Название локальной сети. Основные компоненты и разновидности компьютерных сетей

Технические средства, протоколы и топология ЛВС

Технические средства ЛВС - это ее сервер, рабочие станции, сетевые контроллеры, кабельные системы, соединители, разветвители, повторители, усилители, терминаторы-заглушки.

Сервер – это специально выделенный компьютер в сети, имеющий мощные ресурсы, высокую надежность, подключенный к источнику бесперебойного питания и оснащенный сетевой ОС. Он решает задачи управления сетью и поддержания ее работоспособности. Хранит общую информацию, обновляет ее копии у пользователей, проводит резервное копирование данных и т.д.

Рабочая станция - это любой, кроме сервера, компьютер, работающий в сети.

На практике используется два основных типа подключения компьютеров к ЛВС -тонкий Ethernet или витая пара . Тонкий Ethernet достаточно распространен как наиболее простой, дешевый, надежный вариант. Его элементами являются сетевые карты с "байонетной" розеткой, Т-коннекторы, N-коннекторы, терминаторы, кабель-коаксиал "тонкий Ethernet". Отрезки кабеля могут быть длиной 0,5-185 метров. Скорость передачи данных по такой сети - 10 (или 100) Мбит/с). Витая пара в реализации бывает нескольких типов. Различия между ними - в уровне помехозащищенности. Для сетей на витой паре требуется, кроме сетевых адаптеров еще и дополнительное устройство - концентратор (Hub). Эти сети имеют следующие преимущества - большая надежность, простое расширение сети, появление новых стандартов (в том числе на скорость передачи до 100 Мбит/с), не требует полной замены коммуникационных линий, большая производительность.

Дополнительно применяются также волоконно-оптические каналы связи и радиоканалы. Создание и быстрое совершенствование ПК типа Notebook привело к столь же быстрому развитию беспроводных технологий связи между ПК, в том числе в локальных сетях. Как правило, Notebook имеют стандартные порты или слоты. Благодаря этому можно легко и быстро присоединять Notebook к обычной ЛВС с помощью сетевых карт. Создание же беспроводного варианта ЛВС требует установки на каждую рабочую станцию или сервер специального устройства беспроводной связи. Сети реализуются либо в радиодиапазоне, либо в лазерных, либо в инфракрасных каналах связи.

Передача данных по сети регламентируется определенными правилами. Набор правил взаимодействия между компьютерами сети называют протоколами передачи данных, или сетевыми протоколами. Т.е. протокол - это "язык", на котором ПК разговаривают в сети между собой. Он устанавливается на них в виде программ-драйверов . Протоколы определяют формат, способ синхронизации, порядок следования, методы обработки ошибок при передаче данных. Передача данных между компьютерами требует выполнения многих шагов.

Например , для передачи файла с одного компьютера на другой файл должен быть разбит на части, эти части должны быть определенным образом сгруппированы. Таким образом, компьютер, принимающий файл, должен получить дополнительную информацию о том, каким образом связаны между собой образованные группы, а также информацию о способе синхронизации, информацию, позволяющую корректировать ошибки, связанные с передачей данных, и т. д. Учитывая сложность осуществления коммуникаций между компьютерами, этот процесс обычно разбивается на шаги. Каждый такой шаг выполняется в соответствии со своими правилами, т. е. в соответствии со своим протоколом.

Топология сети - это ее геометрическая форма или схема физического расположения ПК по отношению друг к другу иих соединения каналами связи. Топология сети влияет на такие ее показатели, как надежность, расширяемость (наращиваемость), стоимость, задержку и пропускную способность.

На практике используются три базовых топологии - шина (EtherNet), кольцо (Token Ring), звезда (ArcNet).

В сети со звездообразной топологией каждый абонент, посылающий и (или) принимающий информацию, подсоединен одним или двумя выделенными каналами связи к единственному центральному узлу связи, через который проходит вся сетевая информация.

В сети с кольцевой топологией узлы подключаются к повторителям сигналов, связанным в однонаправленное кольцо. В однонаправленном кольце пара смежных повторителей связана секцией кабеля – выделенным каналом связи.

В сети с шинной топологией все узлы подключены к одному каналу связи с помощью приемопередатчиков. Канал оканчивается с двух сторон пассивными терминаторами, которые поглощают передаваемые сигналы, поскольку по своей природе передача в такой сети является широковещательной. Шинные сети имеют довольно ограниченные возможности по наращиванию в силу затухания сигналов в канале. Каждая врезка и каждый соединитель несколько изменяют характеристики физической среды передачи.

Структура конкретной сети, ее топология и количество пользователей зависят в основном от структуры предприятия и решаемых в информационной системе задач.

По принципу организации существует два типа локальных сетей: одноранговые сети и сети с выделенным сервером.

Одноранговые ЛВС – это сети, в которых не предусматривают выделение специальных компьютеров, организующих работу. Т.е. все узлы такой сети выполняют одинаковые коммуникационные функции и являются равными. Каждый пользователь, подключаясь к сети, выделяет в сеть какие-либо ресурсы (диски, принтеры) или подключается к ресурсам, предоставленным в сеть другими пользователями. Такие сети относительно просты в установке. Программное обеспечение для них - это в первую очередь ОС Windows 2000/XP.

В сетях с выделенным сервером один ПК - сервер - является источником программных и аппаратных ресурсов для рабочих станций. ЛВС с выделенным сервером могут быть типа "клиент-сервер" или "файл-сервер". В качестве программного обеспечения в них используют специализированные сетевые операционные системы типа Windows-NT Server или Novell Netware. Они предлагают централизованный доступ к сетевому сервису. Такие сети, как правило, намного эффективней и безопасней (с точки зрения защиты данных), чем одноранговые.

Заметим, что ОС Windows 2000/XP содержит в своем составе компоненты, позволяющие работать с ней как в локальных, так и в глобальных сетях, как в одноранговых сетях, так и с выделенным сервером.

