Для объединения компьютеров в локальных сетях наиболее часто используются сетевые адаптеры (сетевые карты), концентраторы, коммутаторы, маршрутизаторы.

Рассмотрим более подробно каждый тип оборудования.

Сетевой адаптер – это устройство необходимое для подключения компьютера к локальной сети. Сетевой адаптер устанавливается в свободный слот (разъем) материнской платы компьютера, как и адаптеры, выполняющие другие функции, например видеоадаптер. Сетевые адаптеры можно классифицировать по следующим признакам:

· в зависимости от типа и разрядности используемой в компьютере внутренней шины;

· в зависимости от типа принятой в сети сетевой технологии – Ethernet, Token Ring, FDDI и т. д.;

· в зависимости от типа среды (канала) передачи данных – коаксиальный кабель, оптоволоконный кабель, кабель типа витая пара.

Сетевой адаптер присоединяется к кабелю с помощью специальных коннекторов. Для кабеля типа витая пара используется коннектор типа RG-45, внешне напоминающий разъем для подключения телефона. Для подключения к коаксиальному кабелю используются так называемые BNC-коннекторы и Т-коннекторы. Существуют сетевые адаптеры, использующие беспроводной принцип взаимодействия. В настоящее время тремя главными типами беспроводной передачи данных являются радиосвязь, связь в микроволновом диапазоне и инфракрасная связь. Наиболее распространенным, в настоящее время, вариантом организации беспроводной локальной сети является использование WiFi оборудования. WiFi является аббревиатурой от «Wireless Fidelity» (беспроводная связь) и представляет собой стандарт беспроводного доступа, обеспечивающий скорость передачи информации до 54 Мбит/сек.

Каждый сетевой адаптер имеет уникальный внутренний номер, так называемый MAC-адрес, позволяющий однозначно идентифицировать источник информации в сетевой среде.

Различные типы кабелей используются в качестве носителей, или среды передачи данных. Хотя беспроводные технологии передачи данных становятся все более популярными в настоящее время, основным типом носителя для сетевых коммуникаций остается кабель. Наиболее распространены кабели следующих типов:

· кабель типа витая пара;

· коаксиальный кабель;

· оптоволоконный кабель.

Кабель типа витая пара – наиболее распространенный в настоящее время тип кабеля, бывает двух видов: неэкранированная и экранированная витая пара. Внутренняя конструкция состоит из нескольких скрученных пар медных проводов, окруженных заземленной оболочкой из медной сетки, или алюминиевой фольги, в случае экранированной витой пары. Существует несколько типов неэкранированной витой пары. В настоящее время наиболее часто используются тип UTP-5 (UTP – Unshielded Twisted Pair). Кабель UTP-5 обеспечивает скорость передачи информации до 1000 Мбит/сек. Кабель типа неэкранированная витая пара – это наиболее дешевый и простой в установке тип кабеля. Но у него существуют и недостатки. Кабель чувствителен к помехам со стороны внешних электромагнитных источников и взаимному наложению сигналов между отдельными проводами самого кабеля. Длина кабельного сегмента, т.е. расстояние от компьютера до усилителя (повторителя) сигнала не может превышать 100 метров, поскольку сигнал ослабевает при перемещении по кабелю.

Кабель типа экранированная витая пара (STP – Shielded Twisted Pair) в меньшей степени подвержен внешним электромагнитным воздействиям, более сложен в установке. Длина кабельного сегмента также ограничена 100 метрами.

Коаксиальный кабель напоминает кабель, который используется для подключения антенны к бытовому телевизору. Скорость передачи данных по этому типу носителя составляет 10 Мбит/сек. Длина кабельного сегмента может составлять от 185 до 500м, в зависимости от типа коаксиального кабеля. Наибольшее распространение получили так называемый «тонкий» маркировка RG-58 и «толстый» кабель маркировка RG-8 и RG-11. Данный тип кабеля устарел и мало используется в настоящее время.

Оптоволоконный кабель является в настоящее время самой совершенной, но и самой дорогой средой для передачи информации. Оптическое волокно изготовлено из кварца, основу которого составляет двуокись кремния. Кабель состоит из центрального волоконного проводника, по которому и распространяется световой сигнал, окруженного другим слоем волокна. Показатель преломления светового луча у двух этих слоев разный. Существует два типа кабелей: одномодовый, в котором может распространяться только один луч, и многомодовый, в котором может распространяться большое число лучей. В одномодовом волокне диаметр центрального волоконного проводника несколько меньше чем в многомодовом. Скорость передачи информации при использовании данного типа кабеля достигает 10 Gb/сек (10000 Мбит/сек). Оптоволоконный кабель используется в основном в глобальных и региональных сетях, а также на магистралях больших локальных сетей.

Концентратор (многопортовый повторитель, или HUB) – это устройство, используемое для объединения отдельных рабочих мест (компьютеров) в локальную сеть. Современные концентраторы имеют, как правило, 8, 12, 16, 24, или 48 портов (разъемов) для подключения компьютеров. Все порты концентратора равноправны. При получении сигнала от одного из подключенных к нему компьютеров концентратор транслирует его на все остальные порты. Таким образом, концентратор является центральной точкой соединения компьютеров в сети. Кроме функции соединения компьютеров концентратор может выполнять еще несколько функций. Это: усиление (повторение) сигнала, автосегментация (автоматическое отключение неисправных портов), обеспечение сбора статистики по загрузке сети. Концентраторы можно соединять друг с другом для увеличения размера сети.

Коммутатор (switch) – это устройство, которое также может использоваться для объединения компьютеров, или различных сегментов локальной сети (ЛС). В отличии от концентратора, коммутатор при получении сигнала (пакета данных) от одного из подключенных к нему компьютеров не транслирует его на все остальные порты, а передает его только в тот порт, к которому подключен компьютер, являющийся получателем этого пакета данных. В результате скорость передачи данных увеличивается, поскольку в сети сокращается количество коллизий, характерных для технологии Ethernet.

