że wcześniej stosowane były protokoły Frame Relay i Token Ring, które dziś stają się coraz mniej powszechne, można je spotkać jedynie w wyspecjalizowanych laboratoriach, instytucjach edukacyjnych i usługach.

Elementy budowy prostej sieci lokalnej są używane:

• Adapter (karta sieciowa) – urządzenie łączące komputer (terminal) z segmentem sieci;
• Most – urządzenie łączące lokalne lub zdalne segmenty sieci;
• Router – urządzenie służące do ograniczania ruchu rozgłoszeniowego poprzez podział sieci na segmenty, zapewniające bezpieczeństwo informacji, zarządzające i organizujące ścieżki zapasowe pomiędzy obszarami rozgłoszeniowymi;
• Przełącznik jest urządzeniem o jednym przeznaczeniu, które skutecznie segmentuje sieć, zmniejsza obszary kolizyjne i zwiększa przepustowość każdej stacji końcowej.
• Zasilacze awaryjne to urządzenia zapewniające funkcjonalność systemu w przypadku odłączenia głównego źródła zasilania.

Instalacja sieci lokalnej (LAN)

Wybór rodzaju topologii, środowiska dostępowego i składu Lokalnego Systemu Obliczeniowego zależy od wymagań i potrzeb Klienta. Nowoczesne technologie umożliwiają opracowanie indywidualnej opcji spełniającej wszystkie wymagania i cele.

Układanie kabli LAN, podobnie jak innych rodzajów sieci kablowych, można wykonać na różne sposoby. Wybierając metodę instalacji, kierują się indywidualnymi cechami architektonicznymi i projektowymi budynku, jego właściwościami technicznymi, obecnością istniejących sieci i innego sprzętu oraz kolejnością interakcji systemów niskoprądowych z innymi systemami. W zasadzie można wyróżnić dwie metody: otwartą i ukrytą. W przypadku ukrytego okablowania kabli LAN stosuje się konstrukcję ścian, podłóg i sufitów, która wygląda bardziej estetycznie, trasy są chronione przed wpływami zewnętrznymi, dostęp do nich jest ograniczony, instalacja odbywa się natychmiast w specjalnie przygotowanych miejscach i zapewnione są lepsze warunki późniejszej konserwacji. Niestety możliwość prowadzenia pracy w ukryciu jest rzadkością; częściej konieczne jest prowadzenie pracy w sposób otwarty przy użyciu plastikowych skrzynek, pionowych kolumn i tac. Nie zapominaj, że istnieje również sposób na ułożenie kabli drogą powietrzną; najczęściej wykorzystuje się go do komunikacji między budynkami, gdy nie ma możliwości ułożenia kabla w kanałach lub jest to zbyt drogie.

Instalacja sieci LAN to złożone i odpowiedzialne zadanie. jakość jego wdrożenia determinuje stabilność i prawidłowe funkcjonowanie systemu jako całości, stopień wykonania powierzonych mu zadań, szybkość przesyłania i przetwarzania danych, liczbę błędów i inne czynniki. Należy to potraktować bardzo dokładnie i poważnie, ponieważ każda sieć jest podstawą (szkieletem i układem krążenia) całego organizmu systemów niskoprądowych odpowiedzialnych za dużą liczbę funkcji (od poczty elektronicznej po bezpieczeństwo obiektu). Każda kolejna ingerencja w działanie istniejącego systemu (rozbudowa, naprawa itp.) wymaga czasu i pieniędzy, a ich ilość zależy bezpośrednio od parametrów pierwotnie wbudowanych w system, jakości wykonanej pracy oraz kwalifikacji programistów i wykonawcy. Oszczędność pieniędzy na etapie projektowania i instalacji sieci LAN może skutkować znacznie większymi wydatkami na etapie eksploatacji i modernizacji

197110, Petersburg, Mały Prospekt PS, 4

+7 (812) 235-17-75, 235-67-14, E-mail: [e-mail chroniony] www.apc.simetaplus.ru

Jaka jest różnica między SCS a sieciami lokalnymi (LAN)?

LAN to sieć komputerowa zbudowana w oparciu o wymagania jednej technologii, która będzie w tej sieci wykorzystywana, najczęściej jest to Ethernet i obejmuje wyłącznie komputery. Główną różnicą pomiędzy SCS i LAN jest jego niezależność od aplikacji, które będą później wykorzystywane, co pozwala na obsługę szerokiego zakresu aplikacji.

SCS jest pojęciem szerszym niż sieć LAN, ponieważ obejmuje transmisję informacji dla szerokiego zakresu zadań, takich jak transmisja mowy, danych i obrazów wideo, umożliwiając tym samym integrację sieci komputerowej i telefonicznej, sygnalizacji pożaru i bezpieczeństwa , monitoring wideo, telewizję, radio w jedną strukturę informacyjną i tak dalej. Prawidłowo skonstruowany SCS to niezawodna i elastyczna struktura, która posiada opracowane środki do zarządzania, monitorowania i rozbudowy.

SCS pozwalają na szybką i łatwą zmianę konfiguracji systemu kablowego bez zmiany jego bazy kapitałowej.

Zalety systemów okablowania strukturalnego w porównaniu z konwencjonalnymi:

• do przesyłania sygnałów danych, głosu i obrazu wykorzystywany jest pojedynczy system kablowy (medium transmisyjne);
• długa żywotność uzasadniająca inwestycję;
• modułowość oraz możliwość zmiany konfiguracji i rozbudowy bez wymiany całej istniejącej sieci;
• umożliwiają jednoczesne korzystanie z kilku różnych protokołów sieciowych;
• nie uzależniać się od zmian w technologii i dostawcy sprzętu;
• stosować standardowe komponenty i materiały (skrętka miedziana nieekranowana i ekranowana, kabel światłowodowy);
• umożliwić zarządzanie i administrację minimalną liczbą personelu serwisowego;
• umożliwiają łączenie kabli światłowodowych i miedzianych w jedną sieć.
• redukcja kosztów i czasu instalacji systemów, gdyż instalację całej infrastruktury kablowej może przeprowadzić jedna, a nie kilka firm.

Projektowanie i montaż SCS odbywa się zgodnie z międzynarodową normą ISO/IEC 11801. W dziale wdrażany jest system zarządzania jakością w zakresie certyfikacji na zgodność z państwową normą DSTU ISO 9001-2001.

