Корпоративна LAN схема. Направи си сам локална мрежа: Общи правила за изграждане на домашна мрежа и нейните основни компоненти

Самото име Local Area Network вече съдържа целта, функциите и ограниченията на системата. Нека разделим името на части. Местен, произлиза от английски местен - местен, тоест мрежата е обвързана с конкретно географско местоположение и има ограничения на територията, изчисления, свързани със състава на мрежата (изчислително оборудване, софтуер) и нейното предназначение, нето- предполага асоцииране изчислителна техникаи софтуер в определена зона (локална) към мрежата (чрез кабели).

Така можем да формулираме определението Локално компютърна мрежа(LAN) е система от взаимосвързани изчислителни ресурси (компютри, сървъри, рутери, софтуер и т.н.), разпределени върху сравнително малка площ (офис или група сгради), която се използва за получаване и предаване, съхраняване и обработка на информация от различни видове.

Различните локални мрежи могат да функционират отделно или да бъдат свързани помежду си с помощта на средства за комуникация, например в предприятия с клонова мрежа в различни градове. Чрез тази връзка потребителят може да взаимодейства с други работни станции, свързани към тази локална мрежа. Има локални мрежи, чиито възли са географски разделени на разстояния над 12 500 km (космически станции и орбитални центрове), но те все още се класифицират като локални.

Целта на LAN е да осигури съвместен и едновременен достъп на определена група лица до данни, програми и оборудване (компютри, принтери, плотери, устройства за съхранение и обработка на файлове и бази данни) и пренос на данни (електронна графика, текстообработка, електронна поща, достъп до отдалечени бази данни).данни, цифрово предаване на реч).

Например: мениджър приема поръчка и я въвежда в компютър, след това поръчката отива в счетоводния отдел и там се генерира фактура, в същото време информацията може да бъде изпратена до правната служба за създаване на споразумение.

LAN характеристики:

• Високоскоростни канали (1-400 Mbps), притежавани предимно от един потребител;
• Разстоянието между работните станции, свързани към локалната мрежа, обикновено е от няколкостотин до няколко хиляди метра;
• Пренос на данни между компютърни потребителски станции;
• Децентрализация на терминално оборудване, което се използва като микропроцесори, дисплеи, касови апарати и др.
• Предаване на данни към абонати, свързани към мрежата чрез общ кабел;

Основните функции на LAN са:

• Осигуряване на едновременен достъп до оборудване, софтуер и информация, интегрирани в мрежата;
• Минимизиране на риска от неоторизиран достъп до информация и мрежови ресурси;
• Разграничаване на достъпа до информация и мрежови ресурси;
• Осигуряване на бърз и конфиденциален обмен и едновременна работа с информация за определен кръг лица;
• Контрол върху информационните потоци, включително входящи и изходящи;
• Разделяне на контролните функции и отговорните лица във всеки възел (всеки възел е отговорен Системен администраторизвършване на поддръжка и, като правило, контролни функции);
• Оптимизиране на разходите за софтуер и хардуер поради колективното им използване (например един принтер за няколко отдела и т.н.)

В резултат на използването на LAN се комбинират персонални компютри, разположени на много отдалечени работни места. Работните места на служителите вече не са изолирани и са обединени в единна системакойто има свои специални предимства:

• Възможност отдалечен достъпкъм оборудване, софтуер и информация;
• Оптимизиране на ресурсите на процесора;
• По-малък брой и интензивност на грешките в сравнение с мрежа, базирана на телефонни канали;
• Честотната лента е по-висока от WAN;
• Възможност за преконфигуриране и развитие чрез свързване на нови терминали

Област на приложениелокалните мрежи са много широки, в момента има такива системи в почти всеки офис (например един принтер е инсталиран на няколко компютъра или няколко компютъра използват един и същ софтуер, например 1C: Счетоводство и др.). Всеки ден потокът от информация става все по-използван софтуерпо-сложни и функционални, географията на организациите се разширява. Използването на LAN средства става не само желано, но и необходимо за успешното функциониране и развитие на бизнеса, науката, обучението на студенти, ученици, обучението и преквалификацията на специалисти, изпълнението на държавни програми и функции и др.

Структурата на функциониране на мрежата.

Структурата на локалната мрежа се определя от принципа на управление и вида на комуникацията, често се основава на структурата на обслужващата организация. Използват се видове топология: шина, пръстен, радиална, дърво. Първите два вида са най-разпространени, поради ефективното използване на комуникационните канали, лекотата на управление, гъвкавото разширяване и промяна.

Шинова топология- всички компютри са свързани във верига чрез свързване към главния кабелен сегмент (trunk), като в краищата му са поставени "терминатори", за да гасят сигнала, разпространяващ се в двете посоки. Компютрите в мрежата са свързани с коаксиален кабел с тройник. Мрежова честотна лента - 10 Mbps, за модерни приложения, активно използвайки видео и мултимедийни данни, това не е достатъчно. Предимството на тази топология се крие в ниската цена на окабеляването и унифицирането на връзките.

