Компьютерную сеть в пределах одного или нескольких зданий называют локальной

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).

Источник

8 Лекция по компьютерным сетям компьютерные сети

Компьютерная сеть – соединенные между собой компьютеры. Позволяет об­­­мениваться данными и совместно использовать общие ресурсы – документы, дан­ные, программы технические устройства (принтеры, вычислительные мощ­нос­ти процессоров и т.п.).

Локальная сеть соединяет компьютеры в одном помещении, здании или нес­ко­льких соседних зданиях. Охватывает не более нескольких де­сят­ков ком­пь­ю­­те­ров, расположенных на расстоянии от нескольких метров до 2 ки­лометров.

Корпоративная сеть соединяет компьютеры и ло­ка­ль­ные сети ор­­ганизации (ком­пании, министерства и т.п.), которые могут на­хо­дить­ся в раз­ных регионах и стра­нах. Региональная сеть соединяет компьютеры и локальные сети на тер­ри­то­­рии го­_­­­рода, региона. Глобальная сеть соединяет компьютеры и ло­кальные се­ти на большой тер­ри­то­рии (разные страны и материки). Регио­наль­ные и гло­баль­­ные сети называют территориальными.

В мире несколько сотен глобальных сетей. Наиболее мощная – всемирная сеть Ин­тер­нет (Internet), основанная на оказавшейся очень эффективной тех­но­логии (про­то­ко­лах). Локальную или корпоративную сеть, работающую по той же технологии (что, в частности, обеспечивает удобное включение в Ин­тер­нет) на­зывают Интранет (Intranet, Интрасеть).

Лицо или орган управляющие работой сети (если они есть в данной сети) на­зы­вают системным администратором.

Локальные сети могут быть одноранговыми – все узлы (компьютеры) рав­но­прав­ны или (в большинстве случаев) с выделенным сервером. Функции сервера * (цен­трального компьютера) может выполнять спе­ци­аль­ный мощный или обыч­ный персональный компьютер (ПК). При этом остальные ком­пьютеры (чаще все­го обычные ПК) называют рабочими станциями или кли­ен­тами.

Топология (конфигурация) локальной сети – схема соединения ком­пь­ю­те­ров. Все варианты топологии основаны на трех базовых:

кольцо – компьютеры соединяются «по кругу»;

звезда (радиальная) – каждый компьютер соединен с центральным узлом;

шинная – все компьютеры подключены к линейной шине (магистрали, ли­нии пе­­­редачи).

Для соединения компьютеров в локальной сети могут использоваться:

• витая пара (скрученная пара медных проводов) * * – скорость передачи до 100 Мбит/с, рас­сто­яние до 1 км, обычно в пре­делах 100 м;
• коаксиальный кабель (внутренняя медная жила, слой изоляции, внешний экран, оболочка, пример – телевизионная антенна) – скорость пере­да­чи до 500 Мбит/с, рас­сто­яние до 10 км;
• волоконно-оптический (стекло-волоконный, оптоволоконный) кабель ( пе­ре­­дача света по цен­тральному стекловоду – волокну из кварцевого стекла тол­щиной в человеческий волос, окруженному стек­лян­ной оболоч­кой) – ско­рость передачи до 100 Гбит/с, рас­с­то­я­ние (без ретрансляции) более 50 км.

Используется также беспроводная связь электромагнитными волнами раз­лич­но­го ди­а­па­зо­на, включая спутниковую связь и инфракрасное излучение. В част­нос­ти, бес­про­водная локальная сеть стандарта Wi-Fi(WirelessFidelity– бес­про­вод­ная точ­ность) обеспечивает скорость передачи до 11 Мбит/сек. Для подключения компьютера к сети может использоваться:

• сетевая плата (сетевая карта, сетевой адаптер), подключающая его к спе­циальной ка­бель­ной линии для передачи сигналов в цифровом дво­ич­ном ко­де (каждая карта имеет уникальнй 48-битовый ад­ре­с);
• модем (модулятор–демодулятор), подключающая его к телефонной ли­нии. Здесь цифровые данные компьютеры преобразуются в непрерывные элек­трические импульсы (модулируются), передаются по телефонным ка­на­лам, а после приема снова преобразуются в цифровой двоичный код (де­­модулируются).