Prace wykonywane są przy użyciu wysokiej jakości komponentów AMP, R&M. 100% testowanie i certyfikacja dostarczonych obiektów odbywa się z zapewnieniem gwarancji na komponent lub system od producentów sprzętu pasywnego (15-25 lat).

We współczesnym świecie sieci lokalne stały się nie tylko konieczne – są wręcz niezbędne do osiągnięcia dobrego poziomu wydajności pracy. Zanim jednak zaczniesz korzystać z takiej sieci, musisz ją utworzyć i skonfigurować. Obydwa te procesy są dość trudne i wymagają maksymalnej koncentracji, szczególnie ten pierwszy. Źle zaprojektowana i skonfigurowana sieć LAN nie będzie w ogóle działać lub będzie działać zupełnie inaczej niż jest to potrzebne, dlatego stworzenie sieci lokalnej powinno stać się zadaniem osoby, która się tym zajmie.

Co to jest sieć lokalna

Z reguły tworzenie takich systemów komunikacji spowodowane jest koniecznością zbiorowego wykorzystania danych przez użytkowników pracujących na zdalnych komputerach. Sieć LAN pozwala nie tylko na niemal natychmiastową wymianę informacji i jednoczesną pracę z plikami, ale także pozwala na zdalne korzystanie z drukarek sieciowych i innych urządzeń.

Sieć lokalna to kompletny zestaw zasobów programowych i sprzętowych, których zadaniem jest stworzenie jednolitej przestrzeni informacyjnej. W rzeczywistości jest to liczba komputerów znajdujących się w pewnej odległości od siebie i połączonych linią komunikacyjną - kablem. Główną różnicą pomiędzy siecią LAN a innymi typami sieci jest niewielka odległość, w jakiej znajdują się stacje robocze.

Przygotowanie i projektowanie przedprojektowe

Zanim utworzysz sieć lokalną, musisz ją najpierw zaprojektować, czyli zaplanować proces jej tworzenia. Ten etap jest jednym z najważniejszych, ponieważ sieć LAN zawiera ogromną liczbę komponentów i węzłów.

Początkowo na podstawie danych pierwotnych sporządzana jest specyfikacja techniczna, określająca kilka punktów:

• Funkcje i zadania sieci LAN.
• Wybrana topologia.
• Lista dostępnego sprzętu.

Dopiero po ustaleniu tych punktów można przystąpić do projektowania. Sam projekt musi zawierać schematy sieci LAN, punkty rozmieszczenia sprzętu sieciowego oraz listę niezbędnego oprogramowania i sprzętu.

Sieć lokalna jest złożonym mechanizmem, ale jeśli zostanie poprawnie zaprojektowana, a sprzęt zostanie wybrany zgodnie z wymaganiami, prawdopodobieństwo wystąpienia problemów w działaniu mechanizmu komunikacyjnego staje się minimalne.

Wymagany sprzęt

Istnieje lista sprzętu, bez którego żadna sieć LAN nie może działać. Obejmuje:

• Linie danych. Najczęściej stosowanymi kablami są kabel koncentryczny i światłowód. W tym przypadku długość kabla koncentrycznego nie może przekraczać kilkuset metrów, jednak w przypadku konieczności przedłużenia sieci na duże odległości stosuje się specjalne wzmacniaki - wzmacniaki sygnału, które zapobiegają jego zanikaniu.
• Sprzęt komunikacyjny: karty sieciowe (urządzenia realizujące dupleksową wymianę informacji pomiędzy komputerem a nośnikiem transmisji danych), koncentratory (rozbijają sieć na osobne segmenty, fizycznie strukturalizując sieć), routery (przejmują wybór trasy transmisji pakietów), przełączniki (logicznie dzielą sieć LAN na segmenty, łącząc kilka obwodów fizycznych), wzmacniaki (zapewniają odtworzenie sygnału, pozwalając na zwiększenie długości medium transmisyjnego), transceivery (wzmacniają sygnał i konwertują go na inne typy, co pozwala na wykorzystanie różnych nośniki transmisji danych).

Lista narzędzi programowych

Żadna sieć LAN nie obejdzie się bez oprogramowania. Wymagane programy dla sieci lokalnej obejmują:

• Systemy operacyjne węzłów roboczych. Najpopularniejszym systemem operacyjnym pozostaje Windows 7, chociaż Windows XP również nie traci na popularności.
• Sieciowe systemy operacyjne instalowane na serwerach stanowią podstawę sieci LAN, ponieważ bez nich nie da się skonfigurować sieci lokalnej. To właśnie te narzędzia programowe przejmują kontrolę nad wszystkimi przepływami danych pomiędzy węzłami głównymi i węzłami wtórnymi, zapewniając możliwość zbiorowego dostępu do zasobów sieciowych. Z reguły używany jest system operacyjny Microsoft: Windows Server 2003 lub 2008.

• Usługi i aplikacje sieciowe umożliwiające użytkownikom dostęp do plików zdalnych, drukowanie dokumentów na drukarce sieciowej, przeglądanie miejsc pracy w sieci i wysyłanie wiadomości e-mail. Realizacja tego typu usług odbywa się przy wykorzystaniu oprogramowania.

Tworzenie i instalacja sieci LAN

Prace instalacyjne i regulacyjne zajmują najwięcej czasu, ponieważ utworzenie sieci lokalnej należy wykonać w kilku etapach:

• Zanim zaczniesz instalować linie komunikacyjne i urządzenia przełączające, musisz najpierw przygotować pomieszczenie.
• Następnie możesz ułożyć kabel, a także zainstalować niezbędny sprzęt.
• Urządzenia serwera i stacji roboczej należy podłączyć do kablowej linii komunikacyjnej.
• Następnie oprogramowanie jest instalowane i konfigurowane.

Instalacja kabli i sprzętu ma wiele funkcji, więc jeśli pojawią się trudności z podłączeniem sieci lokalnej, lepiej powierzyć tę kwestię specjalistom.

