Локальная сеть для начинающих
Домашняя локальная сеть становится все более обыденным и привычным явлением. Прошли те времена, когда при фразе «локальная сеть» перед глазами возникал образ небритого бородатого системного администратора, любящего пиво и шокирующего непонятными терминами. Во многих семьях у каждого члена семьи есть свой компьютер, и многие задумываются о том, как объединить все компьютеры в единую домашнюю сеть. Создать домашнюю локальную сеть не сложно, и цикле статьей на windata.ru описываются все необходимые аппаратные и программные средства, позволяющие создать высокоэффективную домашнюю сеть.
Из чего состоит локальная сеть
В общем случае, любая сеть состоит из нескольких компьютеров (2 и больше), предоставляющих совместный доступ к своим устройствам или программам. Сеть делает возможным взаимодействие компьютеров и установленных на них программ, за счет чего пользователи компьютеров могут работать совместно в единой сетевой среде.
Под совместным доступом можно понимать возможность единовременного или последовательного доступа нескольких пользователей к одному ресурсу или устройству. Например, в домашней сети совместный доступ может быть реализован к принтеру, сканеру, оптическому накопителю, модему, факсу, какой-либо программе, а также Интернету. Классический пример совместного доступа – это сетевая компьютерная игра, когда каждый компьютер имеет доступ к версии компьютерной игры на другом компьютере.
Существует несколько типов сетей, и локальная сеть – лишь одна из них. Локальная сеть представляет собой, по сути, сеть, используемую в одном здании или отдельном помещении, таком как квартира, для обеспечения взаимодействия используемых в них компьютеров и программ. Локальные сети, расположенные в разных зданиях, могут быть соединены между собой с помощью спутниковых каналов связи или волоконно-оптических сетей, что позволяет создать глобальную сеть, т.е. сеть, включающую в себя несколько локальных сетей.
Интернет является еще одним примером сети, которая уже давно стала всемирной и всеобъемлющей, включающей в себя сотни тысяч различных сетей и сотни миллионов компьютеров. Независимо от того, как вы получаете доступ к Интернету, с помощью модема, локального или глобального соединения, каждый пользователь Интернета является фактически сетевым пользователем. Для работы в Интернете используются самые разнообразные программы, такие как обозреватели Интернета, клиенты FTP, программы для работы с электронной почтой и многие другие.
Для совместной работы даже двух компьютеров недостаточно каким-то образом соединить их между собой. Для того чтобы физическое соединение стало работоспособным, необходимо использовать специальные сетевые программы. Итак, рассмотрим, что включает в себя каждая сеть:
- физические объекты сетевого взаимодействия, т.е. компьютеры или другие сетевые устройства (например, КПК или мобильные телефоны, имеющие сетевые интерфейсы);
- физическое соединение (кабель) или беспроводное соединение (инфракрасное или радиочастотное) между компьютерами или другими устройствами;
- операционная система, с помощью которой организовывается совместный доступ к компьютерам и/или другим устройствам; это может быть как домашняя операционная Windows XP/Vista/7, так и специализированная сетевая операционная система Windows Server.
- общий набор используемых сетевых протоколов;
- сетевые клиенты, т.е. программы, с помощью которых один компьютер может получить доступ к другому компьютеру.
Давайте посмотрим, для чего может использоваться сеть обычными домашними пользователями:
- доступ к Интернету;
- работа с электронной почтой;
- общий доступ к любым файлам;
- общий доступ к различным устройствам (жестким дискам, оптическим накопителям, принтерам);
- сетевое текстовое и голосовое общение;
- сетевое видеообщение;
- удаленная работа;
- совместная работа над каким-то проектом;
- резервирование и копирование данных.
Локальная сеть призвана объединить все домашние (или офисные) компьютеры в единое целое. Так игрок становится частью футбольной команды и множество солдат формируют батальон. Благодаря локальной сети все домашние компьютеры смогут обмениваться друг с другом данными и получат выход в Интернет. Сетевые компьютерные игры, общий файловый архив, общения и развлечения – все это вам подарит компьютерная сеть.
Прежде чем поговорить о конкретных устройствах, которые понадобятся для организации локальной сети, рассмотрим основные типы современных локальных сетей.
Типы локальной сети
В целом, существуют два основных типа локальной сети – децентрализованная сеть и сеть клиент-сервер.
Рассмотрим схему простейшей децентрализованной сети, показанной далее. Представим, что в вашей квартире есть 2 компьютера и 1 ноутбук, причем на каждом компьютере установлена операционная система Windows XP. Для того чтобы организовать децентрализованную сеть, необходимо, чтобы у каждого компьютера был сетевой адаптер. Практически все современные материнские платы и ноутбуки имеют такой вход (а то и два), так что ничего лишнего приобретать не потребуется. Если ж вам досталось нечто совсем уж «древнее», приобретите плату сетевого адаптера, которая устанавливается в разъем PCI или PCI-E.