ЛC имеют свойство перерастать начальные проекты. С ростом компаний растут и ЛС. Изменение профиля деятельности или организации работы компании могут потребовать переконфигурации сети. Это становится очевидным, когда:

• недопустимо долго документы стоят в очереди на сетевой принтер;
• увеличилось время запроса к БД;
• изменились требования по защите информации и т. д.

Сети не могут расширяться за счет простого добавления рабочих станций и прокладки кабеля. Любая топология или архитектура имеет свои ограничения. Однако существуют устройства, которые могут:

• сегментировать ЛС так, что каждый сегмент станет самостоятельной ЛС;
• объединять две ЛС в одну;
• подключать ЛС к другим сетям для объединения их в интернет.

К таким устройствам относятся: репитеры, мосты, маршрутизаторы, мосты-маршрутизаторы и шлюзы.

Репитеры

Это устройства, которые принимают затухающий сигнал из одного сегмента сети, восстанавливают его и передают в следующий сегмент, чем повышают дальность передачи сигналов между отдельными узлами сети (рис. ниже).

Подключение репитера в ЛВС

Репитеры передают весь трафик в обоих направлениях и работают на физическом уровне модели OSI. Это означает, что каждый сегмент должен использовать одинаковые: форматы пакетов, протоколы и методы доступа. То есть, с помощью репитера можно объединить в единую сеть два сегмента Ethernet и невозможно Ethernet и Token Ring.

Однако репитеры позволяют соединять два сегмента, которые используют различные физические среды передачи сигналов (кабель - оптика, кабель - пара и т. д.). Некоторые многопортовые репитеры работают как многопортовые концентраторы, соединяющие разные типы кабелей.

Применение репитеров оправдано в тех случаях, когда требуется преодолеть ограничение по длине сегмента или по количеству РС. Причем ни один из сегментов сети не генерирует повышенного трафика, а стоимость ЛВС - главный фактор. Связано это с тем, что репитеры не выполняют функций: изоляции и фильтрации.

Так передавая из сегмента в сегмент каждый бит данных, они будут передавать и искаженные пакеты, и пакеты, не предназначенные этому сегменту. В результате проблемы одного сегмента скажутся и на других. Т.е. применение репитеров не обеспечивает функцию изоляции сегментов. Кроме того, репитеры будут распространять по сети все широковещательные пакеты. И если устройство не отвечает на все пакеты или пакеты постоянно пытаются достичь устройств, которые никогда не отзываются, то производительность сети падает, т. е. репитеры не осуществляют фильтрацию сигналов.

Мосты

Мост - это устройство, соединяющее две сети, использующие одинаковые методы передачи данных. Эти устройства, как и репитеры, могут:

• увеличивать размер сети и количество РС в ней;
• соединять разнородные сетевые кабели. Однако принципиальным их отличием является то, что они работают на канальном уровне модели OSI, т.е. на более высоком, чем репитеры и учитывают больше особенностей передаваемых данных, позволяя:
• восстанавливать форму сигналов, но делая это на уровне пакетов;
• соединять разнородные сегменты сети (например, Ethernet и Token Ring) и переносить между ними пакеты;
• повысить производительность, эффективность, безопасность и надежность сетей (что будет рассмотрено ниже).

Принципы работы мостов

Работа моста основана на принципе, согласно которому все узлы сети имеют уникальные сетевые адреса, и мост передает пакеты исходя из адреса узла назначения (рис. ниже).

Пример комплексирования сегментов ЛВС с использованием мостов

Управляя доступом к сети, мост:

• слушает весь трафик;
• проверяет адрес источника и получателя пакета;
• строит таблицу маршрутизации;
• передает пакеты на основе адреса узла назначения.

Мост обладает некоторым "интеллектом", поскольку изучает, куда направить данные. Когда пакеты передаются через мост, адреса передатчиков сохраняются в памяти моста, и на их основе создается таблица маршрутизации. В начале работы таблица пуста. Затем, когда узлы передают пакеты, их адреса копируются в таблицу. Имея эти данные, мост изучает расположение компьютеров в сегментах сети. Прослушивая трафик всех сегментов, и принимая пакет, мост ищет адрес передатчика в таблице маршрутизации. Если адрес источника не найден, он добавляет его в таблицу. Затем сравнивает адрес получателя с БД таблицы маршрутизации.

• Если адрес получателя есть в таблице и адресат находится в одном сегменте с источником, пакет отбрасывается. Эта фильтрация уменьшает сетевой трафик и изолирует сегменты сети.
• Если адрес получателя есть в таблице, но адресат и источник находятся в разных сегментах, мост передает пакет через соответствующий порт в нужный сегмент.
• Если адреса нет в таблице, пакет ретранслируется во все сегменты, исключая тот, откуда был принят.

Короче говоря, если мост знает о местоположении узла - адресата, он передает пакет ему. В противном случае - транслирует пакет во все сегменты.

Рассмотренный вариант соответствует наиболее простым, так называемым прозрачным мостам. В настоящее время находят применение мосты с алгоритмом остовного дерева, мосты с маршрутизацией от источника и др.

Назначение мостов

1. Мосты позволяют увеличить дальность охвата сети, работая в качестве повторителей. При этом допускается каскадное соединение ЛВС через мосты. Причем эти ЛВС могут быть разнородны.
2. Использование мостов повышает производительность сети вследствие возможности ее сегментации. Т. к. мосты способны фильтровать пакеты согласно некоторым критериям, то большая сеть делится на несколько сегментов, соединенных мостами. Два небольших сегмента будут работать быстрее, чем один большой, т. к. трафик локализуется в пределах каждого сегмента.
3. Применение мостов повышает эффективность работы сети, т. к. для каждой подсети (сегмента) можно использовать разные топологии и среды передачи, а затем их объединять мостами. Так, например, если в отдельных отделах ПК соединены витыми парами, то мостом эти подсети можно соединить с корпоративной ЛВС оптической магистралью. Т. к. витые пары стоят дешево, то это сэкономит средства, а в базовой магистрали (на которую приходится большая часть трафика) будет использована среда высокой пропускной способности.
4. Мосты позволяют увеличить безопасность (защиту) данных за счет того, что их можно программировать на передачу только тех пакетов, которые содержат адреса определенных отправителей и получателей. Это позволяет ограничить круг РС, способных посылать и принимать информацию из другой подсети. Например, в сети, обслуживающей бухучет можно поставить мост, который позволит принимать информацию лишь некоторым внешним станциям.
5. Мосты увеличивают надежность и отказоустойчивость сети. При сегментировании сети отказ какой-либо подсети не приведет к остановке всех других. Кроме этого, когда выходит из строя единственный файл-сервер, прекращает работу вся сеть. Если с помощью внутренних мостов связать два файл-сервера, страхующих друг друга, то:

• возрастет отказоустойчивость сети;
• снизится уровень трафика.