Работа с ОС Windows в одноранговой ЛВС проста. Например, это "предоставление папки или диска для совместного использования с другими пользователями". Для того чтобы сделать диск или папку доступными для совместного использования, надо войти в систему в качестве "опытного" пользователя, оператора сервера или члена группы администраторов. В Windows 2000 Professional максимальное число пользователей составляет 10 (вне зависимости от числа, введенного в поле "не более").

Создание современных Интранет, как корпоративных ЛВС, предполагает обмен данными в них на основе протоколов TCP/IP. Интранет может и не иметь прямого соединения с Интернет. В некоторых случаях выход в Интернет доставляет лишние проблемы, особенно когда приходится работать с конфиденциальной информацией. В большинстве случаев, однако, соединение с Интернет увеличивает ценность Интранет, поскольку оно открывает доступ к ресурсам Интернет непосредственно с Web-страниц Интранет.

МГУС

институт туризма и гостеприимства

Курсовая работа

по информатике и ВТ

тема: “ Возможные типы локальных сетей в офисе фирмы ” .

Преподаватель:

Герасимов А.Н.

Студентка: ЦикисоваО.А.

группа Т1-6

Москва 2000

Локальные сети 3

Серверы 4 Одноранговые сети 5 Сети с выделенными серверами 6 Прочее сетевое программное обеспечение 6 Сетевой контроллер 8 Принт-сервер 8

Топология сети 9

Топология «общая шина» 10 Топология «звезда» 12 Топология «кольцо» 13 Смешанные типы топологии 15 Сети типа Ethernet 10Base2 16 Сети типа Ethernet 10BaseТ и 100BaseT 18 Коммутаторы 19 Другие типы сетей 20

Локальные сети

Если в одном помещении, здании или комплексе близлежащих зданий имеется несколько компьютеров, пользователи которых должны совместно решать какие-то задачи, обмениваться данными или использовать общие данные, то эти компьютеры целесообразно объединить в локальную сеть.

Локальная сеть (иногда используется термин «локальная вычислительная сеть», сокращенно ЛВС) – это группа из нескольких компьютеров, соединенных между собой посредством кабелей (иногда также телефонных линий или радиоканалов), используемых для передачи информации между компьютерами. Для соединения компьютеров в локальную сеть необходимо сетевое оборудование и программное обеспечение.

Локальные сети позволяют обеспечить:

коллективную обработку данных пользователями подключенных в сеть компьютеров и обмен данными между этими пользователями;

совместное использование программ;

совместное использование принтеров, модемов и других устройств.

Поэтому практически все фирмы, имеющие более одного компьютера объединяют их в локальные сети. Многие пользователя портативных компьютеров подключаются к локальной сети фирмы либо приходя в офис, либо соединяясь с компьютером фирмы по телефонным каналам по средствам модема.

Для объединения компьютеров в локальную сеть требуется:

вставить в каждый подключаемый к сети компьютер сетевой контроллер(иногда используются термины сетевой адаптер или сетевая плата), который позволяет компьютеру получать информацию из локальной сети и передавать данные в сеть;

соединить компьютеры кабелями, по которым происходит передача данных между компьютерами, а также другими подключенными к сети устройствами(принтерами, сканерами и т.д.). В некоторых типах сетей кабели соединяют компьютеры непосредственно (как электролампочки на елочной гирлянде), в других соединение кабелей осуществляется через специальные устройства – концентраторы (или хаб), коммутаторы и др.

Замечание. В некоторых сетях вместо кабелей данные передаются по радиочастотам (как в радиотелефонах или сотовых телефонах). Однако такие сети стоят дороже и они сложнее в эксплуатации.

Серверы

Для обеспечения функционирования локальной сети часто выделяется специальный компьютер – сервер , или несколько таких компьютеров. На дисках сервера располагаются совместно используемые программы, база данных и т. д. Остальные компьютеры локальной сети часто называются рабочими станциями . На тех рабочих станциях, где требуется обрабатывать только данные на сервере (например, вводить сведения в совместно используемую базу данных о заказах и продажах), часто для экономии (или по соображениям безопасности) не устанавливают жестких дисков. В сетях, состоящих более чем из 20-25 компьютеров, наличие сервера обязательно – иначе, как правило, производительность сети будет неудовлетворительной. Сервер необходим и при совместной интенсивной работе с какой-либо базой данных.

Иногда серверам назначается определенная специализация (хранение данных, программ, обеспечение модемной и факсимильной связи, вывод на печать и т. д.). Серверы, как правило не используются в качестве рабочих мест пользователей. Серверы, обеспечивающие работу с ценными данными, часто размещаются в изолированном помещении, доступ в которое имеют только специально уполномоченные люди (как в банковское хранилище).

Замечание. Многие серверы стоят значительно дороже (в 10-20 и более раз) обычных компьютеров. Неудивительно – ведь они не только являются весьма мощными компьютерами с большим количеством оперативной и дисковой памяти, но в них в добавок обеспечиваются исключительная надежность, высокая производительность ввода-вывода, дублирование устройств и хранимых данных, средства контроля над состоянием сервера, средства обеспечения бесперебойной работы при отказа некоторых устройств и т.д.

Программное обеспечение для локальных сетей

Для обеспечения функционирования локальной сети необходимо соответствующее программное обеспечение, о котором мы сейчас и расскажем

Одноранговые сети

Операционные системы Windows for Workgroups, Windows 95, Windows NT Workstation имеют встроенные возможности по организации локальных сетей без выделенного сервера. Обычно такие сети называются одноранговые, поскольку в них все компьютеры равноправны, каждый из них выполняет как роль рабочего места пользователя, так и роль сервера по обеспечению доступа к своим данным и ресурсам. Правда, при использовании Windows for Workgroups или Windows 95 защиту данных обеспечить не удастся, поэтому такие сети можно использовать только в коллективах, где ни у кого нет секретов друг от друга. Можно использовать и другие средства для организации одноранговых локальных сетей. Например, OC LANtastic фирмы Artisoft позволяет создать однорановую сеть, в которой можно работать в среде DOS, Windows и Windows 95.