Podłączenie dwóch komputerów do sieci LAN

W niektórych przypadkach może zaistnieć konieczność połączenia dwóch komputerów w jedną sieć, na przykład w celu stworzenia wspólnej przestrzeni informacyjnej. Nie jest to bardzo trudne, jeśli zastosujesz określony algorytm działań:

• Jeśli to konieczne, zainstaluj karty sieciowe na obu komputerach, nie zapominając o sterownikach.

• Do podłączenia należy zakupić zaciskany kabel sieciowy. Jeśli posiadasz niezbędną wiedzę i umiejętności, możesz wykonać zaciskanie samodzielnie - sieć lokalna złożona z dwóch komputerów nie będzie gorszej jakości.
• Połącz obie stacje robocze linią komunikacyjną.
• Skonfiguruj sieć LAN w określonej kolejności.

Algorytm konfiguracji sieci lokalnej między dwoma komputerami dla systemu Windows 7

• Wybierz menu „Start”, następnie kliknij prawym przyciskiem myszy ikonę „Komputer” i wejdź do podmenu „Właściwości”.
• Musisz znaleźć na liście „Nazwę komputera i nazwę domeny”, a następnie wybrać opcję zmiany parametrów.
• Nazwę roboczą komputera należy zmienić klikając na odpowiednie ikony.
• Nazwa grupy powinna pozostać niezmieniona - „Workgroup”, natomiast nazwy komputerów zostają zmienione na „pc1” i „pc2” odpowiednio dla pierwszego i drugiego abonenta.
• Możesz teraz kliknąć OK i ponownie uruchomić komputer.

W większości przypadków może być konieczne przypisanie każdemu węzłowi unikalnego adresu IP:

• Z menu Start wybierz Ustawienia, a następnie Połączenia sieciowe.
• Kliknij prawym przyciskiem myszy, aby otworzyć podmenu „Właściwości” obok ikony „Połączenie lokalne”.
• W zakładce „Ogólne” wybierz „Właściwości” elementu „Protokół internetowy”.
• Aktywuj wiersz „Użyj następującego adresu IP” i wprowadź wartość 192.168.0.100. Następnie zapisz wprowadzone zmiany.

Sieć lokalna i Internet

Węzły robocze połączone w sieć LAN można podłączyć do Internetu. Sieć lokalna, do której Internet można podłączyć na dwa sposoby, będzie działać z prędkością podzieloną na dwa.

Pierwszym sposobem połączenia jest użycie routera, któremu przypisany jest identyfikacyjny adres IP. W drugim przypadku możesz skorzystać z połączenia bezprzewodowego.

W tym przypadku sieć lokalna to interakcja dwóch komputerów, mastera i slave'a, więc adres IP jest rejestrowany w bramie głównego, który był wcześniej podłączony do sieci ogólnoświatowej.

Jeżeli sieć LAN opiera się na wykorzystaniu serwera, każda stacja robocza musi posiadać indywidualny adres IP, a w ustawieniach przeglądarki określony jest serwer proxy, przez który dostęp do Internetu jest określony.

Bezprzewodowa sieć LAN

Bezprzewodowa sieć lokalna jest podtypem sieci LAN, która wykorzystuje fale radiowe o wysokiej częstotliwości do przesyłania informacji. WLAN jest doskonałą alternatywą dla konwencjonalnego systemu komunikacji kablowej, posiadającą szereg zalet:

• Poprawa produktywności pracy. WLAN umożliwia korzystanie z Internetu bez konieczności bycia przywiązanym do jednego pokoju. Możesz dowolnie zmieniać swoją lokalizację, nie tracąc połączenia internetowego.
• Łatwa instalacja i konfiguracja, oszczędności finansowe i niezawodność – wszystkie te czynniki wynikają z braku kablowej linii komunikacyjnej.
• Elastyczność. Instalacja sieci bezprzewodowej jest możliwa tam, gdzie nie ma możliwości ułożenia kabla.
• Możliwość rozbudowy. Skalowalność sieci jest znacznie uproszczona dzięki bezprzewodowym kartom sieciowym, które można zainstalować na dowolnym węźle roboczym.

Sieć WLAN ma określony zasięg, który zależy od charakterystyki urządzeń sieciowych i odporności budynku na zakłócenia. Z reguły zasięg fal radiowych sięga 160 m.

Sprzęt niezbędny do stworzenia bezprzewodowej sieci lokalnej

Punkt dostępowy służy do łączenia innych stacji roboczych z siecią. Urządzenie to wyposażone jest w specjalną antenę, która steruje transmisją danych w trybie full duplex (wysyłanie i nadawanie) za pomocą sygnałów radiowych. Taki punkt może transmitować sygnał na odległość do 100 m w pomieszczeniach zamkniętych i do 50 km na otwartej przestrzeni.

Punkty dostępowe znacząco zwiększają moc obliczeniową całego systemu komunikacyjnego, pozwalając użytkownikom na swobodne poruszanie się pomiędzy każdym z nich bez utraty połączenia z siecią LAN czy Internetem. W rzeczywistości te punkty radiowe działają jak koncentratory, zapewniając połączenie z siecią.

Korzystanie z punktów dostępowych umożliwia skalowanie całej bezprzewodowej sieci LAN poprzez proste dodanie nowych urządzeń. Liczba abonentów, jaką może obsłużyć jeden punkt radiowy, zależy zazwyczaj od obciążenia sieci, ponieważ ruch jest rozdzielany równo pomiędzy każdego użytkownika.

Bezprzewodowa sieć LAN: Windows 7. Algorytm ustawień

W pierwszej kolejności należy przygotować modem ADSL z technologią WiFi oraz punkty klienckie z podłączonymi do nich kartami bezprzewodowymi. Następnie możesz rozpocząć budowę bezprzewodowej sieci LAN:

• Podłącz modem do sieci elektrycznej.
• Uruchom Kreatora konfiguracji sieci WLAN na urządzeniu klienckim.
• Wybierz SSID z listy znalezionych sieci bezprzewodowych.

Konfiguracja punktu dostępowego:

• Pierwszym krokiem jest skonfigurowanie właściwości protokołu TCP/IP poprzez podanie adresu IP i maski podsieci.
• Następnie określ wartość serwera DNS, ponieważ bez tego parametru nie można w pełni skonfigurować sieci lokalnej. W większości przypadków wystarczy włączyć opcję automatycznego przydzielania adresu DNS.
• Obowiązkowe jest również skonfigurowanie parametrów samej sieci bezprzewodowej, w której ważne jest bezpieczeństwo.
• Na tym etapie musisz skonfigurować połączenie internetowe i filtrowanie dla zapory systemu Windows 7.
• Na koniec podłączane są przewody i sprawdzana jest funkcjonalność sieci WLAN.

