Глава 1. Определение лвс
Что такое локальная вычислительная сеть (ЛВС)? Под ЛВС понимают совместное подключение нескольких отдельных компьютерных рабочих мест (рабочих станций) к единому каналу передачи данных. Благодаря вычислительным сетям мы получили возможность одновременного использования программ и баз данных несколькими пользователями.
Понятие локальная вычислительная сеть — ЛВС (англ. LAN — Lokal Area Network) относится к географически ограниченным (территориально или производственно) аппаратно-программным реализациям, в которых несколько компьютерных систем связанны друг с другом с помощью соответствующих средств коммуникаций. Благодаря такому соединению пользователь может взаимодействовать с другими рабочими станциями, подключенными к этой ЛВС.
В производственной практике ЛВС играют очень большую роль. Посредством ЛВС в систему объединяются персональные компьютеры, расположенные на многих удаленных рабочих местах, которые используют совместно оборудование, программные средства и информацию. Рабочие места сотрудников перестают быть изолированными и объединяются в единую систему. Рассмотрим преимущества, получаемые при сетевом объединении персональных компьютеров в виде внутрипроизводственной вычислительной сети.
1.2. Архитектура лвс
При создании локальной вычислительной сети (ЛВС), ее архитектура должна соответствовать задачам, выполняемым данной сетью, а это значит, что она может быть совершенно разной в зависимости от конкретных условий. К примеру, требования, предъявляемые к вычислительной сети для нескольких однотипных персональных компьютеров, находящихся на небольшом расстоянии друг от друга, существенно отличаются от требований к вычислительной сети, создаваемой для обеспечения работы крупного вычислительного центра, работающего с мощными серверами и мейнфреймами. Отсюда следует, что архитектура ЛВС зависит от условий, заданных техническим заданием на проектирование сети. Существует несколько типов сетевой архитектуры, которые могут применяться как в единственном числе, так и в сочетании друг с другом, особенно в случаях, когда единая архитектура ЛВС требует объединить несколько раздельных вычислительных сетей, которые организуются по разным принципам. Общая для всего проекта архитектура ЛВС, является основой для организации построения сети на физической уровне.
Влияние на отказоустойчивость и управляемость сети оказывает ее архитектура. Правильный выбор архитектуры и топологии сети должен предусматривать многоуровневый подход. Он заключается в представлении архитектуры создаваемой сети в виде иерархических уровней, каждый из которых решает определенные для этого уровня задачи.
Многоуровневая архитектура локальных вычислительных сетей предусматривает организацию четырех уровней иерархии:
- уровень доступа (access layer);
- уровень распределения (distribution layer);
- уровень ядра (core layer);
- серверная ферма» (Server farm).
1.3. Одноранговые сети
В одноранговых сетях любой компьютер может быть и файловым сервером, и рабочей станцией одновременно. Преимущество одноранговых сетей заключается в том, что нет необходимости копировать все используемые сразу несколькими пользователями файлы на сервер. В принципе любой пользователь сети имеет возможность использовать все данные, хранящиеся на других компьютерах сети, и устройства, подключенные к ним. Основной недостаток работы одноранговой сети заключается в значительном увеличении времени решения прикладных задач. Это связано с тем, что каждый компьютер сети отрабатывает все запросы, идущие к нему со стороны других пользователей. Следовательно, в одноранговых сетях каждый компьютер работает значительно интенсивнее, чем в автономном режиме. Затраты на организацию одноранговых вычислительны сетей относительно небольшие, Однако при увеличении числа рабочий станций эффективность их использования резко уменьшается Пороговое значение числа рабочих станций составляет, по оценкам фирмы Novell, 25-30. Поэтому одноранговые сети используются только для относительно небольших рабочих групп.
33. Определение локальной сети. Основные и вспомогательные компьютеры локальных сетей. Понятие протокола и интерфейса.
локальная сеть – это совокупность двух и более компьютеров, объединенных коммуникационными связями с целью распределения сетевых аппаратно-программных, информационных и др. ресурсов. Локальные сети могут объединяться в корпоративные (крупных предприятий и компаний) и региональные сети. Корпоративные и региональные сети, в свою очередь, могут объединяться в глобальные (страны, международные). Объединение глобальных сетей представляет собой суперглобальную сеть (сеть сетей) Интернет.
Сетевые ЭВМ принято делить на основные и вспомогательные. К основным относятся ЭВМ-клиенты, к вспомогательным – серверы, хост-ЭВМ (host). Клиент – это ЭВМ, посылающее запрос к серверу. Сервер – персональная или виртуальная ЭВМ, выполняющая функции по обслуживанию клиента и распределяющая сетевые ресурсы (принтеры, базы данных, программы, внешнюю память и др.). Хост-ЭВМ – это ЭВМ, установленная в узлах сети и решающая вопросы коммутации в сети.
Правила взаимодействия разных систем одного уровня называют протоколом, правила взаимодействия соседних уровней в одной системе – интерфейсом.
34. Среды доступа локальных сетей. Средства маршрутизации локальных сетей.
Компьютеры могут соединяться между собой, используя различные среды доступа: медные проводники (витая пара), оптические проводники (оптические кабели) и через радиоканал (беспроводные технологии). Проводные связи устанавливаются через Ethernet, беспроводные — через Wi-Fi, Bluetooth, GPRS и прочие средства. Отдельная локальная вычислительная сеть может иметь шлюзы с другими локальными сетями, а также быть частью глобальной вычислительной сети (например, Интернет) или иметь подключение к ней.
Чаще всего локальные сети построены на технологиях Ethernet или Wi-Fi. Следует отметить, что ранее использовались протоколы Frame Relay, Token ring, которые на сегодняшний день встречаются всё реже, их можно увидеть лишь в специализированных лабораториях, учебных заведениях и службах. Для построения простой локальной сети используются маршрутизаторы, коммутаторы, точки беспроводного доступа, беспроводные маршрутизаторы, модемы и сетевые адаптеры. Реже используются преобразователи (конвертеры) среды, усилители сигнала (повторители разного рода) и специальные антенны.
Важными составляющими сетей являются средства маршрутизации: повторители, мосты, маршрутизаторы, шлюзы. Повторитель – самый простой тип устройства для соединения однотипных ЛВС, он ретранслирует все принимаемые пакеты из одной ЛВС в другую. Мост – устройство связи, позволяющее соединить ЛВС с одинаковыми и разными системами сигналов. Маршрутизатор – устройство связи, аналогичное мосту, выполняющее функции передачи пакетов в соответствии с определенными протоколами, обеспечивающее соединение ЛВС на сетевом уровне. Шлюз – устройство соединения ЛВС с глобальной сетью.
35. Уровни локальных сетей.
ISO установила семь уровней сети: 1 – физический, 2 – канальный, 3 – сетевой, 4 – транспортный, 5 – сеансовый, 6 – представительный, 7 – прикладной.
Первый уровень (физический) определяет некоторые физические характеристики канала.
Второй уровень (канальный) управляет передачей данных между двумя узлами сети.
Третий уровень (сетевой) обеспечивает управление потоком, маршрутизацию.
Четвертый уровень (транспортный) отвечает за стандартизацию обмена данными между программами, находящимися на разных ЭВМ сети.
Пятый уровень (сеансовый) определяет правила диалога прикладных программ, проверки прав доступа к сетевым ресурсам.
Шестой уровень (представительный) определяет форматы данных, алфавиты, коды представления специальных и графических символов.
Седьмой уровень (прикладной) определяет уровень услуг (электронная почта, телекс, телефакс, видеотекст, телетекст и др.).