- 2. Локальные сети
- Локальная компьютерная сеть
- Принципы построения и схема локальной сети
- Классификация сетей по типу соединения устройств между собой
- Тип «звезда»
- Тип «кольцо»
- Тип «шина»
- Одноранговая сеть и клиент-сервис
- § 1. Локальная компьютерная сеть
- 1.2. Функции локальной сети
- 1.3. Оборудование
- 1.4. Одноранговая сеть
- 1.5. Принт-сервер
- 1.6. Сервер и локальные станции
2. Локальные сети
Локальная сеть — это объединение двух и более компьютеров в пределах одного или нескольких рядом расположенных зданий.
Если в сети присутствует сервер, то подключённые к нему станции — это клиенты сети. В чём преимущества такого устройства?
- храниться файлы общего доступа;
- быть установлены программы, которые также могут использовать станции;
- быть подключены принтеры, сканеры и другие периферийные устройства для общего использования.
- сетевая плата (сетевой адаптер) для кабельного подключения по стандарту Ethernet;
- коммутаторы, которые используются для объединения рабочих станций в сети с топологией «звезда»;
- маршрутизатор (роутер) — устройство для передачи пакетов данных как внутри одной сети, так и в подсети;
- адаптеры и маршрутизаторы Wi-Fi, для организации работы станций с беспроводным соединением.
Где невозможно провести проводную компьютерную сеть, используют беспроводные: Bluetooth (радиус действия небольшой, до \(20\) м, скорость до \(24\) Мбит/с), Wi-Fi (нужна точка доступа, например роутер; главный недостаток — это ограниченное количество подключаемых устройств).
Пропускная способность сети (скорость передачи) — это количество бит, передаваемых за секунду времени (бит/с, Кбит/сек, Мбит/сек).
Локальная компьютерная сеть
Локальная компьютерная сеть — это сеть, которая покрывает относительно небольшую территорию или небольшую группу зданий, т.е. она позволяет выполнять соединение нескольких устройств в одну систему, внутри которой происходит некий обмен данных.
Локальные сети отличаются от глобальных тем, что располагаются на ограниченной территории.
Назначение локальной сети — осуществление совместного доступа к данным, программам и оборудованию.
Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.
В настоящее время их можно обнаружить очень часто. Ими пользуются:
В локальных сетях используются высококачественные линии связи. Большую популярность из них имеют такие, как: витые пары и оптоволоконные кабели.
Принципы построения и схема локальной сети
Главным элементом локальной сети являются компьютер. Также участие принимают:
- принтеры;
- сетевое оборудование;
- серверы;
- хранилища;
- телевизоры;
- телефоны и др.
Эти устройства относятся к категории оконечных узлов.
В сети присутствуют и промежуточные элементы, такие как:
- маршрутизаторы;
- роутеры;
- модемы;
- коммутаторы;
- точки беспроводного доступа.
Обе группы связаны между собой сетевой средой, которая взаимодействует со структурой через оптоволоконные кабели и радиоволны Wi-Fi. Благодаря этой среде происходит взаимодействие между элементами.
Локальные сети обладают рядом преимуществ:
- Разделение ресурсов, которые позволяют экономно использовать ресурсы в информационной среде.
- Разделение данных способствует доступу к одному файлу с разных компьютеров.
- Разделение программных средств позволяют работать в одном приложении с разных устройств.
Существует два основных направления при создании такой схемы:
- Проводная схема. При создании проводной системы используются специальные коаксиальные кабели или витые пары (технология Ethernet-соединение). Коаксиальные кабели используются реже, чем витые пары. Это объясняется тем, что скорость передачи и масштаб охвата территории у второго выше. Максимальная скорость передачи данных коаксиальных кабелей составляет 10 Мбит/с., а в витых парах — может достигать 1024 Мбит/с.
- Беспроводная схема построена на основе передачи данных посредством радиоволн, которые распределяются между всеми устройствами, девайсами, в качестве которых выступают маршрутизаторы (роутеры и модемы), точки доступа (компьютер, телефон), коммутационные устройства, повторители сигнала. При такой организации сети используются оптоволоконные кабели, которые подключаются к основному источнику сети. Беспроводные сети позволяют разносить сигнал до 2 км., а частота достигает 2,4 и 5,1 МГц.
Классификация сетей по типу соединения устройств между собой
Топология — это то, каким образом и в каком порядке связываются сети между собой.
Топология бывает трех видов:
Тип «звезда»
Информация между пользователями передается через единый центральный узел, который может быть выражен через сервер или концентратор.
К преимуществам относится то, что он отличается быстродействием, а также наблюдается отсутствие столкновения между передаваемыми данными.
У данного типа сети имеются и недостатки:
- Низкая надежность, что объясняется функционированием единого центрального узла, который может выйти из-под контроля.
- Высокие затраты на подключение компьютеров.
Тип «кольцо»
Все компьютеры подключаются в одну линию, которая замыкается в кольцо. Вся маркировка, т.е. специальные сигналы, в данном случае передаются в одном направлении по одной линии, проходя через каждый компьютер, пока необходимый «пакет» не дойдет до нужного адресата.
После принятия компьютер посылает обратно источнику информации подтверждение факта получения данных. Получив подтверждение, передающий компьютер создает новый маркер и возвращает его в сеть.
Такая система считается эффективной, т.к. позволяет отправлять несколько сообщений друг за другом, не дожидаясь получения ответа за первое сообщение. Также преимуществом является то, что тип «кольцо» позволяет подключаться устройствам друг к другу на значительных расстояниях, без использования специального усилителя сигнала.