Различают локальные и удаленные мосты. Удаленные мосты используются в больших сетях, когда ее отдельные сегменты связываются телефонными (или иными) каналами связи.

Однако если для соединения двух кабельных сегментов ЛВС используют только один локальный мост, то в крупных сетях приходится использовать два удаленных моста, подключенных через синхронные модемы к выделенному каналу связи (рис. ниже).

Использование двух удаленных мостов

Маршрутизаторы

Маршрутизатор - это устройство для соединения сетей, использующих различные архитектуры и протоколы. Работая на сетевом уровне модели OSI, они могут:

• коммутировать и направлять пакеты через несколько сетей;
• определять наилучший путь для их передачи;
• обходить медленные и неисправные каналы;
• отфильтровывать широковещательные сообщения;
• действовать как барьер безопасности между сетями.

Маршрутизатор в отличие от моста имеет свой адрес и используется как промежуточный пункт назначения.

Аппаратные компоненты ЛВС: рабочие станции, серверы, интерфейсные платы и кабели.

Рабочие станции (РС) – персональные ЭВМ, - рабочие места пользователей сети. Иногда в РС могут отсутствовать накопители на жестких дисках. Такие рабочие станции называют бездисковыми РС. Их преимущество – низкая стоимость, высокая защищенность от проникновения в систему посторонних и компьютерных вирусов; недостаток – нет возможности работать в автономном режиме, иметь собственные архивы данных и программ.

Серверы в ЛВС выполняют функции распределения сетевых ресурсов. Сервер – это достаточно мощный персональный компьютер, мини-ЭВМ или специальная ЭВМ-сервер. В одной сети может быть несколько серверов. Персональный компьютер-сервер может совмещать функции сервера и рабочей станции. Совокупность компьютеров сервера и относящихся к серверу рабочих станций называют доменом.

Используемые в ЛВС сетевые адаптеры имеют три основные характеристики: тип шины компьютера, к которому они подключаются (ISA,EISA,Micro Channel и пр.), разрядность (8, 16, 32, 64) и используемый метод доступа к сетевому каналу данных.

Основные схемы объединения компьютеров в ЛВС: «звезда», «кольцо» и «общая шина».

Широко используемые методы доступа к сетевому каналу:

o Ethernet (поддерживает шинную топологию);

o Arcnet (поддерживает звездную топологию);

o Token-Ring (поддерживает кольцевую топологию).

В классификации топологий ЛВС выделяют два основных класса: широковещательные и последовательные.

В широковещательных конфигурациях каждый персональный компьютер передает сигналы, которые могут быть восприняты другими компьютерами. К таким конфигурациям относятся топологии «общая шина», «дерево» и «звезда с пассивным центром».

В последовательных конфигурациях каждый физический подуровень передает информацию одному компьютеру. Примеры: произвольная (произвольное соединение компьютеров), иерархическая, «кольцо», «цепочка», «звезда с интеллектуальным центром», «снежинка».

Для соединения компьютеров в ЛВС используют коаксидный (тонкий и толстый) кабель, «витая пара» и оптоволокно, ведутся работы по внедрению беспроводных радиосетей.

Дополнительное оборудование ЛВС – источники бесперебойного питания, модемы, трансиверы, повторители и разъемы (коннекторы, терминаторы).

Принципы управления

Существует два основных принципа управления в ЛВС: централизованное и децентрализованное. В централизованных сетях имеется центральный узел (компьютер-сервер (КС)) и рабочие станции.

Основное назначение компьютера-сервера – управление передачей данных в сети и хранение файлов, используемых многими рабочими станциями. К компьютерам-серверам обычно подключаются лазерные принтеры, факсы, модемы, сканеры и т.д.

Сетевые операционные системы, реализующие централизованное управление: Microsoft Windows NT Server, Novell NetWare (версии 3.Х и 4.Х) и другие.

Преимущества централизованных сетей: высокая защищенность сетевых ресурсов от несанкционированного доступа, удобство администрирования сети, возможность создания сетей с большим числом узлов.

Недостатки: уязвимость системы при нарушении работоспособности файл-сервера, а также в предъявлении высоких требований к ресурсам серверов.

Сети с децентрализованным управлением (одноранговые сети) не содержат компьютер-сервер. Функции управления сетью поочередно передаются от одной рабочей станции к другой. Основные ресурсы всех рабочих станций обычно являются общедоступными. Одноранговые сети строятся на следующих программах и пакетах: Novell NetWare Lite, Windows for Workgroups, Windows95/98 и другие.

Развертывание одноранговой сети для небольшого числа рабочих станций позволяет построить более эффективную и живучую распределенную вычислительную среду. Сетевое программное обеспечение является более простым по сравнению с централизованными сетями. Однако такие сети слабее с точки зрения защиты информации и администрирования.

Потребитель ресурсов в сети называется клиентом , а предоставляющий ресурсы компонент сети – сервером . Основные виды ресурсов: аппаратные (целая ЭВМ, дисковый накопитель, устройство печати и т.д.), программные и информационные. Типичными клиентами сети являются: ЭВМ, пользователь или программа. Для аппаратного ресурса используются термины – диск-сервер (файловый сервер или файл-сервер). Обработка поступающих сообщений выполняется серверами сообщений, обработка запросов к базе данных – серверами баз данных, выполнение приложений пользователя – серверами приложений. Иногда одним термином называют разные (аппаратные и аппаратно-программные) компоненты вычислительной системы. Например, сервер печати – компьютер с подключенным к нему принтером, программа печати или компьютер с программным обеспечением управления печатью.