Для связи на дальнее расстояние (расширение сети) и соединения локальных се­­тей используется коммуникационное оборудование (отдельный компьютер с до­пол­ни­тельной аппаратурой или рабочая станция (сервер) с несколькими сетевыми платами):

• повторитель (репитер*) усиливает сигнал для передачи его далее по се­ти;
• концентратор (хаб* *) объединяет несколько рабочих станций, под­клю­­чая их как единый сегмент к сети;
• мост соединяет сегменты одной сети или сети с одинаковой технологией пе­редачи данных;
• маршрутизатор (роутер* **) соединяет сети разного типа, но с одинако­вым про­г­раммным обеспечением, определяя куда нужно направить дан­ные и луч­ший маршрут их передачи;
• шлюз соединяет сети с разными технологиями пе­редачи данных;

Такое оборудование подразделяют на мультиплексоры(один выход, нес­ко­ль­ко входов),де­мул­ьтиплексоры(несколько выходов, один вход) иком­му­та­то­­ры(нес­колько входов и вы­хо­дов). Для защиты информации используются сетевые экраы (межсетевой экран, щит, бран­д­ма­у­эр, файрвол,FireWall* ***)– прог­рам­мы, специальные технические уст­рой­ст­ва или специально вы­­­де­лен­ный ком­­пь­ютер, которые «отгораживают» защища­е­мый компьютер или локальную сеть от внеш­­ней се­ти, пропуская в обе стороны толь­ко разрешенные данные и ко­ман­ды, а при за­труд­­­не­ниях об­ра­щающиеся за раз­решением к администратору сети. Взаимодействие компьютеров в сети обеспечивается за счет соблюдения се­те­вых про­то­колов – правил представления и передачи данных, которые ре­а­ли­зу­ются ап­па­­ратно или программно. Передача данных состоит из ряда этапов (ур­ов­ней), на каж­­дом из которых используется свой протокол. Эталонной является модель обмена информацией в открытой системеOSI (Open System Interchange) или модель взаимодействия открытых систем, пред­ло­­женная в 1984 г. и включающая 7 уровней про­то­колов:

1. физический– непосредственная передача сигналов по линиям связи;
2. канальный (уровень соединения)– формирование сиг­на­лов для передачи, обнаружение и ис­прав­ление ошибок, возникающих при физической пере­да­че (этот уровень может реализоваться мо­демом или сетевой картой);
3. сетевой – определение маршрутов (маршрутизация) передачи пакетов, на ко­­торые разбиваются передаваемые данные (разные пакеты из одного со­об­ще­ния могут направляься по разным путям);
4. транспортный – формирование адреса отправителя и получателя, разборка дан­ных на пакеты и сборка на компьютере–получателе с контролем доставки пакетов и устранением возникших при этом ошибок;
5. сеансовый– открытие и закрыти сеанса связи с определением ее характера (од­­ностороняяя или двухстороняя, последовательная или параллельная передача в обе стороны);
6. представительный– определение кодов и форматов передачи данных с соответствующим их преобразованием;
7. прикладной – определение данных для передачи, формируемых прикладной программой (например, отправления по электронной почте).

На компьютере отправителя выполняются этапы с 7-го по 1–ый уровень, а на ком­пьютере получателя те же этапы в обратном порядке для восстановления со­об­­щения. На промежуточных ком­пьютерах могут выполняться с 1-го по 3-ий этап для дальнейшей отправки поступившего пакета (который является частью все­го сообщения).