Aby stworzyć optymalną przestrzeń informacyjną, można łączyć rodzaje sieci – kablową i bezprzewodową, co pozwala wykorzystać zalety każdego z nich z korzyścią dla przedsiębiorstwa. Należy jednak pamiętać, że w naszych czasach coraz częściej stosuje się bezprzewodowe sieci WLAN, które mają wszystkie zalety sieci kablowych i są pozbawione wad.

Po zakończeniu tworzenia i konfiguracji sieci lokalnej ważne jest zapewnienie jej administrowania i możliwości konserwacji. Nawet jeśli instalacja sieci LAN zostanie przeprowadzona perfekcyjnie, podczas jej działania niemal nieuchronnie pojawiają się różne awarie w działaniu sprzętu lub oprogramowania, dlatego należy regularnie przeprowadzać konserwację.

Zwykle obejmuje stosunkowo niewielki obszar lub niewielką grupę budynków (dom, biuro, firma, instytut). Istnieją także sieci lokalne, których węzły są geograficznie rozdzielone na odległości ponad 12 500 km (stacje kosmiczne i centra orbitalne). Pomimo takich odległości sieci takie nadal zaliczane są do sieci lokalnych.

W tym miejscu należy również wspomnieć o tak ważnych pojęciach jak abonent, serwer, klient.

Abonent (węzeł, host, stacja)- jest to urządzenie podłączone do sieci i aktywnie uczestniczące w wymianie informacji. Najczęściej abonentem (węzłem) sieci jest komputer, ale abonentem może być także np. drukarka sieciowa lub inne urządzenie peryferyjne posiadające możliwość bezpośredniego podłączenia się do sieci. W dalszej części kursu zamiast terminu „abonent” dla uproszczenia będzie używany termin „komputer”.

serwer to abonent sieci (węzeł), który udostępnia swoje zasoby innym abonentom, ale sam nie korzysta z ich zasobów. W ten sposób obsługuje sieć. W sieci może znajdować się kilka serwerów i wcale nie jest konieczne, aby serwer był najpotężniejszym komputerem. Dedykowane serwer to serwer zajmujący się wyłącznie zadaniami sieciowymi. Serwer niededykowany może wykonywać inne zadania oprócz konserwacji sieci. Specyficznym typem serwera jest drukarka sieciowa.

Klient nazywany abonentem sieci, który tylko korzysta z zasobów sieci, ale nie oddaje swoich zasobów sieci, to znaczy sieć mu służy, a on tylko z niej korzysta. Komputer kliencki jest często nazywany także stacją roboczą. W zasadzie każdy komputer może być jednocześnie klientem i serwerem. Serwer i klient są często rozumiani nie jako same komputery, ale jako działające na nich aplikacje. W tym przypadku aplikacją, która tylko wysyła zasoby do sieci, jest serwer, a aplikacją, która tylko korzysta z zasobów sieciowych, jest klient.

Zadania LS

Sieci lokalne umożliwiają indywidualnym użytkownikom łatwą i szybką komunikację między sobą. Oto tylko niektóre zadania, które LS umożliwia wykonanie:

• współpraca z dokumentami;
• uproszczenie obiegu dokumentów: zyskujesz możliwość przeglądania, poprawiania i komentowania dokumentów bez wychodzenia z miejsca pracy, bez organizowania czasochłonnych spotkań;
• zapisywanie i archiwizowanie Twojej pracy na serwerze, aby nie zajmować cennego miejsca na dysku twardym Twojego komputera;
• łatwy dostęp do aplikacji na serwerze;
• ułatwianie organizacjom współużytkowania kosztownych zasobów, takich jak drukarki, napędy CD-ROM, dyski twarde i aplikacje (takie jak edytory tekstu lub oprogramowanie baz danych);

Komponenty sieci LAN

Podstawowe komponenty i technologie związane z architekturą sieci lokalnej mogą obejmować:

Sprzęt komputerowy:

• Kable;
• Serwery;
• Karty interfejsów sieciowych (NIC, karta interfejsu sieciowego);
• Koncentratory;
• Serwery dostępu zdalnego;

Oprogramowanie:

• Oprogramowanie do zarządzania siecią

Trochę historii komunikacji komputerowej

Komunikacja na małe odległości w technologii komputerowej istniała na długo przed pojawieniem się pierwszych komputerów osobistych.

Dużym komputerom (mainframe) towarzyszyły liczne terminale (lub „inteligentne wyświetlacze”). To prawda, że ​​​​w tych terminalach było bardzo mało inteligencji, praktycznie nie przetwarzały one informacji, a głównym celem organizowania komunikacji było podzielenie inteligencji („czasu komputerowego”) dużego, wydajnego i drogiego komputera pomiędzy użytkownikami pracującymi na tych terminalach . Nazywano to trybem podziału czasu, ponieważ duży komputer z czasem rozwiązywał problemy wielu użytkowników. W tym przypadku osiągnięto współdzielenie najdroższych wówczas zasobów - obliczeń (ryc. 1.1).

Ryż. 1.1. Podłączenie terminali do komputera centralnego

Następnie powstały mikroprocesory i pierwsze mikrokomputery. Stało się możliwe umieszczenie komputera na biurku każdego użytkownika, ponieważ zasoby komputerowe i intelektualne stały się tańsze. Ale wszystkie inne zasoby pozostały dość drogie. Co oznacza naga inteligencja bez możliwości przechowywania i dokumentowania informacji? Nie będziesz musiał za każdym razem wpisywać wykonywanego programu po włączeniu zasilania ani zapisywać go w pamięci stałej o małej pojemności. Z pomocą znów przyszła komunikacja. Dzięki połączeniu kilku mikrokomputerów udało się zorganizować współdzielenie komputerowych urządzeń peryferyjnych (dyski magnetyczne, taśma magnetyczna, drukarki). W tym przypadku całe przetwarzanie informacji odbyło się na miejscu, ale jego wyniki zostały przeniesione do scentralizowanych zasobów. Tutaj ponownie udostępniono najdroższe rzeczy w systemie, ale w zupełnie nowy sposób. Tryb ten nazywany jest trybem odwróconego podziału czasu (ryc. 1.2). Podobnie jak w pierwszym przypadku, komunikacja obniżyła koszt całego systemu komputerowego.