Из недостатков можно отметить данные факторы:
- Тип «кольцо» обладает низкой надежностью, т.к. нарушения в работе одного компьютера ведет к сбою всей системы сети.
- При большом количестве пользователей, процесс начинает зависать.
- При таком типе локальной сети, общая производительность определяется работоспособностью компьютера с наименьшей мощностью.
Тип «шина»
Все клиенты подключаются к одному каналу, и при этом могут взаимодействовать с любым компьютером, который в сети. Т.е. данные в виде электрических сигналов передаются всем доступным устройствам, но принимать может только тот, чей адрес соответствует адресу получателя.
Из преимуществ можно отметить:
- Вся информация находится в сети и каждый может ею воспользоваться.
- Обладает высокой надежностью, поскольку работоспособность сети не зависит от производительности отдельных компьютеров.
- Низкая скорость передачи данных.
- Быстродействие зависит от количества подключенных устройств.
- Низкая безопасность, т.к. данные с одного компьютера можно увидеть с другого, находящегося в сети.
Одноранговая сеть и клиент-сервис
На практике при создании локальной вычислительной сети в одном здании может быть использовано сочетание топологии. Благодаря сложной структуре можно эффективно и безопасно защитить данные, изолировав их от доступа в ветках подсетей и ограничив к ним доступ.
Также существует две модели локальных вычислительных сетей: одноранговая и клиент-сервис.
В первом случае все компьютеры равны между собой, но при этом информация в них распределена. Т.е. пользователь любого компьютера сети может ограничить доступ к информации, находящейся на его устройстве. А доступными данными можно управлять с других компьютеров, например, распечатывать и изменять файлы и т.д.
Из преимуществ данной модели можно отметить ее простоту реализации и экономичность.
Но, не смотря на это, она имеет и ряд недостатков:
- Низкая производительность при подключении большого количества устройств.
- Отсутствие единой информационной базы.
- Низкая безопасность.
При типе «клиент-сервис» имеется один или несколько главных компьютеров, которые управляют производительностью всей системы сети. Они используются для хранения информации и ее обработки. Такая модель обладает высокой скоростью сети, наличием единой информационной базы и системы безопасности.
К недостаткам можно отнести высокую стоимость создания данного типа сети, т.к. требуется приобретение отдельного специального сервера, которым будет управлять администратор сети.
§ 1. Локальная компьютерная сеть
Отдельные компьютеры связаны между собой не только дискетами, но и помощью других средств передачи информации. Многие компьютеры входят в состав локальных компьютерных сетей.
Локальная компьютерная сеть, или локальная сеть, или локальновычислительная сеть (ЛВС) — это множество компьютеров, соединенных между собой специальными кабелями, используемыми для передачи информации между компьютерами.
1.2. Функции локальной сети
Локальная сеть выполняет следующие функции:
1) совместное использование данных;
2) обмен данными, например, электронную почту — отправку сообщений в сети указанным адресатам. Электронная почта изначально появилась в локальных сетях; с развитием глобальных сетей глобальная электронная почта заняла лидирующее положение;
3) совместное использование программ;
4) совместное использование модемов, принтеров и других устройств.
1.3. Оборудование
Для организации локальной сети необходимо специальное оборудование и программное обеспечение. Из оборудования назовем:
1) сетевую карту, или сетевой контроллер, которая вставляется в компьютер в системную плату и позволяет компьютеру получать данные из локальной сети и передавать данные в сеть;
2) кабели с сетевыми разъемами для подключения к сетевым картам;
3) хабы, или концентраторы, к которым и подключаются непосредственно все компьютеры.
Скорость обмена информацией составляет 10 Мбит/с и 100 Мбит/с.
1.4. Одноранговая сеть
Когда все компьютеры в сети равноправны, одного ранга, такая сеть называется одноранговой.
В качестве программного обеспечения в одноранговых сетях может использоваться Windows. Их основной недостаток — слабая или низкая защиты передаваемой по сети информации от другого пользователя, работающего за другим компьютером. Такие сети — для дружных коллективов.
1.5. Принт-сервер
Как уже отмечалось, принтер можно совместно использовать в локальной сети. Эффективней, когда он подключен к сети независимо, как равноправное устройство, и называется принт-сервером. Совместное использование принтера, подключенного к какому-нибудь компьютеру, ведет к дополнительной нагрузке на компьютер, к которому он подключен. Такая же дополнительная нагрузка на компьютер происходит, если на компьютере хранятся какие-либо данные общего пользования.
1.6. Сервер и локальные станции
Чаще в локальных сетях ставится сервер — выделенный компьютер, который занимается исключительно обслуживанием локальной сети и совместно используемых данных. В этом случае получаем локальную сеть с выделенным сервером.
На сервере пользователи не работают, поэтому он обычно размещается в недоступном для них месте. Простые компьютеры, подключенные к серверу, называются локальными, или рабочими, станциями.
В вышеприведенную схему объединения компьютеров в локальную сеть сервер вписывается очень просто: один из подключенных к хабу компьютеров, обычно специализированный и самый мощный, назначается сервером, после чего на него ставится специальная операционная система — серверное программное обеспечение.
На сервере используются операционные системы Novell NetWare, Microsoft (Windows NT Server, Windows Server Foundation, Windows Server Enterprise Edition и т.п.), UNIX, Linux и FreeBSD, Sun Solaris (операционная система HP-UX, разработанная в компании Hewlett-Packard), AIX (является клоном UNIX производства IBM), Mac OS X, созданная компанией Apple совместно с рядом университетских ученых, основана на BSD UNIX.