Источник

7 Локальные компьютерные сети

Компьютерной сетью называется группа компьютеров, соединенных между собой с помощью специальной аппаратуры, обеспечивающей обмен данными. Компьютерные сети создаются с целью объединения ресурсов нескольких компьютеров (от двух до нескольких миллионов). Под ресурсами компьютера понимаются память, в которой хранится информация, и производительность процессора, определяющая скорость обработки данных. В компьютерной сети общая память и производительность всей вычислительной системы распределены между входящими в неё ЭВМ. Это позволяет создавать распределенные базы данных и выполнять распределенную обработку данных, когда вычислительная задача решается сразу на нескольких компьютерах.

Компьютерные сети подразделяются на локальные и глобальные.

Компьютерные сети предназначены для решения следующих задач:

• обеспечение совместного использования аппаратных и программных ресурсов сети;
• обеспечение совместного доступа к ресурсам данных.

7.2. Топология локальных сетей

Локальной сетью называются компьютеры, расположенные в пределах одного или нескольких рядом стоящих зданий и объединенные с помощью кабелей и разъёмов. Так как электрический сигнал ослабевает при передаче по кабелю, то расстояние между компьютерами в локальной сети ограничено. Обычно длина кабеля, по которому передаются данные между компьютерами, не должна превышать 1 км. Для подключения компьютера к локальной сети требуется устройство, называемое сетевым адаптером. Если в сети имеется специальный компьютер, выделенный для совместного использования участниками сети, он называется файловым сервером. Компьютерные сети, в которых нет выделенного компьютера и все компьютеры равноправны, называются одноранговыми. Пользователи, работающие в локальной сети, могут иметь разные права доступа к общим ресурсам сети. Управление правами доступа называется администрированием сети. Эту функцию выполняет системный администратор. Для подключения к сети каждый компьютер должен быть снабжен сетевой платой (адаптером), обеспечивающим его сопряжение с линией связи и с другими компьютерами, и специальным программным обеспечением. Линия связи, соединяющая компьютеры в сеть, проходит через все сетевые платы. Способ соединения компьютеров в сеть называется топологией сети. Все локальные сети строятся на основе трех базовых топологий: «звезда», «кольцо» и «шина». Топология «звезда» характерна тем, что в ней все узлы соединены с одним центральным узлом коммутации (рис. 13).

Рис. 13. Звездообразная топология сети Рис. 14. Кольцевая топология сети Достоинство такой топологии состоит в экономичности и удобстве организации управления взаимодействием компьютеров (абонентов). Звездообразную сеть легко расширить, поскольку для добавления нового компьютера нужен только один новый канал связи. Существенным недостатком звездообразной топологии является низкая надежность, поскольку при отказе центрального узла коммутации выходит из стоя вся сеть. В топологии «кольцо» компьютеры подключаются к повторителям (ретрансляторам) сигналов, связанным в однонаправленное кольцо (рис. 14). Достоинствами кольцевой сети являются её легкая расширяемость и равные права доступа к сети у всех компьютеров. Недостатками являются выход из строя всей сети при выходе из строя одного из ретрансляторов и необходимость остановки работы сети при изменении её конфигурации. В топологии «шина» все компьютеры подключаются к одному каналу связи с помощью приёмопередатчиков– трансиверов (рис. 15). Рис. 15. Шинная топология сети Канал оканчивается с двух сторон пассивными терминаторами, поглощающими передаваемые сигналы. Сообщение от передающего компьютера передается по шине в обе стороны всем компьютерам, но принимается только тем, адрес которого указан в сообщении. В каждый момент только один компьютер может вести передачу. Компьютеры, подключенные в сеть, только просматривают передаваемые данные, а не ретранслируют их, как в кольцевой топологии. Поэтому выход из строя одного из компьютеров не скажется на работе сети. Другими достоинствами шинной технологии являются её лёгкая расширяемость и экономичность каналов связи. Недостатком является уменьшение пропускной способности сети при больших объёмах передаваемой информации. Внастоящее время часто используются комбинированные топологии типа «звезда-шина» и «звезда-кольцо». В топологии «звезда-шина» несколько звездообразных сетей объединяются с помощью магистральной шины. При топологии «звезда-кольцо» несколько звездообразных сетей соединяются своими центральными узлами коммутации в кольцо.

Источник