2. Топология, оборудование лвс
Топология (структура) ЛВС может быть звездообразной, кольцевой, шинной (магистральной или линейной), древовидной, комбинированной. Последнее характерно для корпоративных сетей, включающих разнородные, территориально распределенные ЛВС.
Топология сети – способ (логическая схема) соединения компьютеров в сети. Наибольшее распространение получили ЛВС шинной и звездообразной топологии, протокол обмена данными (метод доступа) Ethernet.
Метод доступа – набор правил, определяющий использование канала передачи данных, соединяющего компьютеры сети. Скорость передачи данных в ЛВС 100 и более Мбит/с.
В звездообразной ЛВС (топология «звезда») каждый компьютер через сетевой адаптер подсоединяется отдельным кабелем к объединяющему устройству – концентратору (или коммутатору). В ЛВС с общей шиной (топология «шина») сообщения любого компьютера поступают во все компьютеры, но распознаются и принимаются только тем, кому они адресованы (предназначены). В ЛВС с кольцевой топологией данные передаются от одного компьютера к другому как бы по эстафете до нужного.
ЛВС включает четыре основные компоненты: сетевые рабочие станции (ПК с сетевыми адаптерами, подключаемыми к кабелю), кабельную систему, коммуникационное оборудование, серверы. ПК пользователей сети называют также клиентскими компьютерами.
На сетевые рабочие станции устанавливается настольная (клиентская) операционная система. ЛВС работает под управлением сетевой (серверной) операционной системы, которая устанавливается на компьютере-сервере.
В ЛВС масштаба предприятия в зависимости от количества одновременно работающих клиентских компьютеров, объема обрабатываемой информации, ограничений по времени решения задач используется один или несколько компьютеров-серверов.
При большом объеме обрабатываемых и хранимых данных применяются дисковые массивы RAID (возможна «горячая» замена в процессе работы). Для хранения копий баз данных АИС предприятий (базы данных бухгалтерского учета, архивируются, например, ежедневно) используются стримеры, магнитооптические накопители (дисководы) с перезаписываемыми МО-дисками. Для обеспечения надежной работы компьютера-сервера используется источники бесперебойного питания (UPS).
Если предприятие имеет автономно работающие ПК, для создания ЛВС топологии «звезда» надо дополнительно приобрести: сервер, источник бесперебойного питания, сетевые адаптеры (платы) по числу ПК, коммутатор, кабель «витая пара», сетевую (серверную) ОС. Для подключения (доступа) к сети Интернет по телефонной линии необходим модем.
Аппаратный комплекс ЛВС магазина включает, например, сервер, источник бесперебойного питания, сетевые рабочие станции (ПК) для специалистов (бухгалтера, менеджера и др.), контрольно-кассовые аппараты (POS-терминалы) с подключенными сканерами штрих-кодов, считывателями магнитных карт (картридерами), принтеры для печати документов, штрих-кодов и этикеток.
В последние годы находят применение беспроводные локальные вычислительные сети (Wireless Local Area Network или WLAN). WLAN — это вид ЛВС, использующий для связи и передачи данных между узлами высокочастотные радиоволны (не кабельные соединения). Установка таких сетей рекомендуется там, где монтаж кабельной сети невозможен или экономически нецелесообразен. Эта технология обеспечивает доступ к ресурсам корпоративной или сети Интернет не только со своего постоянного рабочего места, но и из так называемых точек доступа (hot spots), находящихся в аэропортах, бизнес-центрах, гостиницах и других общественных местах (Wi-Fi) . Для работы пользователю необходимо иметь ноутбук и PCMCIA WLAN адаптер.
На предприятиях беспроводные ЛВС создаются с использованием беспроводной технологии передачи данных по радиоканалу Wi—Fi. Wi-Fi — это промышленное название технологии беспроводного обмена данными, относящееся к группе стандартов организации беспроводных сетей IEEE 802.11. Это технология позволяет создавать вычислительные сети, соответствующие стандартам для обычных проводных сетей (например, Ethernet), без использования кабельной проводки. В качестве носителя информации в таких сетях выступают радиоволны.
В беспроводной сети используются точки доступа, беспроводные сетевые адаптеры (Wi-Fi адаптеры), другое оборудование. Точка доступа в беспроводной сети выполняет функции, аналогичные коммутатору в проводной сети. Радиус действия в помещениях – десятки метров. В точке доступа установлен радиомодуль, который выполняет функции приема-передачи данных. Такой же модуль, называемый беспроводным сетевым адаптером, устанавливается в ПК, ноутбук. Wi-Fi адаптер — это устройтво, которое устанавливается непосредственно в компьютер, для того, чтобы он «увидел» беспроводную сеть. Адаптеры бывают нескольких разновидностей — PCI (внутренний в стационарный компьютер), USB (внешний в стационарный компьютер или ноутбук), PCMCIA (внутренний в ноутбук) или встроенный. Ноутбуки, интернет-планшеты, имеют встроенные беспроводные сетевые адаптеры (средства беспроводного доступа в Интернет), например, Wi-Fi, WiMax.