Недостатки одноранговых сетей . Часто одноранговая сеть - это не лучший выход. Ведь пользовательская ОС мало приспособлена для выполнения функций сервера сети, которую ей приходится выполнять. И если на каком-то компьютере пользователь играет в DOOM или рисует картинку в Adobe Photoshop, а другие пользователи работают с файлами на этом же компьютере, то они будут сильно мешать друг другу – скорость их работы резко снизится. Да и многие другие особенности однораногвых сетей весьма неудобны - и отсутствие защиты информации, и децентрализованное хранение данных, усложняющее их резервирование, и недостаточная надежность, и многое другое. Поэтому обычно в локальных сетях применяются выделенные компьютеры, занимающиеся только обслуживанием локальной сети и совместно используемых данных – серверы.

Сети с выделенными серверами

В локальных сетях с выделенным сервером на сервере используются специальные операционные системы, обеспечивающие надежную и эффективную обработку многих запросов от рабочих мест пользователей. На рабочих станциях такой локальной сети может использоваться любая операционная система и должен быть запущен драйвер, обеспечивающий доступ к локальной сети.

Прочее сетевое программное обеспечение

Кроме сетевой ОС, для эффективной работы пользователей в локальной сети требуется и иное программное обеспечение, которое иногда поставляется вместе с сетевой ОС, а иногда его надо покупать отдельно:

электронная почта обеспечивает доставку писем (а часто и произвольных файлов, а также голосовых и факсимильных сообщений) от одних пользователей локальной сети другим, а иногда позволяет общаться и с удаленными пользователями по модему или через InterNet ;

средства удаленного доступа позволяют подключаться к локальной сети с помощью модема и работать на компьютере, как будто он непосредственно подключен в сеть (разумеется, при этом многие операции будут выполняться дольше, так как модем работает значительно медленнее сетевого контроллера);

средства групповой работы (наиболее популярно из них Lotus Notes ) позволяют совместно работать над документами, обеспечивают согласованность версий документов у разных пользователей, предоставляют средства для организации документооборота предприятия, позволяют организовывать телеконференции – письменный обмен мнениями по различным темам и т. д.;

программы резервирования позволяют создавать резервные копии данных, хранящихся на серверах локальной сети и на компьютерах пользователей, а при необходимости – восстанавливать данные по их резервной копии;

средства управления локальной сетью позволяют управлять ресурсами локальной сети с одного рабочего места, получать информацию о состоянии и загрузки сети, настраивать производительность сети, управлять системами пользователей сети (например, устанавливать на них программное обеспечение) и т. д.

Оборудование для локальных сетей

Сетевой контроллер

Для подключения компьютера к локальной сети требуется, чтобы в компьютере был установлен сетевой контроллер (синонимы – сетевой адаптер или сетевая плата). Сетевой контроллер позволяет компьютеру получать информацию из локальной сети и передавать данные в сеть. Сетевые контроллеры отличаются друг от друга типом кабелей, к которым они могут подключаться, реализуемым сетевым протоколом (протокол – это соглашения по обмену информацией в локальной сети), типом шины, к которой они подключаются (ISA, PCI, VESA и др.) быстродействием и другими качествами.

Принт-сервер

Для принтера аналогом сетевого контроллера является прин-сервер – устройство, позволяющее подключать принтер к локальной сети. Обычно принт-сервер подключается в локальную сеть, а к нему подсоединяется обычным способом (шнуром или шнурами типа Centronics ) один или несколько принтеров. Высокопроизводительные принтеры, предназначенные для работы в сети, уже имеют встроенную плату эквивалентную принт-серверу.

Замечание. Конечно, принтер можно подключать и к серверу локальной сети (к его параллельному порту), однако это по многим причинам не так удобно. Во-первых, кабель для подключения принтеров может иметь ограниченную длину – не более 3-х, максимум 5-ти метров. Во-вторых, в сети может быть много принтеров. В третьих, не все сетевые ОС поддерживают подключение принтеров к параллельному порту.

Топология сети

Топология сети – это логическая схема соединения каналами связи компьютеров или узлов сети. Чаще всего используются основные топологические структуры, носящие следующий характер:

общая шина;

кольцеобразная (кольцевая);

звездообразная.

Для того, чтобы каждая из этих сетей работала, она должна иметь свой метод доступа.

Метод доступа – это набор правил, определяющий использование канала передачи данных, соединяющего узлы сетей на физическом уровне.

Самым распространенным методом доступа в локальных сетях, перечисленных топологией, являются:

Ethernet

Token-Ring

Arcnet

Каждый из этих методов реализуется соответствующими сетевыми платами, получившими название адаптера. Сетевая плата является физическим устройством, которое устанавливается в каждом компьютере, включенным в сеть, и обеспечивает передачу и прием информации по каналам связи.

Заметим, что конфигурация физических связей определяется электрическими соединениями компьютеров между собой и может отличаться от конфигурации логических связей между узлами сети. Логические связи представляют собой маршруты передачи данных между узлами сети и образуются путем соответствующей настройки коммуникационного оборудования.

Выбор топологии электрических связей существенно влияет на многие характеристики сети. Например, наличие резервных связей повышает надежность сети и делает возможным балансирование загрузки отдельных каналов. Простота присоединения новых узлов, свойственная некоторым топологиям, делает сеть легко расширяемой. Экономические соображения часто приводят к выбору топологий, для которых характерна минимальная суммарная длина линий связи.

Топология «общая шина»

Рис.1 топология шина

Сеть с топологией шина использует один канал связи, объединяющий все компьютеры сети.