Тема

• Аппаратное и программное обеспечение сети.

Цель

• Познакомить с устройствами и программными средствами , с помощью которых создается компьютерная сеть.

Ход урока

Для создания и функционирование компьютерных сетей нужны специальные устройства и программные средства. К аппаратной части для создания сети относятся сетевой адаптер, сетевой кабель, модем, маршрутизатор и главный компьютер – именно эти устройства позволяют организовать локальную сеть и возможность выхода в Интернет .

Хост

Основным техническим устройством является специальный компьютер , обеспечивающий информационные функции. Такую машину называют хост – компьютером – он должен всегда находится во включенном состоянии, так как обеспечивает прием и передачу данных по сети.

Все остальные компьютеры обязательно должны так или иначе быть подключенными к хост-машине. Ведь каждый пользователь, работающий внутри сети, при любых обстоятельствах использует его ресурсы.

С помощью Ethernet – аппаратуры машины подключаются друг к другу. Такая система состоит из таких элементов как кабеля (витая пара), специальных разъемов и сетевых адаптеров. Кабель используется при передаче и приеме информации между рабочими станциями.

Для подсоединения кабеля используются разъемы, подсоединяющиеся черезТ-коннекторы к сетевым адаптерам - специальным сетевым платам . Они могут быть интегрированными или вставленным в слоты расширения материнской платы компьютера.

Маршрутизаторы нужны для подключения к открытым концам сети.

Для Ethernet-аппаратуры используются кабели разных типов. Это и коаксиальные кабеля (коаксиалки) и кабеля типа витой пары. Каждому типу кабеля нужен разный разъем и собственный способ подключения к сетевому карте. Но нужно отметить, что коаксиальный тип подключения уже мало где используется из-за его медленной скорости и ненадежной связи. В зависимости от кабеля меняются характеристики сети - длина кабеля и максимальное количество рабочих станций, подключаемых к нему.

Скорость передачи данных в сети Ethernet – около 100 Мбит/секунду.

Для соединения компьютера с телефонной сетью (через которую происходит подключение к Глобальной сети), необходимо иметь специальное устройство – модем (МО дулятор – ДЕМ одулятор).

Модуляция – это процесс преобразования цифровой формы передача информации в аналоговую.

Демодуляция – обратное преобразование для приема информации. Модемы бывают внешним и внутренним. Внешний модем является отдельным устройством, подключаемым к ПК через COM-порт (он есть у каждого компьютера), внутренний модем – электронная плата, которую можно отдельно приобрести и установить во внутрь системного блока.

Одним из важных характеристик модема есть скорость передачи данных (Кбит/сек). Старые модемы имеют скорость подключения 36 Кбит/сек, в современных же скорость больше – 128 - 256 Кбит/сек и т. д.

Сетевой адаптер

Сетевая карта представляет из себя отдельную плату, вставляемую в материнскую плату ПК . Она, также как и множество других устройств может быть интегрированной в «материнку». Сетевые адаптеры являются устройствами приема/передачи данных и предназначены для подключения рабочих станций не только между собой, но и между хост-компьютером и маршрутизатором для выхода в Интернет .

Программное обеспечение сети

К |программным средствам функционирования сети относятся такие компоненты как сетевые операционные системы сетевые приложения (браузеры и т.д.).

Сетевая операционная система

Сетевая операционная система – это основа основ любой сети. Она необходима для управления принятыми/переданными сообщения между серверами и рабочими станциями. Она также позволяет любому пользователю работать с общим сетевым диском или принтером, которые физически не подключены к этому компьютеру Самыми ходовыми, практичными и просто популярными есть такие сетевые ОС как Unix и Microsoft Windows Server 2003 и 2008.

В сетевой операционной системе, установленной на отдельном ПК можно выделить такие характеристики:

• управление ресурсами ПК (распределение оперативной памяти, управление периферийными устройствами и другие функции
• предоставление собственных ресурсов для общего использования (расшаривание)
• средства, с помощью которых происходит обмен и передача сообщений в сети.

В зависимости от функций самого компьютера в его операционной системе может присутствовать или клиентская, или серверная части.

Браузер (англ.Browser) – сетевое программное обеспечение, предназначенное для отображения содержимого веб-страниц, написанных на специальных веб-языках.

Также браузеры используются для загрузки и выгрузки разнообразного контента в Глобальную сеть.

Вопросы

1. Что относится к аппаратной части обслуживания сети?

2. Для чего нужен сетевой адаптер?

3. Что представляет собой модем?

4. Какие функции выполняет сетевая ОС?

5. Расскажите о браузерах.

Список использованных источников

1. Урок на тему: «Функционирование компьютерных сетей», Иголкин А. П., г. Макеевка.

2. Моргунов Ж. Ц. Современные компьютерные сети. – 2008 г.

Отредактировано и выслано преподавателем Киевского национального университета им. Тараса Шевченка Соловьевым М. С.

Над уроком работали

Соловьев М. С.

Иголкин А. П.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Государственный аграрный университет Северного Зауралья

Институт Экономики и финансов

Кафедра Экономико-математических методов и вычислительной техники

по теме: АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЛОКАЛЬНЫХ СЕТЕЙ

Руководитель Еремина Д.В.

Исполнитель Родькин М.А.

Тюмень 2014

• Введение
• 1. Аппаратура локальной сети
• 2. Виды локальных сетей
• 3. Топологии локальных сетей
• Заключение
• Список использованной литературы

Введение

Передача информации между компьютерами существует, наверное, с самого момента возникновения вычислительной техники. Она позволяет организовать совместную работу отдельных компьютеров, решать одну задачу с помощью нескольких компьютеров, специализировать каждый из компьютеров на выполнении какой-то одной функции, совместно использовать ресурсы и решать множество других проблем. Способов и средств обмена информацией за последнее время предложено множество: от простейшего переноса файлов с помощью дискеты до всемирной компьютерной сети Internet, способной связать все компьютеры мира. Какое же место во всей этой иерархии отводится локальным сетям? Несомненно, большое. Чаще всего термин «локальные сети» (LAN, Local Area Network) понимают буквально, то есть под локальными понимаются такие сети, которые имеют небольшие, локальные размеры, соединяют близко расположенные компьютеры. Но с помощью чего происходит соединение компьютеров?