Это общая схема децентрализованной сети. Обратите внимание, что в реальности компьютеры соединяются не так – им понадобится коммутатор (см. далее). На что сделан акцент в этой схеме – в том, что это именная децентрализованная сеть. Все компьютеры взаимодействуют друг с другом без участия сервера.
А вот схема этой же сети, но уже типа “клиент-сервер”.
Подробнее об оборудовании рассказывается в статье «Оборудование для домашней локальной сети».
Нужно установить и драйвер. Драйверы поставляются на компакт-дисках вместе с сетевыми адаптерами или системными платами. Кроме того, драйверы для множества популярных сетевых адаптеров изначально поддерживаются в Windows XP, Windows Vista и Windows 7, так что нередко и устанавливать ничего не потребуется.
После установки сетевых адаптеров и драйверов остается физически соединить между собой компьютеры с помощью кабеля или беспроводного соединения. В проводной сети чаще всего используется кабель Ethernet категории 5. Для физического соединения двух компьютеров понадобится только один кабель, если же компьютеров больше трех, вам понадобится специальное устройство, которое называется коммутатор, он же switch (или беспроводная точка доступа, если вы решили создать сеть без проводов).
Два ноутбука и настольный компьютер, соединенные в децентрализованную сеть через коммутатор.
Следует учитывать, что для соединения между собой только двух компьютеров (без коммутатора) необходимо использовать кабель со специальным перекрестным соединением («crossover»). Для соединения более чем двух компьютеров применяется стандартный кабель Ethernet.
Децентрализованные сети чаще всего используются в домашних сетях. Преимущество такой сети – в отсутствии необходимости приобретения компьютера для работы, например, в качестве файлового сервера, ведь файлы располагаются на всех компьютерах в сети.
Топология локальной сети
Каждый компьютер в сети подключается к другим компьютерам с помощью кабеля или беспроводного соединения. Схема физического подключения компьютеров в сети называется сетевой топологией. Всего существуют три основные топологии: «шина», «кольцо» и «звезда».
- Шина. Каждый компьютер в сети подключен последовательно к другому компьютеру в линейной последовательности. Сеть начинается с сервера или основного компьютера и завершается последним компьютером сети.
- Кольцо. Каждый компьютер подключен к другому компьютеру в кольцевой сети.
- Звезда. Каждый компьютер в сети подключен к центральной точке обмена данными.
Первые две топологии, шина и кольцо, были разработаны много лет назад и в настоящее время утратили свою популярность. Основной топологией современных локальных сетей является топология «звезда».
Основное преимущество этой топологии, основанной на технологии Ethernet, – расширяемость сети. На основе компьютеров, оснащенных сетевым адаптером Ethernet, можно создать сеть топологии «звезда», содержащую до 1024 компьютеров, подключенных к коммутатору или концентратору с использованием разъема RJ-45. Создание подобной сети не занимает много времени при условии, что настройка сетевой операционной системы была выполнена должным образом.
Домашняя сеть с топологией «звезда».
Для создания сети Ethernet требуется установить на компьютерах совместимые операционные системы (например, Windows XP), сетевые адаптеры с нужными драйверами, сетевой кабель (или адаптеры беспроводного соединения), а также коммутатор или концентратор.
Теперь представим, что вы установили в квартире коммутатор с 5 разъемами и подключили к нему компьютеры всех своих родных и близких. В результате свободных портов у коммутатора не осталось. При этом вам бы очень хотелось подключить еще и соседей по этажу, чтобы обмениваться с ним файлами и играть в компьютерные стратегические игры. Выходом будет все та же топология «звезда». Достаточно к специальному порту первого коммутатора подключить второй коммутатор, как вы получите возможность использовать свободные порты. Таким образом, благодаря схеме связующего древа, можно расширять вашу сеть практически до бесконечности. Именно по такому принципу создаются современные домашние сети.
Итак, подытожим, какие именно физические устройства требуются для создания локальной сети:
- сетевые адаптеры;
- коммутаторы;
- кабели (или радиочастотные каналы для беспроводной сети).
Коммутатор не выпустит вас в Интернет 🙂 Поэтому не путайте его с маршрутизатором – устройством, которое предназначено для обеспечения доступа из локальной сети в глобальную.
Подробнее о маршрутизаторах и другом оборудовании рассказывается в статье « Оборудование для домашней локальной сети ».