метод доступа с прослушиванием несущей частоты и обнаружением конфликта. При этом методе доступа, узел прежде чем послать данные по коммуникационному каналу, прослушивает его и только убедившись, что канал свободен, посылает пакет. Если канал занят, узел повторяет попытку передать пакет через случайный промежуток времени. Данные, переданные одним узлом сети, поступают во все узлы, но только узел, ля которого предназначены эти данные, распознает и принимает их. Несмотря на предварительное прослушивание канала, в сети могут возникать конфликты, заключающиеся в одновременной передачи пакетов двумя узлами. Конфликты связана с тем, что имеется временная задержка сигнала при прохождении его по каналу: сигнал послан, но не дошел до узла, прослушивающего канал, в следствие чего узел счел канал свободным и начал передачу.

Характерным примером сети с этим методом доступа является сеть Ethernet. В сети Ethernet обеспечивается скорость передачи данных для локальных сетей, равная 10 Мбит/сек.

Топология шина обеспечивает эффективное использование пропускной способности канала, устойчивость к неисправности отдельных узлов, простоту реконфигурации и наращивания сети.

Общая шина является очень распространенной (а до недавнего времени самой распространенной) топологией для локальных сетей. Передаваемая информация может распространяться в обе стороны. Применение общей шины снижает стоимость проводки, унифицирует подключение различных модулей, обеспечивает возможность почти мгновенного широковещательного обращения ко всем станциям сети. Таким образом, 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. К сожалению, дефект коаксиального разъема редкостью не является. 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.

Топология «звезда»

Рис.2 Топология звезда

Сеть звездообразной топологии имеет активный центр (АЦ) – компьютер (или иное сетевое устройство), объединяющий все компьютеры в сети. Активный центр полностью управляет компьютерами, подключенными к нему через концентратор, которой выполняет функции распределения и усиления сигналов. В функции концентратора входит направление передаваемой компьютером информации одному или всем остальным компьютерам сети. От надежности активного центра полностью зависит работоспособность сети.

В качестве примера метода доступа с АЦ можно привести Arcnet . Этот метод доступа также использует маркер для передачи данных. Маркер предается от узла к узлу (как бы по кольцу), обходя узлы в порядке возрастания их адресов. Как и в кольцевой топологии, каждый узел регенерирует маркер. Этот метод доступа обеспечивает скорость передачи данных 2 Мбит/сек.

Главное преимущество этой топологии перед общей шиной - существенно 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 наращивания количества узлов сети ограничиваются количеством портов концентратора. Иногда имеет смысл строить сеть с использованием нескольких концентраторов, иерархически соединенных между собой связями типа звезда.

Топология «кольцо»

Рис.3 Топология кольцо

Сеть кольцевой топологии использует в качестве каналов связи замкнутое кольцо из приема-передатчиков, соединенных коаксиальным или оптическим кабелем.

В сетях с кольцевой конфигурацией данные передаются от одного компьютера к другому, как правило, в одном направлении. Если компьютер распознает данные как «свои», 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. Кольцо представляет собой очень удобную конфигурацию для организации обратной связи – данные, сделав полный оборот, возвращаются к узлу-источнику. Поэтому этот узел может контролировать процесс доставки данных адресату. Часто это свойство кольца используется для тестирования связности сети и поиска узла, работающего некорректно. Для этого в сеть посылаются специальные тестовые сообщения.

Самым распространенным методом доступа в сетях этой топологии является Token-Ring – метод доступа с передачей маркера .

Маркер – это пакет снабженный специальной последовательностью бит. Он последовательно передается по кольцу от узла к узлу в одном направлении. Каждый узел ретранслирует передаваемый маркер. Узел может передать свои данные, если он получил пустой маркер. Маркер с пакетом передается пока не обнаружится узел, которому предназначен пакет. В этом узле данные принимаются, но маркер не освобождается, а передается по кольцу дальше. Только вернувшись к отправителю, который может убедиться, что переданные им данные благополучно получены, маркер освобождается. Пустой маркер передается следующему узлу, который при наличии у него данных, готовых к передаче заполняет его и передает по кольцу. В сетях Token-Ring обеспечивается скорость передачи данных, равная 4-м Мбит/сек.

Ретрансляция данных узлами приводит к снижению надежности сети, так как неисправность в одном из узлов сети разрывает всю сеть.

Смешанные типы топологии

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 связанные фрагменты (подсети), имеющие типовую топологию, поэтому их называют сетями со смешанной топологией .

По мере все белее широкого распространения локальных сетей, возникают проблемы, связанные с обменом информацией между сетями. Так, в рамках университета в нескольких учебных классах могут использоваться локальные сети, причем это могут быть сети разных типов. Для обеспечения связи между этими сетями используются средства межсетевого взаимодействия, называемые мостами и маршрутизаторами . В качестве моста и маршрутизатора могут использоваться компьютеры, в которых установлено по 2 или более сетевых адаптера. Каждый из адаптеров обеспечивает связь с одной из связываемых сетей. Мост или маршрутизатор получает пакеты, посылаемые компьютером одной сети компьютеру другой сети, переадресует их и отправляет по указанному адресу. Мосты, как правило используются для связи сетей с одинаковыми коммуникационными системами, например, для связи 2-х сетей Ethernet или 2-х сетей Arcnet. Маршрутизаторы связывают сети с разными коммуникационными системами, так как имеют средства преобразования пакетов одного формата в другой. Существуют мосты-маршрутизаторы, объединяющие функции обоих средств. Для обеспечения связи тетей с различными компьютерными системами предназначены шлюзы. Например, через шлюз локальная сеть может быть связана с большой ЭВМ.

Локальная сеть с несколькими файловыми серверами

В том случае, если локальная сеть имеет большую протяженность или большое количество абонентов (пользователей), целесообразно такую сеть разбить на более мелкие сети, каждая из которых должна содержать свой файловый сервер. Это приводит к тому, что повышается производительность сети, улучшается ее надежность и, если происходят повреждения в одной из сетей, остальная сеть не теряет свою работоспособность. В компьютер, выполняющий роль моста или маршрутизатора, устанавливается по одному сетевому адаптеру. Как правило, мост используется для объединения нескольких сетей с одинаковыми коммуникационными системами. Пакеты, поступающие на мост переадресовываются и посылаются в другую сеть по указанному адресу. Маршрутизаторы в случае надобности, преобразуют пакеты из одного формата в другой.