компьютер локальный сеть пакетный

1. Аппаратура локальной сети

Что бы передача данных по локальной сети могла осуществиться, необходимы следующие составляющие:

1. Кабели для передачи информации - сети на территории одного объекта, назначение -- обеспечение технологической и производственной связью внутри объекта. Пример - местные кабельные линии между зданиями в городе (разные предприятия) или близлежащими населенными пунктами (поселки, села…), назначение -- обеспечение связью на местном уровне, например, каналы телефонной связи для присоединения ведомственной АТС к городской АТС. Внутризоновые -- кабельные линии внутри одного края, области, назначение -- обеспечение связью внутри данной зоны. Магистральные -- кабельные линии проходящие (соединяющие) более одного субъекта, назначение -- обеспечение связью между субъектами. международные -- кабельные линии проходящие через границу государств(а), назначение -- обеспечение связью между странами (сеть Интернет).

Рисунок 1. Кабели для передачи информации

2. Разъемы для присоединения кабелей - (Registered jack RJ, читается «ар-джей») -- это стандартизированный физический интерфейс, используемый для соединения телекоммуникационного оборудования. Стандартные варианты этого разъёма называются RJ11, RJ14, RJ25, RJ45 и так далее. Разъёмы RJ принадлежат к семейству модульных разъёмов, за исключением RJ21. Например, RJ11 использует модульную вилку и розетку типа «6 контактов -- 2 проводника».

3. Согласующие терминаторы -- поглотитель энергии (обычно резистор) на конце длинной линии, сопротивление которого равно волновому сопротивлению данной линии. Слово «терминатор» применяется в основном в компьютерном жаргоне, терминологичным синонимом ему является выражение «согласованная нагрузка»

4. Сетевые адаптеры -- периферийные устройства, позволяющее компьютеру взаимодействовать с другими устройствами сети.

Рисунок 2. Сетевые адаптеры

5. Репитеры - предназначен для увеличения расстояния сетевого соединения путём повторения электрического сигнала «один в один». Бывают одно портовые повторители и много портовые. В терминах модели OSI работает на физическом уровне.

Рисунок 3. Репитеры

6. Трансиверы -- устройство для передачи и приёма сигнала между двумя физически разными средами системы связи. Это приёмник-передатчик, физическое устройство, которое соединяет интерфейс хоста с локальной сетью, такой как Ethernet. Трансиверы Ethernet содержат электронные устройства, передающие сигнал в кабель и детектирующие коллизии

7. Концентраторы -- сетевое устройство, предназначенное для объединения нескольких устройств Ethernet в общий сегмент сети. Устройства подключаются при помощи витой пары, коаксиального кабеля или оптоволокна.

Рисунок 4. Концентраторы

8. Мосты: Северный мост (англ. Northbridge; в отдельных чипсетах Intel, также -- контроллер-концентратор памяти англ. Memory Controller Hub, MCH) -- системный контроллер чипсета на материнской плате платформы x86, к которому в рамках организации взаимодействия подключены: через Front Side Bus -- микропроцессор, если в составе процессора нет контроллера памяти, то через шину контроллера памяти -- оперативная память, через шину графического контроллера -- видеоадаптер (в материнских платах нижнего ценового диапазона видеоадаптер часто встроенный). В таком случае северный мост, произведенный Intel, называется GMCH (от англ. Chipset Graphics and Memory Controller Hub). Название можно объяснить представлением архитектуры чипсета в виде карты. В результате процессор будет располагаться на вершине карты, на севере. Исходя из назначения, северный мост определяет параметры (возможный тип, частоту, пропускную способность) системной шины и, косвенно, процессора (исходя из этого -- до какой степени может быть разогнан компьютер), оперативной памяти (тип -- например SDRAM, DDR, её максимальный объем), подключенного видеоадаптера.

9. Мосты: Южный мост (от англ. Southbridge) (функциональный контроллер), также известен как контроллер-концентратор ввода-вывода (от англ. I/O Controller Hub, ICH) . Обычно это одна микросхема, которая связывает «медленные» (по сравнению со связкой «Центральный процессор-ОЗУ») взаимодействия (например, Low Pin Count, Super I/O или разъёмы шин для подключения периферийных устройств) на материнской плате с ЦПУ через Северный мост, который, в отличие от Южного, обычно подключён напрямую к центральному процессору.

10. Маршрутизаторы -- специализированые сетевые компьютеры, имеющий минимум два сетевых интерфейса, и пересылающие пакеты данных между различными сегментами сети, принимающие решения о пересылке на основании информации о топологии сети и определённых правил, заданных администратором.

11. Шлюзы -- сетевые устройства или программное средство для сопряжения разнородных сетей. Интернет-шлюз -- программа или оборудование, организующее доступ из локальной сети в Интернет. Шлюз по умолчанию -- адрес маршрутизатора, на который отправляется трафик, для которого невозможно определить маршрут исходя из таблиц маршрутизации.

Также для работы в локальной сети необходимо специальное сетевое программное обеспечение. В операционной системе Windows уже имеется всё необходимое для установки сети.

И так, имея все программные составляющие, можно организовать работу локальной сети, для решения некоторых задач. Например, разделение файлов, передача файлов и других.

2. Виды локальных сетей

Одноранговая локальная сеть:

В небольших локальных сетях все компьютеры обычно равноправны, т.е. пользователи самостоятельно решают, какие ресурсы своего компьютера сделать общедоступными. Такие сети называют одноранговыми.

Одноранговая локальная сеть - сеть поддерживающая равноправие компьютеров и предоставляющая пользователям, самостоятельно решать какие ресурсы своего компьютера: папки, файлы, программы сделать общедоступными.