Ryż. 1.2. Sieciowanie pierwszych mikrokomputerów

Następnie pojawiły się komputery osobiste, które różniły się od pierwszych mikrokomputerów tym, że posiadały kompletny zestaw urządzeń peryferyjnych wystarczająco rozwiniętych do całkowicie autonomicznej pracy: dyski magnetyczne, drukarki, nie mówiąc już o bardziej zaawansowanych narzędziach interfejsu użytkownika (monitory, klawiatury, myszy itp.). . Urządzenia peryferyjne stały się tańsze, a ich cena jest porównywalna z komputerem. Wydawałoby się, po co teraz podłączać komputery osobiste (ryc. 1.3)? Czym powinni się podzielić, gdy wszystko jest już podzielone i na biurku każdego użytkownika? Na miejscu jest wystarczająco dużo inteligencji, a także urządzeń peryferyjnych. Co w tym przypadku może zapewnić sieć?

Ryż. 1.3. Sieci komputerów osobistych

Najważniejszą rzeczą jest ponowne dzielenie się zasobami. Ten sam odwrotny podział czasu, ale na zasadniczo innym poziomie. Tutaj nie służy już do obniżenia kosztów systemu, ale do efektywniejszego wykorzystania zasobów dostępnych komputerom. Na przykład sieć umożliwia łączenie przestrzeni dyskowej wszystkich komputerów, zapewniając każdemu z nich dostęp do dysków wszystkich pozostałych, tak jakby były ich własnymi.

Jednak zalety sieci najlepiej ujawniają się w przypadku, gdy wszyscy użytkownicy aktywnie pracują z jedną bazą danych, żądając od niej informacji i wprowadzając do niej nowe informacje (na przykład w banku, sklepie, magazynie). Nie obejdzie się to bez dyskietek: trzeba by spędzać dni na przesyłaniu danych z każdego komputera do pozostałych i utrzymywaniu całej ekipy kurierów. A w przypadku sieci wszystko jest bardzo proste: wszelkie zmiany danych dokonane na dowolnym komputerze stają się natychmiast widoczne i dostępne dla każdego. W tym przypadku zwykle nie jest wymagana żadna specjalna obróbka na miejscu i w zasadzie można by obejść się tańszymi terminalami (powrót do omawianej pierwszej sytuacji), ale komputery osobiste mają nieporównywalnie wygodniejszy interfejs użytkownika, ułatwiający pracę personelu . Ponadto możliwość wykonania zaawansowanego przetwarzania na miejscu może często znacznie zmniejszyć ilość przesyłanych danych.

Ryż. 1.4. Korzystanie z sieci lokalnej do organizowania współpracy komputerowej

Nie da się obejść bez sieci, gdy konieczne jest zapewnienie skoordynowanej pracy kilku komputerów. Taka sytuacja najczęściej ma miejsce, gdy komputery te nie są wykorzystywane do obliczeń i pracy z bazami danych, ale do zadań zarządczych, pomiarowych, kontrolnych, gdzie komputer współpracuje z określonymi urządzeniami zewnętrznymi (ryc. 1.4). Przykładami są różne systemy technologiczne produkcji, a także systemy sterowania instalacjami i kompleksami naukowymi. Tutaj sieć pozwala zsynchronizować działania komputerów, zrównoleglić i odpowiednio przyspieszyć proces przetwarzania danych, czyli połączyć nie tylko zasoby peryferyjne, ale także siłę intelektualną.

To właśnie te zalety sieci lokalnych zapewniają ich popularność i coraz szersze zastosowanie, pomimo wszelkich niedogodności związanych z ich instalacją i eksploatacją.

Topologia sieci lokalnej

W ramach topologii (układ, konfiguracja, struktura) sieci komputerowej zwykle odnosi się do fizycznej lokalizacji komputerów w sieci względem siebie oraz sposobu, w jaki są one połączone liniami komunikacyjnymi. Należy zauważyć, że pojęcie topologii odnosi się przede wszystkim do sieci lokalnych, w których można łatwo prześledzić strukturę połączeń. W sieciach globalnych struktura połączeń jest zwykle ukryta przed użytkownikami i nie jest zbyt ważna, ponieważ każda sesja komunikacyjna może odbywać się własną ścieżką.

Topologia określa wymagania dotyczące sprzętu, rodzaj użytego kabla, dopuszczalne i najwygodniejsze sposoby zarządzania centralą, niezawodność działania i możliwości rozbudowy sieci. I chociaż użytkownik sieci rzadko musi wybierać topologię, konieczne jest poznanie cech głównych topologii, ich zalet i wad.

Czynniki, wpływające na fizyczną wydajność sieci i bezpośrednio związane z koncepcją topologii.

1)Możliwość serwisowania komputerów (abonentów) podłączony do sieci. W niektórych przypadkach awaria abonenta może zablokować działanie całej sieci. Czasami awaria abonenta nie wpływa na działanie sieci jako całości i nie uniemożliwia innym abonentom wymiany informacji.

2)Możliwość serwisowania sprzętu sieciowego czyli sprzęt techniczny podłączony bezpośrednio do sieci (adaptery, transceivery, złącza itp.). Awaria sprzętu sieciowego jednego abonenta może mieć wpływ na całą sieć, ale może zakłócić komunikację tylko z jednym abonentem.

3)Integralność kabla sieciowego. Jeśli kabel sieciowy ulegnie uszkodzeniu (np. na skutek uderzeń mechanicznych), wymiana informacji w całej sieci lub w jednej jej części może zostać zakłócona. W przypadku kabli elektrycznych równie krytyczne znaczenie ma zwarcie w kablu.

4)Ograniczenie długości kabla, związane z tłumieniem propagującego się przez nią sygnału. Jak wiadomo, w każdym ośrodku sygnał rozchodzący się słabnie (osłabia). Im większą odległość przebywa sygnał, tym bardziej ulega tłumieniu (ryc. 1.8). Należy zadbać o to, aby długość kabla sieciowego nie przekraczała maksymalnej długości Lpr, powyżej której tłumienie staje się niedopuszczalne (abonent odbierający nie rozpoznaje osłabionego sygnału).