Сети типа Ethernet 10Base2

Самый простой и дешевый способ построения локальной сети, пригодный для объединения в сеть 10-20 компьютеров – это соединение их с помощью тонкого кабеля. Ethernet (Ethernet 10Base2). Для этого вдоль всех соединяемых в сеть компьютеров прокладывают специальный тонкий коаксиальный кабель толщиной с карандаш. Затем этот кабель разрезают у каждого компьютера и в каждый разрез вставляют Т-образный соединитель. Третий конец соединителя (ножку буквы “Т”) вставляют в разъем сетевого контроллера на задней стенке компьютера. В результате компьютеры оказываются как бы навешанными на сетевой кабель, как лампочки в гирлянде на новогодней елке. На концах этой «гирлянды» вставляют специальные заглушки-терминаторы. длина этой гирлянды может быть до 200 м – отсюда цифра 2 в названии 10 Base -2.Номинальная пропускная способность сети-10 Мбит/с (отсюда число 10 в названии).Реальная пропускная способность- около 4-5 Мбит/с.

Недостатки сетей типа Ethernet 10Base2.

Способ соединения компьютеров с помощью сети Ethernet 10Base2.

Далеко не всегда является лучшим. Во-первых, он не очень надежен – при нарушении любого контакта в «гирлянде» сеть как бы разбивается на два куска или вообще перестает работать (подобно тому, как при перегорании одной лампочки на елочной гирлянде гаснет вся гирлянда). Во-вторых, переделка такой сети при добавлении в нее новых компьютеров весьма затруднена. В третьих, этот способом имеет множество ограничений: максимальной длины кабеля, общего числа подключенных к сети компьютеров и т.д. И в четвертых, ограничение 10 Мбит/сек. относится к суммарной пропускной способности сети, так что при пересылке больших объемов данных сеть может оказаться перегруженной. Поэтому в настоящее время большинство сетей создаются на основе специальных устройств – концентраторов (хабов) и коммутаторов.

Замечание

Разъем для тонкого кабеля Ethernet называется BNC , поэтому обычно обозначение BNC в характеристиках того или иного устройства значит, что это устройство может подключаться к локальной сети Ethernet 10Base2.

Слово «коаксиальный» означает, что кабель состоит из 2-х проводов, один из которых располагается вокруг другого, то есть является оплеткой другого. Между этими проводами и вокруг внешнего провода, разумеется имеется изоляция. Коаксиальный кабель используется, например, при подключении телевизоров к антенне.

Термин Ethernet обозначает тип локальных сетей, в которых все подключенные к сети устройства слышат все передаваемые по сети сигналы и могут в любой момент начать передачу данных в сеть. При этом каждый передаваемый пакет данных в сети Ethernet содержит номер устройства, которому он адресован, так что если устройство слышит чужой пакет данных, то оно его игнорирует. Для каждого пакета данных, принявшее его устройство посылает обратно подтверждение приема. А если два устройства начинают одновременно передачу данных в сеть, то они оба замолкают и возобновляют передачу через случайный период времени. Это обеспечивает устроение коллизий при передаче данных. Пока загрузка сети невелика, сеть работает достаточно эффективно. Но при большой загрузке пропускная способность сети Ethernet может заметно снизиться из-за частых коллизий при попытках передачи данных в сеть.

Если требуется создать сеть с длиной кабеля более 200 м., между сегментами кабеля устанавливают репитеры, которые ретранслируют и усиливают поступающие по сети сигналы. Есть и другие варианты (соединение с помощью концентратора, моста и т. д.).

Сети типа Ethernet 10BaseТ и 100 BaseT

Более гибкий и удобный способ построения локальных сетей – это подсоединение компьютеров к специальному прибору, называемому концентратором, или хабом. Концентратор имеет несколько (4, 6, 8, 12, 16, 24 и т.д.) портов – гнезд для подключения сетевых кабелей, посредством которых он соединяется с компьютерами (точнее, их сетевыми контроллерами) или иными сетевыми устройствами (например, другими концентраторами). Обычно для соединения концентратора и компьютеров используются кабели на витой паре – они содержат 4 (иногда 2) пары проводов, заключенных в общую оболочку, причем каждая пара проводов скручена в шнурок. Такие кабели весьма прочны и удобны в обращении. На концах кабелей устанавливаются соединители, очень похожие на соединители проводов, которыми импортные телефоны подключаются в телефонную розетку, только чуть побольше размером. Для каждого отрезка провода соединитель на одном его конце вставляется в разъем сетевого контроллера, а соединитель на другом конце - в разъем (порт) концентратора. Таким образом, концентратор выглядит как паук, от которого тянется «паутина» – провода, соединяющие его с компьютерами сети.

При объединении в сеть до 30-40 компьютеров может оказаться достаточно одного концентратора. Но часто в сети используется более одного концентратора. Например, каждое подразделение предприятия может иметь свой концентратор, а эти концентраторы в свою очередь, соединятся с главным концентратором предприятия.

Коммутаторы

Концентратор передает (ретранслирует) поступающие к нему сообщение (пакеты данных) по всем направлениям, кроме того, по которому они пришли. А пропускная способность сети ограничена, и при большой загрузке она снижается из-за частых конфликтов при одновременных попытках передачи данных в сеть. Для повышения пропускной способности сети вместо концентратора можно применять коммутатор (или коммутирующий концентратор). Он выполняет функции концентратора, но передают поступающие сообщения только по тому направлению, по которому находится получатель сообщения. Тем самым коммутатор как бы разбивает сеть на несколько сегментов, не пропуская в каждый сегмент не относящиеся к нему сообщении. Это значительно снижает нагрузку на сеть (сетевой трафик). Коммутаторы стоят значительно дороже концентраторов, поэтому часто к коммутатору подключаются не отдельные компьютеры, а концентраторы подразделений предприятия и сервер с общими базами данных предприятия.

