Лекция 16. Объединение компьютеров в локальную сеть
Глобальная сеть строится таким образом, что процессы передачи данных, процедуры управления и административные службы отдельных подсетей не изменяются существенно. Каждая из подсетей сохраняет свою автономность, хотя требования к сетевому управлению и контролю ожесточаются.
Локальная сеть проектируется как единая распределительная система, в которой приоритет отдается требованиям стандартности протоколов и эффективности общесетевых процедур управления.
При первом подходе объединение подсетей концентрируется в шлюзовых (межсетевых) устройствах. Сеть становится единой прежде всего с точки зрения пользователя. Такому подходу более всего соответствует глобальная сеть Интернет, реализованная механизмом виртуальных сетевых адресов компьютеров-клиентов.
Второй подход реализуется на практике в тех случаях, когда сеть физически соединяет компьютеры пользователей между собой и управляет ими на основе сервера. Совокупность компьютеров, обладающих возможностью информационного общения друг с другом, принято называть локальной компьютерной (вычислительной) сетью или ЛВС (LAN — Local Area Network). Самой распространенной технологией локальной компьютерной сети с середины 1990-х гг. стал Ethernet. Рассмотрим общую структуру ЛВС.
Локальные вычислительные сети бывают одно- и двухранговыми (иерархическими).
В крупных сетях с большим числом компьютеров организовывают двухранговую (иерархическую) локальную сеть с выделенным более мощным компьютером, который называется сервером. Сервер должен быть настроен таким образом, чтобы иметь возможность получить от клиентского компьютера запросы на сетевые ресурсы, выяснить полномочия клиента на выполнение того или иного запроса и, если клиент имеет полномочия, выполнить его запрос и передать ему результат выполнения этого запроса. Для решения всех этих задач и на клиентском компьютере, и на сервере должна быть установлена сетевая операционная система.
Составные элементы локальной сети.
Рабочая станция — это ПК, включенный и локальную сеть для осуществления обмена информацией.
Сервер это специально выделенный компьютер для обработки запросов, поступающих от рабочих станций, который предоставляет рабочим станциям (клиентам) свои ресурсы (например, «жесткие» диски, прикладное ПО). Файловый сервер, сервер прикладных программ, сервер базы данных, сервер удаленного доступа, сервер печати, сервер резервного копирования.
Кабели предназначены для передачи информации по проводным каналам связи.
При подключении компьютеров к ЛВС могут применяться устройства беспроводной связи. В этом случае отпадает необходимость прокладывать кабельные сети.
Одной из тенденций развития внутрикорпоративных сетей является беспроводная технология Wi-Fi (Wireless Fidelity — беспроводная точность). В этом случае любая точка доступа включает в себя Wi-Fi-антенну для передачи радиосигнала, специальное Wi-Fi-оборудование — сетевой адаптер (беспроводная сетевая плата), беспроводные точки доступа (маршрутизаторы) и различные коммутационные устройства.
Bluetooth также является технологией беспроводных сетей. Физически типичное Bluetooth-устройство представляет собой радиоприемник и радиопередатчик, работающие на определенных частотах.
Каждый компьютер, подключаемый к сети, должен быть оснащен сетевым адаптером (или сетевой платой). Самыми известными являются адаптеры следующих типов: Arc-Net, Token Ring, Ethernet. Из них последний используется в России наиболее широко.
Для объединения компьютеров в сеть, состоящую более чем из двух компьютеров по физической топологии «звезда», необходимо устройство, исполняющее роль центра «звезды». Таким устройством чаще всего является концентратор, или хаб (от англ. hub — ступица).
Маршрутизатор (router) представляет собой устройство для разделения или объединения нескольких компьютерных сетей. Способ организации связи компьютеров ЛВС между собой называется топологией локальной сети (архитектурой, конфигурацией). Существует три основные топологии, входящие в состав ЛВС: «шина», «кольцо» и «звезда».
Для пересылки данных от одного компьютера на другой необходимо знать и указать его адрес. В современных сетях используются три типа адресов: физические, числовые и символьные.