Рисунок 5. Одноранговая локальная сеть

Локальная сеть на основе сервера:

Если к локальной сети подключено более 10 компьютеров, одноранговая сеть может оказаться недостаточно производительной. Для увеличения производительности, а также в целях обеспечения большей надежности при хранении информации в сети, некоторые компьютеры специально выделяются для хранения файлов или программ-приложений. Такие компьютеры называются серверами, а локальная сеть - сетью на основе серверов.

Сервер - специальный управляющий компьютер, предназначенный для:

1. хранения данных для всей сети.

2. подключения периферийных устройств;

3. централизованного управления всей сетью;

4. определения маршрутов передачи сообщений.

Рисунок 6. Сеть на основе сервера

3. Топологии локальных сетей

Топология (структура) локальной сети - конфигурация сети, порядок соединения компьютеров в сети и внешний вид сети.

При помощи кабеля в локальной сети каждый компьютер соединяется с другими компьютерами. Структуру локальной сети можно описать с помощью сетевой информационной модели.

Шинная (линейная шина) - вариант соединения компьютеров между собой, когда кабель проходит от одного компьютера к другому, последовательно соединяя компьютеры между собой.

Рисунок 7. Шинная локальная сеть

Звездная - к каждой рабочей станции подходи отдельный кабель из одного узла - сервера. Сервер обеспечивает централизованное управление всей сетью, определяет маршруты передачи сообщений, подключает периферийные устройства, является хранилищем данных для всей сети.

Рисунок 8. Звездная локальная сеть

Кольцевая - все компьютеры связаны в кольцо, и функции сервера распределены между всеми машинами сети. Недостаток: при выходе из строя любой ЭВМ работа сети прерывается.

Рисунок 9. Кольцевая локальная сеть

Древовидная (снежинка) - позволяет структурировать систему в соответствии с функциональным назначением элементов. Наиболее гибкая структура. Практически все сложные системы имеют в своем составе иерархические структуры.

Рисунок 10. Древовидная локальная сеть

4. Сетевой протокол. Пакетный протокол

Работой компьютеров в локальной сети управляют программы. Для того чтобы все компьютеры могли понимать друг друга, отправлять друг другу запросы и получать ответы, они должны общаться на одном языке. Такой язык общения компьютеров называется сетевым протоколом.

В последнее время широкое применение нашли так называемые пакетные протоколы. При использовании протоколов этого типа данные, которыми обмениваются компьютеры, режутся на небольшие блоки. Каждый блок как бы вкладывается в «конверт» (инкапсулируется), в результате чего образуется пакет. Пакет содержит как сами данные, так и служебную информацию: от кого отправлен, кому предназначен, какой пакет должен следовать за ним и прочее. Пакетный протокол обеспечивает циркуляцию пакетов в сети, а также получение их адресатом и сборку. Каждая рабочая станция периодически подключается к сети (по прерываниям) и проверяет проходящие пакеты. Те, что адресованы ей, она забирает, а прочие пересылает дальше.

Рассмотрим простой пример пакетной связи. Допустим, мы написали письмо другу на трех листах, потом вложили их в три конверта, поставили на них цифры 1, 2, 3 и опустили в три разных почтовых ящика. Каждый листок пойдет к адресату своим путем. Возможно, что третий листок придет раньше первого, но это не помешает собрать их в правильном порядке и прочесть. В любой переписке особую роль играет конверт - необходимый элемент протокола, установленного почтовой службой. На конверте написано, куда надо доставить содержимое (адрес и почтовый индекс получателя), и указано, куда надо вернуть конверт в случае недоставки (обратный адрес). Если конверт подписан неправильно или на нем нет марки, свидетельствующей о том, что услуга оплачена, то протокол не соблюден и письмо до адресата может не дойти.

Рисунок 11. Циркуляция пакетов

Таким образом, функционирование любой локальной сети основано на следующих принципах:

Каждая из машин, включенных в сеть, имеет свой собственный номер (идентификатор);

Информация от каждой машины поступает в сеть в виде отдельных порций (пакетов);

Пакет снабжается информацией о том, для какой машины он предназначен;

Пакет свободно перемещается по сети, причем эта его часть информации сравнивается с идентификатором каждой ЭВМ и в случае совпадения сообщение предается соответствующей машине.

Заключение

В заключении, можно сказать, что современные технологии развиваются очень быстрыми темпами. Локальные сети, сеть интернет заняли очень важное место, сложно представить обычный завод, в котором не будет компьютеров соединённых по сети. В современных условиях это просто не возможно.

Появились множество способов и возможностей соединять компьютеры для выполнения разных целей, это значительно упрощает деятельность человека.

Практически каждый день появляются новые составляющие локальных сетей, превосходящие по своим показателям предыдущие. Скорость передачи данных может превосходить 100, 200, и даже 500 Мб.

В целом, весь процесс развития сетей, положительно сыграл на развитие технологий и дал огромные возможности для коммуникации людей. И, скорее всего, современные сети будут продолжать совершенствоваться.

Список использованной литературы

1. Локальная сеть [Электронный ресурс] - http://www.authorstream.com - (дата обращения: 16.12.2014)

2. Локальная сеть. Что это? Виды локальных сетей [Электронный ресурс] - http://pro-spo.ru/network-tech - (дата обращения: 16.1.2014)

3. Свободная энциклопедия [Электронный ресурс] - http://ru.wikipedia.org - (дата обращения: 16.12.2014)

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Беспроводная технология передачи информации. Развитие беспроводных локальных сетей. Стандарт безопасности WEP. Процедура WEP-шифрования. Взлом беспроводной сети. Режим скрытого идентификатора сети. Типы и протоколы аутентификации. Взлом беспроводной сети.

реферат , добавлен 17.12.2010


Способы коммутации компьютеров. Классификация, структура, типы и принцип построения локальных компьютерных сетей. Выбор кабельной системы. Особенности интернета и других глобальных сетей. Описание основных протоколов обмена данными и их характеристика.

дипломная работа , добавлен 16.06.2015


Понятие и структура компьютерных сетей, их классификация и разновидности. Технологии, применяемые для построения локальных сетей. Безопасность проводных локальных сетей. Беспроводные локальные сети, их характерные свойства и применяемые устройства.