Другие типы сетей

Кроме сетей Ethernet 10Base-2, 10Base-Т и 100Base-Т, основанных на электрических кабелях, применяются и другие сети, отличающиеся как по протоколу (Token Ring, FDDI и др.), так и по среде передачи данных. Например, для обеспечения передачи данных на значительные расстояния (до нескольких километров) и для более быстрой передачи данных применяются линии связи на волоконно-оптическом кабеле.

Список использованной литературы:

В. Г. Олифер, Н. А. Олифер «Компьютерные сети».- СПб: Издательство «Питер», 2000.

В. Э. Фигурнов « IBM PC для пользователя».- М.: ИНФРА-М, 1997.

А. В. Гаврилов «Локальные сети ЭВМ».-М.: Издательство «Мир», 1990.

Под понятием «локальная сеть» подразумевается коммуникационная система, объединяющая несколько компьютеров в пределах одного помещения, здания или нескольких близко расположенных зданий одного предприятия. Для соединения компьютеров могут использоваться кабели, телефонные линии или радиоканалы. Благодаря такому объединению, пользователи: получают доступ к информации на всех компьютерах, подсоединенных к ЛВС (программам, папкам, файлам); могут совместно пользоваться модемами, принтерами, сканерами […]

получают доступ к информации на всех компьютерах, подсоединенных к ЛВС (программам, папкам, файлам);
могут совместно пользоваться модемами, принтерами, сканерами и остальными периферийными устройствами.

Основные виды локальных сетей

ЛВС классифицируются по различным критериям. Рассмотрим, какие бывают локальные сети в зависимости от наличия управляющего компьютера:

Одноранговые – они актуальны для объединения небольшого количества компьютеров (до 10) и в случаях, когда не требуется повышенная защита информации. Пользователи при этом имеют равные права доступа к информации и самостоятельно решают, к каким ресурсам своего компьютера открыть общий доступ. Такие сети предельно просты в установке и эксплуатации, но обеспечить надежную защиту данных в них проблематично.
Иерархические, созданные на базе серверов – такие ЛВС обеспечивают высокую производительность и надежность хранения информации при большом количестве пользователей. Они имеют центральный компьютер – сервер (один или несколько), предназначенный для:

централизованного управления ЛВС, обменом информацией и распределением ресурсов;
подключения всех периферийных устройств;
хранения специальных программ, приложений и основной части информации ЛВС;
разработки маршрутов передачи сообщений внутри сети.

Рассмотрим, какие есть виды локальных сетей по типу коммуникаций:

Проводные – такие ЛВС используют в роли каналов связи витую пару, оптоволоконный или коаксиальный кабель. Витая пара состоит из 2-х скрученных проводников. Она имеет невысокую пропускную способность (до 1 Мбит/с), но устойчива к возникновению помех. Более высокую пропускную способность (от 100 Мбит/с) имеет витая пара классов 5, 5e, 6, 6e, 7. Коаксиальный кабель содержит центральный проводник и изоляционное покрытие, на которое сверху нанесен еще один проводник (экран). Это может быть фольга или оплетка из медного провода. Оптоволоконный кабель обеспечивает скорость выше 10 Гбит/с. Он содержит тонкий цилиндр из стекла, на который нанесена оболочка с отличающимся коэффициентом преломления.
Беспроводные – они работают с передачей данных в инфракрасном диапазоне или по радиоканалам. Такие сети быстро передают информацию, но уязвимы к появлению помех от других источников одинаковой частоты и несанкционированному внешнему доступу.

Какие существуют виды топологии локальной сети?

Классификация локальных сетей по топологии (структуре) осуществляется по типу соединения компьютеров.

Конфигурация сети может быть:

В виде шины – когда кабель последовательно соединяет компьютеры друг с другом. Подключение и обмен информацией осуществляется через единый канал связи – шину. Такая топология проста и экономична, обеспечивает быструю передачу информации. Но при повреждении кабеля возникают проблемы со всей сетью, и выявить место неисправности непросто.
В форме звезды – когда каждая машина подсоединяется отдельным кабелем к находящемуся в центре сети серверу, который централизованно управляет всей сетью. Такая структура более устойчива к неисправностям и несанкционированному доступу, не вызывает трудностей при определении места неполадок и обеспечивает быструю передачу данных от рабочих станций к серверу. Она широко распространена при создании локальной сети. Недостатками такой структуры выступают низкая скорость передачи данных между отдельными рабочими станциями и зависимость работы всей сети от характеристик сервера.
В виде кольца – когда машины сети последовательно соединены друг с другом и с сервером или совместно выполняют функции сервера. Такие схемы отличаются простотой управления и быстрым получением доступа к данным, но при выходе из строя отдельной машины или сбое в канале между 2-мя узлами возникают проблемы в работе всей сети. Чтобы канал связи между остальными компьютерами не прерывался, в таких сетях нужно использовать специальные переходные соединения.
Ячеистая – структура, при которой устанавливаются линии связи со всеми находящимися поблизости машинами. В таких системах непосредственно соединяются только рабочие станции, интенсивно обменивающиеся информацией. Машины, не объединенные прямыми связями, обмениваются данными при помощи транзитных передач с использованием промежуточных компьютеров. Такая структура подходит для объединения большого числа машин и часто используется при организации глобальных или больших локальных сетей. Она максимально устойчива к перегрузкам и отказам.
Древовидная – представляет собой сочетание нескольких топологий (шинно-звездообразная, звездообразно-кольцевая). Основание дерева ЛВС находится в точке, где собираются коммуникационные линии данных. Такие сети востребованы при невозможности организации базовых топологий.
Смешанная (гибридная) – при создании крупных ЛВС часто используются произвольные связи между рабочими станциями, но можно выделить подсети с типовой структурой.