Ryż. 1.8. Tłumienie sygnału podczas propagacji w sieci

Istnieją trzy podstawowe topologie sieci:

Autobus- wszystkie komputery są podłączone równolegle do jednej linii komunikacyjnej. Informacje z każdego komputera są jednocześnie przesyłane do wszystkich pozostałych komputerów (ryc. 1.5).

Ryż. 1,5. Magistrala topologii sieci

Topologia magistrali(lub, jak to się nazywa, wspólna magistrala) w swojej strukturze zakłada tożsamość sprzętu sieciowego komputerów, a także równość wszystkich abonentów w dostępie do sieci. Komputery na magistrali mogą przesyłać informacje tylko jeden po drugim, ponieważ w tym przypadku jest tylko jedna linia komunikacyjna. Jeśli kilka komputerów jednocześnie przesyła informacje, zostaną one zniekształcone w wyniku nakładania się (konflikt, kolizja). Magistrala zawsze realizuje tzw. tryb wymiany half-duplex (w obie strony, ale po kolei, a nie jednocześnie).

W topologii magistrali nie ma jasno określonego abonenta centralnego, przez który przesyłane są wszystkie informacje, co zwiększa jej niezawodność (w końcu w przypadku awarii centrum cały kontrolowany przez niego system przestaje działać). Dodawanie nowych abonentów do magistrali jest dość proste i zwykle możliwe jest nawet podczas pracy sieci. W większości przypadków magistrala wymaga minimalnej ilości kabla połączeniowego w porównaniu do innych topologii.

Ponieważ nie ma abonenta centralnego, rozwiązywanie ewentualnych konfliktów w tym przypadku spada na sprzęt sieciowy każdego indywidualnego abonenta. Pod tym względem sprzęt sieciowy w topologii magistrali jest bardziej złożony niż w innych topologiach. Jednakże ze względu na powszechne stosowanie sieci o topologii magistrali (przede wszystkim najpopularniejsza sieć Ethernet) koszt sprzętu sieciowego nie jest zbyt wysoki.

Ryż. 1.9. Przerwa w kablu w sieci o topologii magistrali

Ważną zaletą magistrali jest to, że w przypadku awarii któregokolwiek z komputerów w sieci, sprawne maszyny będą mogły normalnie kontynuować komunikację.

Wydawałoby się, że w przypadku zerwania kabla otrzymasz dwie w pełni funkcjonalne magistrale (ryc. 1.9). Należy jednak wziąć pod uwagę, że ze względu na specyfikę propagacji sygnałów elektrycznych wzdłuż długich linii komunikacyjnych konieczne jest zapewnienie włączenia na końcach magistrali specjalnych urządzeń dopasowujących, terminatorów, pokazanych na ryc. 1,5 i 1,9 w formie prostokątów. Bez zastosowania terminatorów sygnał jest odbijany od końca linii i ulega zniekształceniu w taki sposób, że komunikacja w sieci staje się niemożliwa. Jeśli kabel zostanie uszkodzony lub uszkodzony, koordynacja linii komunikacyjnej zostaje zakłócona, a komunikacja zostaje przerwana nawet pomiędzy komputerami, które pozostają ze sobą połączone. Zwarcie w dowolnym miejscu kabla magistrali powoduje wyłączenie całej sieci.

Awaria dowolnego sprzętu sieciowego abonenta na magistrali może spowodować awarię całej sieci. Ponadto taką awarię jest dość trudno zlokalizować, ponieważ wszyscy abonenci są połączeni równolegle i nie można zrozumieć, który z nich uległ awarii.

Podczas przechodzenia przez linię komunikacyjną sieci o topologii magistrali sygnały informacyjne są osłabiane i nie są w żaden sposób przywracane, co nakłada ścisłe ograniczenia na całkowitą długość linii komunikacyjnych. Ponadto każdy abonent może odbierać z sieci sygnały o różnym poziomie w zależności od odległości od abonenta nadawczego. Stawia to dodatkowe wymagania węzłom odbiorczym sprzętu sieciowego.

Jeżeli przyjmiemy, że sygnał w kablu sieciowym jest tłumiony do maksymalnie dopuszczalnego poziomu na długości Lpr, to całkowita długość magistrali nie może przekroczyć wartości Lpr. W tym sensie magistrala zapewnia najkrótszą długość w porównaniu z innymi podstawowymi topologiami.

Aby zwiększyć długość sieci o topologii magistrali, często stosuje się kilka segmentów (części sieci, z których każda reprezentuje magistralę), połączonych ze sobą za pomocą specjalnych wzmacniaczy i przywracaczy sygnału - wzmacniaków lub wzmacniaków (ryc. 1.10 pokazuje połączenie dwa segmenty, maksymalna długość sieci w tym przypadku wzrasta do 2 Lpr, ponieważ każdy z segmentów może mieć długość Lpr). Jednakże wzrost długości sieci nie może trwać w nieskończoność. Ograniczenia długości są związane ze skończoną szybkością propagacji sygnału wzdłuż linii komunikacyjnych.

Ryż. 1.10. Łączenie odcinków sieci magistralnej za pomocą wzmacniacza

Gwiazda- jeden komputer centralny jest połączony z innymi komputerami peryferyjnymi, każdy z nich za pomocą osobnej linii komunikacyjnej (rys. 1.6). Informacje z komputera peryferyjnego przesyłane są wyłącznie do komputera centralnego, a z komputera centralnego do jednego lub większej liczby komputerów peryferyjnych.

Ryż. 1.6. Topologia sieci gwiazdowej

Gwiazda- jest to jedyna topologia sieci z wyraźnie wyznaczonym centrum, do którego podłączeni są wszyscy pozostali abonenci. Wymiana informacji odbywa się wyłącznie za pośrednictwem komputera centralnego, który jest bardzo obciążony, więc z reguły nie może robić nic innego poza siecią. Oczywiste jest, że wyposażenie sieci abonenta centralnego musi być znacznie bardziej złożone niż wyposażenie abonentów peryferyjnych. W tym przypadku nie ma co mówić o równych prawach dla wszystkich abonentów (jak w autobusie). Zwykle najpotężniejszy jest komputer centralny; przypisane są do niego wszystkie funkcje zarządzania centralą. Zasadniczo w sieci o topologii gwiazdy nie są możliwe żadne konflikty, ponieważ zarządzanie jest całkowicie scentralizowane.