Точки доступа подключаются к сети Интернет, например, через коммутатор с поддержкой VLAN (рис).
Рис. Беспроводная сеть в офисном помещении с использованием WLAN контроллера
Контроллер WLAN концентрирует в себе функции управления, защиты данных и соединения с проводной сетью для точек доступа. Контроллеры обычно являются достаточно производительными компьютерами, которые могут обслуживать десятки точек доступа.
Беспроводные (Wi-Fi сети) и проводные сети совместимы (рис).
Рис. Схема проводной и беспроводной сети предприятия
Если на предприятии имеется локальная сеть, то нет необходимости менять ее для подключения беспроводного доступа. Например, при расширении офисных площадей нужно подключить к имеющейся сети необходимое количество точек доступа
Топология локальной компьютерной сети
Топологией сети называется физическую или электрическую конфигурацию кабельной системы и соединений сети.
В описании топологии сетей применяются несколько специализированных терминов: • узел сети — компьютер, либо коммутирующее устройство сети; • ветвь сети — путь, соединяющий два смежных узла; • оконечный узел — узел, расположенный в конце только одной ветви; • промежуточный узел — узел, расположенный на концах более чем одной ветви; • смежные узлы — узлы, соединенные, по крайней мере, одним путём, не содержащим никаких других узлов.
Существует всего 5 основных типов топологии сетей:
1. Топология “Общая Шина”. В этом случае подключение и обмен данными производится через общий канал связи, называемый общей шиной: Общая шина является очень распространенной топологией для локальных сетей. Передаваемая информация может распространяться в обе стороны. Применение общей шины снижает стоимость проводки и унифицирует подключение различных модулей. Основными преимуществами такой схемы являются дешевизна и простота разводки кабеля по помещениям. Самый серьезный недостаток общей шины заключается в ее низкой надежности: любой дефект кабеля или какого-нибудь из многочисленных разъемов полностью парализует всю сеть. Другим недостатком общей шины является ее невысокая производительность, так как при таком способе подключения в каждый момент времени только один компьютер может передавать данные в сеть. Поэтому пропускная способность канала связи всегда делится здесь между всеми узлами сети.
2. Топология “Звезда”. В этом случае каждый компьютер подключается отдельным кабелем к общему устройству, называемому концентратором, который находится в центре сети:
В функции концентратора входит направление передаваемой компьютером информации одному или всем остальным компьютерам сети. Главное преимущество этой топологии перед общей шиной — большая надежность. Любые неприятности с кабелем касаются лишь того компьютера, к которому этот кабель присоединен, и только неисправность концентратора может вывести из строя всю сеть. Кроме того, концентратор может играть роль интеллектуального фильтра информации, поступающей от узлов в сеть, и при необходимости блокировать запрещенные администратором передачи. К недостаткам топологии типа звезда относится более высокая стоимость сетевого оборудования из-за необходимости приобретения концентратора. Кроме того, возможности по наращиванию количества узлов в сети ограничиваются количеством портов концентратора. В настоящее время иерархическая звезда является самым распространенным типом топологии связей как в локальных, так и глобальных сетях.
3. Топология “Кольцо”. В сетях с кольцевой топологией данные в сети передаются последовательно от одной станции к другой по кольцу, как правило, в одном направлении:
Если компьютер распознает данные как предназначенные ему, то он копирует их себе во внутренний буфер. В сети с кольцевой топологией необходимо принимать специальные меры, чтобы в случае выхода из строя или отключения какой-либо станции не прервался канал связи между остальными станциями. Преимущество данной топологии — простота управления, недостаток — возможность отказа всей сети при сбое в канале между двумя узлами.
4. Ячеистая топология. Для ячеистой топологии характерна схема соединения компьютеров, при которой физические линии связи установлены со всеми рядом стоящими компьютерами:
В сети с ячеистой топологией непосредственно связываются только те компьютеры, между которыми происходит интенсивный обмен данными, а для обмена данными между компьютерами, не соединенными прямыми связями, используются транзитные передачи через промежуточные узлы. Ячеистая топология допускает соединение большого количества компьютеров и характерна, как правило, для глобальных сетей. Достоинства данной топологии в ее устойчивости к отказам и перегрузкам, т.к. имеется несколько способов обойти отдельные узлы.
5. Смешанная топология. В то время как небольшие сети, как правило, имеют типовую топологию — звезда, кольцо или общая шина, для крупных сетей характерно наличие произвольных связей между компьютерами. В таких сетях можно выделить отдельные произвольно подсети, имеющие типовую топологию, поэтому их называют сетями со смешанной топологией.