курсовая работа , добавлен 01.01.2011


Организация частной сети. Структура незащищенной сети и виды угроз информации. Типовые удаленные и локальные атаки, механизмы их реализации. Выбор средств защиты для сети. Схема защищенной сети с Proxy-сервером и координатором внутри локальных сетей.

курсовая работа , добавлен 23.06.2011


Характеристика особенностей локальных, региональных и глобальных компьютерных сетей. Примеры объединения сетей. Изучение классификации сетей между узлами. Волоконно-оптические кабели. Пропускная способность канала связи. Скорость передачи информации.

презентация , добавлен 30.10.2016


Анализ учебно-методической литературы. Моделирование системы знаковых средств обучения. Топология компьютерных сетей. Правила сетевого взаимодействия. Кабели на основе витых пар. Конструирование средств тематического контроля. Аппаратура локальных сетей.

курсовая работа , добавлен 07.06.2016


Компьютерные сети и их классификация. Аппаратные средства компьютерных сетей и топологии локальных сетей. Технологии и протоколы вычислительных сетей. Адресация компьютеров в сети и основные сетевые протоколы. Достоинства использования сетевых технологий.

курсовая работа , добавлен 22.04.2012


Особенности, отличия, топология и функционирование локальных компьютерных сетей. Программное обеспечение информационно-вычислительных сетей. Основные протоколы передачи данных, их установка и настройка. Аутентификация и авторизация; система Kerberos.

курсовая работа , добавлен 20.07.2015


Базовые технологии, протоколы и стандарты построения локальных и глобальных сетей. Протоколы передачи данных в телекоммуникационных системах. Стеки коммуникационных протоколов, линии связи, стандарты кабелей, коаксиальные и волоконно-оптические кабели.

курсовая работа , добавлен 15.07.2012


Анализ системы распределенных локальных сетей и информационного обмена между ними через Интернет. Отличительные черты корпоративной сети, определение проблем информационной безопасности в Интернете. Технология построения виртуальной защищенной сети – VPN.

Локальная вычислительная сеть - это понятие, знакомое многим не понаслышке. Практически каждое предприятие использует эту технологию, поэтому можно утверждать, что каждый человек так или иначе сталкивался с ней. Локальные сети существенно ускорили производственные процессы, тем самым дав резкий скачок дальнейшему их применению по всему земному шару. Все это позволяет прогнозировать дальнейший рост и развитие подобной системы передачи данных, вплоть до внедрения ЛВС на каждом, даже самом небольшом предприятии.

Понятие локальной сети

Локальная вычислительная сеть представляет собойнекое количество компьютеров, соединенных между собой специальным оборудованием, позволяющим осуществлять полноценный обмен информацией между ними. Важной особенностью этого вида передачи данных является относительно небольшая территория размещения узлов связи, то есть самих вычислительных машин.

Локальные сети не только существенно облегчают взаимодействие между пользователями, но и выполняют некоторые другие функции:

• Упрощают работу с документацией. Сотрудники могут редактировать и просматривать файлы на своем рабочем месте. При этом надобность в коллективных собраниях и совещаниях отпадает, что экономит драгоценное время.
• Позволяют работать над документами совместно с коллегами, когда каждый находится за своим компьютером.
• Дают возможность доступа к приложениям, установленным на сервере, что позволяет экономить свободное пространство на установленном жестком диске.
• Экономят пространство на жестком диске, позволяя сохранять документы на главном компьютере.

Виды сетей

Локальная вычислительная сеть может быть представлена двумя моделями: одноранговой сетью и иерархической. Различаются они способами взаимодействия узлов связи.

Одноранговая сеть основана на равноправии всех машин, а данные распределены между каждой из них. По сути, пользователь одного компьютера может получить доступ к ресурсам и информации другого. Эффективность работы одноранговой модели напрямую зависит от числа рабочих узлов, а уровень ее безопасности неудовлетворителен, что вкупе с достаточно сложным процессом управления делает такие сети не слишком надежными и удобными.

Иерархическая модель включает в себя один (или больше) главный сервер, где хранятся и обрабатываются все данные, и несколько узлов-клиентов. Этот тип сетей используется гораздо чаще первого, имея преимущество в быстродействии, надежности и безопасности. Однако скорость работы такой ЛВС во многом зависит от сервера, что при определенных условиях можно считать недостатком.

Составление технических требований

Проектирование локальной вычислительной сети представляет собой достаточно сложный процесс. Начинается он с разработки технического задания, которое следует тщательно продумать, так как недочеты в нем грозят последующими трудностями в построении сети и дополнительными финансовыми затратами. Первичное проектирование можно произвести с помощью специальных конфигураторов, которые позволят подобрать оптимальное сетевое оборудование. Особенно удобны такие программы тем, что можно исправлять различные значения и параметры непосредственно во время работы, а также составлять отчет по окончании процесса. Только после этих действий можно будет приступить к следующему этапу.

Эскизное проектирование

Этот этап заключается в сборе данных о предприятии, где планируется монтаж локально вычислительной сети, и анализе полученной информации. Определяется количество:

• Пользователей.
• Рабочих станций.
• Серверных помещений.
• Портов подключения.

Важным моментом является наличие данных о путях прокладки магистралей и планирование определенной топологии. В целом же необходимо придерживаться ряда требований, которые предъявляет стандарт IEEE 802.3. Однако, несмотря на эти правила, иногда может понадобиться произвести расчеты задержек распространения сигнала или же проконсультироваться у производителей сетевого оборудования.

Основные характеристики ЛВС

Выбирая способ размещения узлов связи, необходимо помнить об основных требованиях, предъявляемых к локальным сетям:

• Производительности, которая сочетает в себе несколько понятий: пропускную способность, время реакции, задержку передачи.
• Совместимости, т.е. способности подключить разное оборудование локальных вычислительных сетей и программное обеспечение.
• Безопасности, надежности, т.е. возможности предотвращения несанкционированного доступа и полной защиты данных.
• Масштабируемости - способности увеличения количества рабочих станций без ухудшения производительности сети.
• Управляемости - возможности контроля главных элементов сети, профилактики и устранения проблем.
• Прозрачности сети, заключающейся в представлении для пользователей единым вычислительным устройством.