Jeśli mówimy o odporności gwiazdy na awarie komputera, to awaria komputera peryferyjnego lub jego wyposażenia sieciowego w żaden sposób nie wpływa na funkcjonowanie reszty sieci, natomiast jakakolwiek awaria komputera centralnego powoduje, że sieć staje się całkowicie niesprawna. W związku z tym należy podjąć specjalne środki w celu zwiększenia niezawodności komputera centralnego i jego sprzętu sieciowego.

Przerwa w kablu lub zwarcie w topologii gwiazdy zakłóca komunikację tylko z jednym komputerem, a wszystkie pozostałe komputery mogą w dalszym ciągu normalnie pracować.

W przeciwieństwie do autobusu, w gwieździe na każdej linii komunikacyjnej znajduje się tylko dwóch abonentów: centralny i jeden z peryferyjnych. Najczęściej do ich łączenia wykorzystuje się dwie linie komunikacyjne, z których każda przesyła informacje w jednym kierunku, czyli na każdej linii komunikacyjnej znajduje się tylko jeden odbiornik i jeden nadajnik. Jest to tak zwana transmisja punkt-punkt. Wszystko to znacznie upraszcza wyposażenie sieci w porównaniu do magistrali i eliminuje konieczność stosowania dodatkowych, zewnętrznych terminatorów.

Problem tłumienia sygnału w linii komunikacyjnej również w gwieździe rozwiązuje się łatwiej niż w przypadku magistrali, gdyż każdy odbiornik otrzymuje zawsze sygnał o tym samym poziomie. Maksymalna długość sieci o topologii gwiazdy może być dwukrotnie większa niż w przypadku magistrali (tj. 2 Lpr), ponieważ każdy z kabli łączących centrum z abonentem peryferyjnym może mieć długość Lpr.

Poważną wadą topologii gwiazdy jest ścisłe ograniczenie liczby abonentów. Zazwyczaj abonent centralny może obsługiwać nie więcej niż 8-16 abonentów peryferyjnych. W tych granicach podłączenie nowych abonentów jest dość proste, ale poza nimi jest po prostu niemożliwe. W gwieździe istnieje możliwość podłączenia innego abonenta centralnego zamiast peryferyjnego (w efekcie powstaje topologia kilku połączonych ze sobą gwiazd).

Gwiazda pokazana na ryc. 1.6 nazywana jest gwiazdą aktywną lub prawdziwą. Istnieje również topologia zwana gwiazdą pasywną, która tylko powierzchownie przypomina gwiazdę (ryc. 1.11). Obecnie jest znacznie bardziej rozpowszechniona niż gwiazda aktywna. Dość powiedzieć, że jest on stosowany w najpopularniejszej obecnie sieci Ethernet.

W centrum sieci o tej topologii nie znajduje się komputer, ale specjalne urządzenie - koncentrator lub, jak to się nazywa, koncentrator, który pełni tę samą funkcję co wzmacniacz, czyli przywraca przychodzące sygnały i przekazuje je do wszystkich innych linii komunikacyjnych.

Ryż. 1.11. Topologia gwiazdy pasywnej i jej obwód zastępczy

Okazuje się, że chociaż układ kabli jest podobny do prawdziwej lub aktywnej gwiazdy, w rzeczywistości mówimy o topologii magistrali, ponieważ informacje z każdego komputera są przesyłane jednocześnie do wszystkich innych komputerów i nie ma abonenta centralnego. Oczywiście gwiazda pasywna jest droższa niż zwykły autobus, ponieważ w tym przypadku wymagany jest również koncentrator. Zapewnia jednak szereg dodatkowych funkcji związanych z zaletami gwiazdy, w szczególności ułatwia konserwację i naprawę sieci. Dlatego ostatnio gwiazda pasywna coraz częściej zastępuje gwiazdę prawdziwą, którą uważa się za topologię mało obiecującą.

Można również wyróżnić pośredni typ topologii między gwiazdą aktywną i pasywną. W tym przypadku koncentrator nie tylko przekazuje docierające do niego sygnały, ale także steruje centralą, ale sam nie uczestniczy w wymianie (odbywa się to w sieci 100VG-AnyLAN).

Wielką zaletą gwiazdy (zarówno aktywnej, jak i pasywnej) jest to, że wszystkie punkty połączeń są zebrane w jednym miejscu. Pozwala to w łatwy sposób monitorować pracę sieci, lokalizować awarie poprzez proste odłączenie niektórych abonentów od centrum (co jest niemożliwe np. w przypadku topologii magistrali), a także ograniczyć dostęp osób nieuprawnionych do przyłączenia. punkty istotne dla sieci. W przypadku gwiazdy do abonenta peryferyjnego można dotrzeć albo jednym kablem (który transmituje w obu kierunkach), albo dwoma (każdy kabel transmituje w jednym z dwóch przeciwnych kierunków), przy czym ten drugi jest znacznie bardziej powszechny.

Wspólną wadą wszystkich topologii gwiazdy (zarówno aktywnych, jak i pasywnych) jest znacznie większe zużycie kabla niż w przypadku innych topologii. Na przykład, jeśli komputery znajdują się w jednej linii (jak na ryc. 1.5), to przy wyborze topologii gwiazdy będziesz potrzebować kilka razy więcej kabla niż przy wyborze topologii magistrali. Wpływa to znacząco na koszt sieci jako całości i znacznie komplikuje instalację okablowania.

Pierścień- komputery są połączone szeregowo w pierścień. Przekazywanie informacji w pierścieniu odbywa się zawsze tylko w jednym kierunku. Każdy komputer przesyła informacje tylko do komputera następnego w łańcuchu za nim i otrzymuje informacje tylko od komputera poprzedniego w łańcuchu (ryc. 1.7).