Каждый сетевой адаптер, мост, маршрутизатор и другое сетевое оборудование имеет уникальный цифровой аппаратный адрес, называемый физическим, который и используется для адресации в локальной сети. Такой адрес получил название МАС-адреса (Media Access Control — управление доступом к среде). МАС-адрес устройства можно видеть на его тыльной стороне. Использование числовых адресов связано с работой TCP/IP, который является одним из основных протоколов, обеспечивающих доставку информации от источника к адресату.
Задание: законспектировать тему.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Устройства для объединения и структурирования сетей
В данной статье будут рассмотрены устройства при помощи которых становится возможным функционирование локальных вычислительных сетей. Сеть может быть разбита на сегменты. Сегмент сети представляет собой часть компьютерной сети. Характер и степень сегментации сети зависит от природы сети и устройства или устройств, используемых для соединения конечных станций. Сегмент сети — логически либо физически обособленная часть сети. Разбиение сети на сегменты в основном используется с целью оптимизации сетевого потока и/либо увеличения уровня защищенности сети в целом.
Физическое разделение
- Мосты или коммутаторы (2-й уровень в модели OSI);
- Маршрутизаторы (3-й уровень в модели OSI).
- Физический сегмент сети является домен коллизии. Устройства, работающие на первом уровне модели OSI (повторители или концентраторы), домен коллизий не ограничивают.
Логическое разделение
Широко практикуется разделение сети, основанной на протоколе IP, на логические сегменты, или логические подсети. Для этого каждому сегменту выделяется диапазон адресов, который задается адресом сети и сетевой маской. Например (в CIDR записи):
- 10.100.1.0/24, 10.100.2.0/24, 10.100.3.0/24 и т. д. — в каждом сегменте до 254 узлов;
- 10.10.0.0/25, 10.10.10.0/26, 10.10.10.0/27 — в сегментах до 126, 62, 30 узлов соответственно.
Логические подсети соединяются с помощью маршрутизаторов.
Устройства объединения сетей обеспечивают связь между сегментами локальных сетей, отдельными ЛВС и подсетями любого уровня. Существуют следующие классы устройств для объединения и сегментации сетей:
Концентратор (hub, хаб)
Концентратор — работает на первом (физическом) уровне модели OSI. Объединяет сеть в сегмент на физическом уровне (домен коллизии). Также концентратором называют сетевое устройство первого уровня модели OSI. Суть работы концентратора проста: любой пакет приходящий на произвольный порт концентратора, передается на все порты, кроме порта, откуда пакет пришел. Использование концентраторов в современных сетях нежелательно, поскольку устройство забивает сеть излишними широковещательными пакетами. По этой причине, рекомендуется использовать коммутаторы.
Коммутатор (switch, свич, свитч)
Коммутатор — работает на втором (канальном) уровне модели OSI. Соединяет несколько узлов компьютерной сети в пределах одного или нескольких физических сегментов сети. Также коммутатором называют сетевое устройство второго уровня модели OSI. Коммутатор передаёт данные только непосредственно получателю, в отличии от концентратора. Это повышает производительность (уменьшает количество широковещательных запросов) и безопасность сети, избавляя остальные сегменты сети от необходимости (и возможности) обрабатывать данные, которые им не предназначались.
Маршрутизатор (router, рутер, роутер)
Работает на третьем (сетевом) уровне модели OSI. Пересылает пакеты данных между различными сегментами сети (физическими или логическими). Также маршрутизатором называют сетевое устройство третьего уровня модели OSI. Обычно маршрутизатор использует адрес получателя (IP-адрес), указанный в пакетных данных, и определяет по таблице маршрутизации путь, по которому следует передать данные, тем самым организуется перенаправление и оптимизация потока данных. Если в таблице маршрутизации для адреса нет описанного маршрута, пакет отбрасывается. В роли маршрутизатора может использоваться как отдельное сетевое устройство, так и обычный компьютер, у которого в наличии как минимум две сетевые карты и он настроен на выполнение функций маршрутизации.
Межсетевые интерфейсы (gateways, шлюз, шлюзы)
Объединяют сети на прикладном уровне и используют функциональные возможности всех нижележащих уровней. Сетевой шлюз конвертирует протоколы одного типа физической среды в протоколы другой физической среды (сети). Например, при соединении локального компьютера с сетью Интернет вы используете сетевой шлюз.
Соответствие сетевых устройств уровням модели OSI