Основные топологии локально-вычислительных сетей: достоинства и недостатки

Топология сети представляет собой физическое ее расположение, значительно влияя на основные характеристики. На современных предприятиях в основном используются три вида топологий: "Звезда", "Шина" и "Кольцо".

Топология «Звезда» является самой распространенной, имеет множество преимуществ перед остальными. Такой способ монтажа отличается высокой надежностью; если какой-либо компьютер вышел из строя (кроме сервера), на работу остальных это никак не повлияет.

Топология «Шина» представляет собой единый магистральный кабель с подключенными вычислительными машинами. Подобная организация локальной вычислительной сети экономит финансы, но не подходит для объединения большого количества компьютеров.

Топология «Кольцо» отличается низкой надежностью за счет особого расположения узлов - каждый из них соединен с двумя другими с помощью сетевых карт. Поломка одного компьютера приводит к остановке работы всей сети, поэтому такой вид топологии применяется все реже.

Рабочее проектирование сети

Локальная вычислительная сеть предприятия включает в себя также различные технологии, оборудование и кабели. Поэтому следующим этапом станет подбор всех этих элементов. Принятие решения в пользу того или иного программного либо аппаратного обеспечения определяется целью создания сети, количеством пользователей, перечнем используемых программ, размерами сети, а также ее месторасположением. В настоящее время чаще всего используются оптоволоконные магистрали, отличающиеся большой надежностью, быстродействием и доступностью.

О видах кабеля

Кабели используются в сетях для передачи сигналов между рабочими станциями, у каждого из них есть свои особенности, что необходимо учитывать при проектировании ЛВС.

• Витая пара состоит из нескольких пар проводников, покрытых изоляцией и скрученных между собой. Невысокая цена и простота монтажа являются выгодными преимуществами, что делает такой кабель самым популярным для монтажа локальных сетей.
• Коаксиальный кабель включает в себя два проводника, вставленных один в другой. Локальная вычислительная сеть с применением коаксиала уже не так распространена - ее заменила витая пара, однако она встречается в некоторых местах до сих пор.
• Оптоволокно представляет собой стеклянную нить, способную переносить свет посредством его отражения от стенок. Кабель из этого материала передает данные на огромные расстояния и отличается высоким быстродействием по сравнению с витой парой и коаксиалом, однако стоит недешево.

Необходимое оборудование

Сетевое оборудование локальных вычислительных сетей включает множество элементов, наиболее часто используемыми среди которых являются:

• Концентратор или хаб. Он объединяет некоторое количество устройств в один сегмент при помощи кабеля.
• Коммутатор . Использует специальные процессоры для каждого порта, обрабатывающие пакеты обособленно от других портов, за счет чего обладают высокой производительностью.
• Маршрутизатор . Это устройство, принимающее решения о рассылке пакетов на основе данных о таблицах маршрутизации и некоторых правил.
• Модем . Широко применяется в системах связи, обеспечивая контакт с другими рабочими станциями посредством кабельной или телефонной сети.

Конечное сетевое оборудование

Аппаратное обеспечение локальной вычислительной сети в обязательном порядке включает серверную и клиентскую части.

Сервер - это мощный компьютер, имеющий высокую сетевую значимость. Функции его заключаются в хранении информации, баз данных, обслуживании пользователей и обработке программных кодов. Серверы находятся в специальных помещениях с регулируемой постоянной температурой воздуха - серверных, а корпус их оснащен дополнительной защитой от пыли, случайного выключения, а также мощной охлаждающей системой. Как правило, доступ к серверу имеют только системные администраторы либо руководители предприятия.

Рабочая станция представляет собой обычную вычислительную машину, подключенную к сети, то есть ею является любой компьютер, запрашивающий услуги у главного сервера. Для обеспечения связи на таких узлах используется модем и сетевая плата. Поскольку обычно рабочими станциями используются ресурсы сервера, клиентская часть оснащена слабыми планками памяти и жесткими дисками небольшого объема.

Программное обеспечение

Оборудование локальных вычислительных сетей не сможет полноценноосуществлять свои функции без подходящего программного обеспечения. К программной части относятся:

• Сетевые операционные системы на серверах, составляющие основу любой сети. Именно ОС управляет доступом ко всем сетевым ресурсам, координирует маршрутизацию пакетов, разрешает конфликты устройств. В таких системах имеется встроенная поддержка протоколов TCP/IP, NetBEUI, IPX/SPX.
• Автономные ОС, управляющие клиентской частью. Ими являются обычные операционные системы, к примеру, Windows XP, Windows 7.
• Сетевые службы и приложения. Эти программные элементы позволяют производить различные действия: просмотр удаленной документации, печать на сетевом принтере, рассылка почтовых сообщений. Традиционные службы HTTP, POP-3, SMTP, FTP и Telnet являются основой этой категории и реализуются при помощи программного обеспечения.

Нюансы проектирования локальных сетей

Проектирование локальной вычислительной сети требует долгого и неспешного анализа, а также учета всех тонкостей. Важно предусмотреть возможность роста предприятия, что повлечет за собой и увеличение масштабов локальной сети. Составлять проект необходимо таким образом, чтобы ЛВС в любой момент была готова к подключению новой рабочей станции или другого устройства, а также модернизации любого ее узла и компонента.

Не менее важны и вопросы безопасности. Кабеля, применяемые при построении сети, должны быть надежно защищены от несанкционированного доступа, а магистрали размещены вдали от потенциально опасных мест, где они могут быть повреждены - нечаянно либо умышленно. Компоненты ЛВС, размещаемые за пределами помещения, в обязательном порядке следует заземлить и надежно закрепить.

Разработка локально вычислительной сети - это достаточно трудозатратный процесс, однако при правильном подходе и проявленной должной ответственности ЛВС будет работать надежно и стабильно, обеспечивая бесперебойную работу пользователей.