Ryż. 1.7. Pierścień topologii sieci

Pierścień to topologia, w której każdy komputer jest połączony liniami komunikacyjnymi z dwoma innymi: z jednego odbiera informacje i przesyła je do drugiego. Na każdej linii komunikacyjnej, podobnie jak w przypadku gwiazdy, pracuje tylko jeden nadajnik i jeden odbiornik (komunikacja punkt-punkt). Pozwala to uniknąć stosowania zewnętrznych terminatorów.

Ważną cechą pierścienia jest to, że każdy komputer przekazuje (przywraca, wzmacnia) dochodzący do niego sygnał, czyli działa jako wzmacniacz. Tłumienie sygnału w całym pierścieniu nie ma znaczenia, liczy się tylko tłumienie pomiędzy sąsiednimi komputerami w pierścieniu. Jeżeli maksymalna długość kabla ograniczona tłumieniem wynosi Lpr, wówczas całkowita długość pierścienia może osiągnąć NLpr, gdzie N jest liczbą komputerów w pierścieniu. Całkowity rozmiar sieci wyniesie ostatecznie NLpr/2, ponieważ pierścień będzie musiał zostać złożony na pół. W praktyce wielkość sieci pierścieniowych sięga kilkudziesięciu kilometrów (na przykład w sieci FDDI). Pod tym względem pierścień znacznie przewyższa jakąkolwiek inną topologię.

W topologii pierścienia nie ma jasno określonego centrum; wszystkie komputery mogą być identyczne i mieć równe prawa. Jednak dość często w pierścieniu przydzielany jest specjalny abonent, który zarządza lub kontroluje centralę. Oczywiste jest, że obecność takiego pojedynczego abonenta sterującego zmniejsza niezawodność sieci, ponieważ jego awaria natychmiast paraliżuje całą centralę.

Ściśle mówiąc, komputery w pierścieniu nie są całkowicie równe (w przeciwieństwie na przykład do topologii magistrali). Przecież jeden z nich koniecznie otrzymuje informację z komputera nadawczego w danej chwili wcześniej, a drugi później. To właśnie na tej cesze topologii opierają się metody kontrolowania wymiany sieciowej, zaprojektowane specjalnie dla pierścienia. W takich metodach prawo do kolejnej transmisji (lub, jak to się też mówi, przejęcia sieci) przechodzi sekwencyjnie na kolejny komputer w okręgu. Podłączenie nowych abonentów do pierścienia jest dość proste, chociaż wymaga obowiązkowego wyłączenia całej sieci na czas połączenia. Podobnie jak w przypadku magistrali, maksymalna liczba abonentów w pierścieniu może być dość duża (do tysiąca lub więcej). Topologia pierścienia ma zwykle wysoką odporność na przeciążenia, zapewnia niezawodną pracę przy dużych przepływach informacji przesyłanych w sieci, ponieważ z reguły nie ma konfliktów (w przeciwieństwie do magistrali), a także nie ma abonenta centralnego (w przeciwieństwie do gwiazdy ), które mogą być przeciążone dużymi przepływami informacji.

Ryż. 1.12. Sieć dwupierścieniowa

Sygnał w pierścieniu przechodzi sekwencyjnie przez wszystkie komputery w sieci, więc awaria przynajmniej jednego z nich (lub jego sprzętu sieciowego) zakłóca działanie sieci jako całości. Jest to istotna wada pierścienia.

Podobnie przerwa lub zwarcie w którymkolwiek z kabli pierścieniowych uniemożliwia działanie całej sieci. Z trzech rozważanych topologii pierścień jest najbardziej narażony na uszkodzenie kabla, dlatego w przypadku topologii pierścienia zwykle konieczne jest ułożenie dwóch (lub więcej) równoległych linii komunikacyjnych, z czego jedna jest rezerwowa.

Czasami sieć o topologii pierścienia opiera się na dwóch równoległych liniach komunikacyjnych pierścienia, które przesyłają informacje w przeciwnych kierunkach (ryc. 1.12). Celem takiego rozwiązania jest zwiększenie (idealnie dwukrotnie) szybkości przesyłania informacji w sieci. Dodatkowo w przypadku uszkodzenia jednego z kabli sieć może współpracować z innym kablem (choć maksymalna prędkość będzie się zmniejszać).

W przypadku topologii pierścienia gwiazdy to nie same komputery są łączone w pierścień, ale specjalne koncentratory (pokazane na ryc. 1.16 jako prostokąty), do których z kolei komputery są podłączone za pomocą podwójnych linii komunikacyjnych w kształcie gwiazdy . W rzeczywistości wszystkie komputery w sieci znajdują się w zamkniętym pierścieniu, ponieważ wewnątrz koncentratorów linie komunikacyjne tworzą zamkniętą pętlę (jak pokazano na ryc. 1.16). Topologia ta umożliwia połączenie zalet topologii gwiazdy i pierścienia. Na przykład koncentratory umożliwiają zebranie wszystkich punktów połączeń kabli sieciowych w jednym miejscu. Jeśli mówimy o rozpowszechnianiu informacji, ta topologia jest odpowiednikiem klasycznego pierścienia.

Podsumowując, musimy także powiedzieć o topologii siatki, w której komputery są połączone ze sobą nie jedną, ale wieloma liniami komunikacyjnymi tworzącymi siatkę (ryc. 1.17).

Ryż. 1.17. Topologia sieci: pełna (a) i częściowa (b)

W topologii pełnej siatki każdy komputer jest bezpośrednio podłączony do wszystkich pozostałych komputerów. W tym przypadku wraz ze wzrostem liczby komputerów liczba linii komunikacyjnych gwałtownie rośnie. Ponadto jakakolwiek zmiana w konfiguracji sieci wymaga zmian w sprzęcie sieciowym wszystkich komputerów, dlatego topologia pełnej siatki nie jest powszechnie stosowana.

Topologia częściowej siatki zakłada bezpośrednie połączenia tylko dla najbardziej aktywnych komputerów, które przesyłają maksymalną ilość informacji. Pozostałe komputery są połączone poprzez węzły pośrednie. Topologia siatki pozwala wybrać trasę dostarczania informacji od abonenta do abonenta, omijając wadliwe obszary. Z jednej strony zwiększa to niezawodność sieci, z drugiej strony wymaga znacznych komplikacji sprzętu sieciowego, który musi wybrać trasę.