Теперь вы знаете, какие разновидности локальных сетей существуют, чем они отличаются друг от друга, каковы преимущества и недостатки каждого отдельно взятого типа. Чтобы определиться с выбором подходящей вам ЛВС, проконсультируйтесь с нашими специалистами. Также вы можете поручить нам

по информатике и ВТ

тема: “ Возможные типы локальных сетей в офисе фирмы ” .

Преподаватель:

Герасимов А.Н.

Студентка: ЦикисоваО.А.

группа Т1-6

Москва 2000

Локальные сети ..................................................................................................................................................................... 3

Серверы................................................................................................................................................................................. 4

Программное обеспечение для локальных сетей ..................................................................................................... 5

Одноранговые сети............................................................................................................................................................ 5

Сети с выделенными серверами..................................................................................................................................... 6

Прочее сетевое программное обеспечение................................................................................................................. 6

Оборудование для локальных сетей ............................................................................................................................. 8

Сетевой контроллер........................................................................................................................................................... 8

Принт-сервер........................................................................................................................................................................ 8

Топология сети ...................................................................................................................................................................... 9

Топология «общая шина» .......................................................................................................................................... 10

Топология «звезда» ....................................................................................................................................................... 12

Топология «кольцо» ..................................................................................................................................................... 13

Смешанные типы топологии ..................................................................................................................................... 15

Локальная сеть с несколькими файловыми серверами ..................................................................................... 16

Сети типа Ethernet 10Base2 ......................................................................................................................................... 16

Сети типа Ethernet 10BaseТ и 100BaseT ................................................................................................................ 18

Коммутаторы ................................................................................................................................................................... 19

Другие типы сетей .......................................................................................................................................................... 20

Список использованной литературы: ........................................................................................................................ 21

Локальные сети позволяют обеспечить:

· коллективную обработку данных пользователями подключенных в сеть компьютеров и обмен данными между этими пользователями;

· совместное использование программ;

· совместное использование принтеров, модемов и других устройств.

Для объединения компьютеров в локальную сеть требуется:

· вставить в каждый подключаемый к сети компьютер сетевой контроллер(иногда используются термины сетевой адаптер или сетевая плата), который позволяет компьютеру получать информацию из локальной сети и передавать данные в сеть;

· соединить компьютеры кабелями, по которым происходит передача данных между компьютерами, а также другими подключенными к сети устройствами(принтерами, сканерами и т.д.). В некоторых типах сетей кабели соединяют компьютеры непосредственно (как электролампочки на елочной гирлянде), в других соединение кабелей осуществляется через специальные устройства – концентраторы (или хаб), коммутаторы и др.

Серверы

Одноранговые сети

Сети с выделенными серверами

Прочее сетевое программное обеспечение

- электронная почта обеспечивает доставку писем (а часто и произвольных файлов, а также голосовых и факсимильных сообщений) от одних пользователей локальной сети другим, а иногда позволяет общаться и с удаленными пользователями по модему или через InterNet;

- средства удаленного доступа позволяют подключаться к локальной сети с помощью модема и работать на компьютере, как будто он непосредственно подключен в сеть (разумеется, при этом многие операции будут выполняться дольше, так как модем работает значительно медленнее сетевого контроллера);

- средства групповой работы (наиболее популярно из них Lotus Notes) позволяют совместно работать над документами, обеспечивают согласованность версий документов у разных пользователей, предоставляют средства для организации документооборота предприятия, позволяют организовывать телеконференции – письменный обмен мнениями по различным темам и т. д.;

- программы резервирования позволяют создавать резервные копии данных, хранящихся на серверах локальной сети и на компьютерах пользователей, а при необходимости – восстанавливать данные по их резервной копии;

- средства управления локальной сетью позволяют управлять ресурсами локальной сети с одного рабочего места, получать информацию о состоянии и загрузки сети, настраивать производительность сети, управлять системами пользователей сети (например, устанавливать на них программное обеспечение) и т. д.

Сетевой контроллер

Принт-сервер

Для принтера аналогом сетевого контроллера является прин-сервер – устройство, позволяющее подключать принтер к локальной сети. Обычно принт-сервер подключается в локальную сеть, а к нему подсоединяется обычным способом (шнуром или шнурами типа Centronics) один или несколько принтеров. Высокопроизводительные принтеры, предназначенные для работы в сети, уже имеют встроенную плату эквивалентную принт-серверу.

1. общая шина;

2. кольцеобразная (кольцевая);

3. звездообразная.

Для того, чтобы каждая из этих сетей работала, она должна иметь свой метод доступа.

Самым распространенным методом доступа в локальных сетях, перечисленных топологией, являются:

Топология «общая шина»

Рис.1 топология шина

Сеть с топологией шина использует один канал связи, объединяющий все компьютеры сети.

Самым распространенным методом доступа в сетях этой топологии является метод доступа с прослушиванием несущей частоты и обнаружением конфликта. При этом методе доступа, узел прежде чем послать данные по коммуникационному каналу, прослушивает его и только убедившись, что канал свободен, посылает пакет. Если канал занят, узел повторяет попытку передать пакет через случайный промежуток времени. Данные, переданные одним узлом сети, поступают во все узлы, но только узел, ля которого предназначены эти данные, распознает и принимает их. Несмотря на предварительное прослушивание канала, в сети могут возникать конфликты, заключающиеся в одновременной передачи пакетов двумя узлами. Конфликты связана с тем, что имеется временная задержка сигнала при прохождении его по каналу: сигнал послан, но не дошел до узла, прослушивающего канал, в следствие чего узел счел канал свободным и начал передачу.

Топология «звезда»

Рис.2 Топология звезда

В качестве примера метода доступа с АЦ можно привести Arcnet. Этот метод доступа также использует маркер для передачи данных. Маркер предается от узла к узлу (как бы по кольцу), обходя узлы в порядке возрастания их адресов. Как и в кольцевой топологии, каждый узел регенерирует маркер. Этот метод доступа обеспечивает скорость передачи данных 2 Мбит/сек.

Топология «кольцо»

Рис.3 Топология кольцо

Смешанные типы топологии

Сети типа Ethernet 10Base2

Самый простой и дешевый способ построения локальной сети, пригодный для объединения в сеть 10-20 компьютеров – это соединение их с помощью тонкого кабеля. Ethernet (Ethernet 10Base2). Для этого вдоль всех соединяемых в сеть компьютеров прокладывают специальный тонкий коаксиальный кабель толщиной с карандаш. Затем этот кабель разрезают у каждого компьютера и в каждый разрез вставляют Т-образный соединитель. Третий конец соединителя (ножку буквы “Т”) вставляют в разъем сетевого контроллера на задней стенке компьютера. В результате компьютеры оказываются как бы навешанными на сетевой кабель, как лампочки в гирлянде на новогодней елке. На концах этой «гирлянды» вставляют специальные заглушки-терминаторы. длина этой гирлянды может быть до 200 м – отсюда цифра 2 в названии 10Base-2.Номинальная пропускная способность сети-10 Мбит/с (отсюда число 10 в названии).Реальная пропускная способность- около 4-5 Мбит/с.

Недостатки сетей типа Ethernet 10Base2.

Способ соединения компьютеров с помощью сети Ethernet 10Base2.

Замечание

1. Разъем для тонкого кабеля Ethernet называется BNC, поэтому обычно обозначение BNC в характеристиках того или иного устройства значит, что это устройство может подключаться к локальной сети Ethernet 10Base2.

2. Слово «коаксиальный» означает, что кабель состоит из 2-х проводов, один из которых располагается вокруг другого, то есть является оплеткой другого. Между этими проводами и вокруг внешнего провода, разумеется имеется изоляция. Коаксиальный кабель используется, например, при подключении телевизоров к антенне.

3. Термин Ethernet обозначает тип локальных сетей, в которых все подключенные к сети устройства слышат все передаваемые по сети сигналы и могут в любой момент начать передачу данных в сеть. При этом каждый передаваемый пакет данных в сети Ethernet содержит номер устройства, которому он адресован, так что если устройство слышит чужой пакет данных, то оно его игнорирует. Для каждого пакета данных, принявшее его устройство посылает обратно подтверждение приема. А если два устройства начинают одновременно передачу данных в сеть, то они оба замолкают и возобновляют передачу через случайный период времени. Это обеспечивает устроение коллизий при передаче данных. Пока загрузка сети невелика, сеть работает достаточно эффективно. Но при большой загрузке пропускная способность сети Ethernet может заметно снизиться из-за частых коллизий при попытках передачи данных в сеть.

4. Если требуется создать сеть с длиной кабеля более 200 м., между сегментами кабеля устанавливают репитеры, которые ретранслируют и усиливают поступающие по сети сигналы. Есть и другие варианты (соединение с помощью концентратора, моста и т. д.).

Сети типа Ethernet 10BaseТ и 100 BaseT

Коммутаторы

Другие типы сетей

1. В. Г. Олифер, Н. А. Олифер «Компьютерные сети».- СПб: Издательство «Питер», 2000.

2. В. Э. Фигурнов «IBM PC для пользователя».- М.: ИНФРА-М, 1997.

3. А. В. Гаврилов «Локальные сети ЭВМ».-М.: Издательство «Мир», 1990.

Локальную вычислительную сеть еще называют местной вычислительной сетью, так как она служит для объединения сетевых устройств в небольшую группу. Объединение сетевых устройств может осуществляться не только с помощью кабелей, но и с помощью беспроводных технологий.

Назначение ЛВС

Объеденение сетевых устройств - вот ее главное предназначение. С помощью ЛВС пользователи могут обмениваться данными, подключаться к общим принтерами и распечатывать документы, хранить данные на общем сервере или на своем компьютере, с возможностью доступа к ним других пользователей ЛВС.

Объем ЛВС

Как правило, локальная вычислительная сеть распространяется на офис, дом, помещение или здание. ЛВС может объединить даже несколько зданий, однако, если использовать витую пару для объединения зданий, расстояние (длина кабеля) не должно превышать 100 метров. Иначе могут возникнуть задержки в передачи данных. Витую пару редко преминяют для соединения двух и более зданий в одну ЛВС. Чаще всего, для выполнения этой задачи используют оптический кабель и соответствующее оборудование.

Виды ЛВС

Одноранговая локальная сеть

Одноранговую локальную сеть применяют для объединения небольшого количество компьютеров (до 10 штук). При одноранговой локальной сети, каждый пользователь своего компьютера принимает решение о доступе к данным для других пользователей сети. Такую ЛВС еще называют равноправной.

Локальная сеть на основе сервера

Это более распрастраненный вид ЛВС, более производительный и надежный. Сервером может служить как обычный компьютер, так и специальный, характеристики и програмное обеспечение которого предназначены специально для этих целей. Сервер может выполнять массу функций: хранить в себе данные пользователей ЛВС, назначать права и ограничивать доступ пользователям, при передачи сообщений определять оптимальные маршруты и многое другое.

Топология/структура ЛВС

Топология локальной вычислительной сети определяет структуру, то как компьютеры будут соединяться друг с другом.

1. Шина - это последовательное соединение компьютеров в сеть, с помощью общего кабеля.

2. Звезда - это параллельное соединение компьютеров. Каждый компьютер подсоединяется кабелем к одному устройству - концентратору или хабу.

3. Кольцо - компьютеры соединены кабелем в неразрывное кольцо. Выход из строя любого компьютера или обрыв кабеля - приведет к неработоспособности ЛВС.