Топологията на шината е пасивна. Повредата на единичен компютър не се отразява на производителността на мрежата. Повредата на главния кабел (шината) води до отразяване на сигнала и цялата мрежа като цяло става неработоспособна. Изключването и особено свързването с такава мрежа изисква прекъсване на автобуса, което причинява прекъсване на циркулиращия поток от информация и блокиране на системата.

Дървовидна топология– по-усъвършенствана конфигурация тип „гума“. Няколко прости шини са свързани към общата магистрална шина чрез активни повторители или пасивни умножители.

Звездна топология(звезда) - е най-бързата от всички топологии, информацията между периферните работни станции преминава през централния възел на компютърната мрежа. Централният контролен възел - файловият сървър може да реализира оптималния защитен механизъм срещу неоторизиран достъп до информация. Цялата компютърна мрежа може да се управлява от нейния център.

Кабелната връзка е доста проста, тъй като всяка работна станция е свързана само към централния възел. Разходите за окабеляване са високи, особено когато централното място не е географски разположено в центъра на топологията. При разширяване на компютърни мрежи не могат да се използват предварително направени кабелни връзки: трябва да се постави отделен кабел от центъра на мрежата до ново работно място.

В случай на серийна LAN конфигурация, всяко устройство, свързано към физическата среда, предава информация само на едно устройство. Това намалява изискванията към предавателите и приемниците, тъй като всички станции участват активно в предаването.

Топология "пръстен"(пръстен) - компютрите са свързани чрез сегменти на пръстеновиден кабел, принципно идентичен на кабела на шина, с изключение на необходимостта от използване на "терминатори". Ако един от мрежовите сегменти се повреди, цялата мрежа се повреди.

Сигналите се предават само в една посока. Всяка станция е директно свързана с две съседни, но слуша предаването на всяка станция. Пръстенът се състои от няколко трансивъра и свързващата ги физическа среда. Всички станции могат да имат еднакви права за достъп до физическия носител. В този случай една от станциите може да действа като активен монитор, обслужващ обмена на информация. Полагането на кабели от една работна станция до друга може да бъде доста сложно и скъпо, особено ако работните станции са географски разположени далеч от пръстена (например в една линия).

Основният проблем при пръстеновидната топология е, че всяка работна станция трябва да участва активно в преноса на информация и ако поне една от тях откаже, цялата мрежа се парализира. Повредите в кабелните връзки се локализират лесно. Свързването на нова работна станция изисква изключване на мрежата, тъй като пръстенът трябва да е отворен по време на инсталацията. Няма ограничение за обхвата на компютърната мрежа, тъй като в крайна сметка той се определя единствено от разстоянието между две работни станции.

Компютрите могат да бъдат свързани помежду си с помощта на различни средидостъп: медни проводници (усукана двойка), оптични проводници (оптични кабели) и чрез радиоканал ( безжична технология). Кабелни, оптични връзки се осъществяват чрез Ethernet, безжични - чрез Wi-Fi, Bluetooth, GPRS и други средства. Най-често локалните мрежи са изградени на Ethernet или Wi-Fi технологии. Трябва да се отбележи, че преди това са били използвани протоколите Frame Relay, Token ring, които днес са все по-рядко срещани, могат да се видят само в специализирани лаборатории, образователни институциии услуги.

Компоненти за изграждане на проста локална мрежаса използвани:

• Адаптер (мрежов адаптер) - устройство, което свързва компютър (терминал) с мрежов сегмент;
• Мост (мост) - устройство, което свързва локални или отдалечени мрежови сегменти;
• Рутер (маршрутизатор) - устройство за ограничаване на излъчвания трафик чрез разделяне на мрежата на сегменти, осигуряване на защита на информацията, управление и организиране на резервни пътища между излъчващите зони;
• Суичът е устройство с тясно предназначение, което ефективно сегментира мрежата, намалява зоните на сблъсък и увеличава пропускателната способност на всяка крайна станция.
• Блокове непрекъсваемо захранване- Устройства за осигуряване на работоспособността на системата при изключване на основния източник на захранване.

Инсталиране на локална мрежа (LAN)

Изборът на типа топология, среда за достъп и състав на локалната изчислителна система зависи от изискванията и нуждите на Клиента. Съвременни технологииви позволяват да разработите индивидуална версия, която отговаря на всички изисквания и задачи.

Може да се извърши полагане на LAN кабели, както и други видове кабелни мрежи различни начини. При избора на метод на монтаж те се ръководят от индивидуалните архитектурни и характеристики на дизайнасгради, негов технически спецификации, наличието на работещи мрежи и друго оборудване, редът на взаимодействие на системи за ниско напрежение с други системи. Основно могат да се разграничат два метода - открит и скрит. За скрито окабеляване LAN кабелите използват конструкцията на стени, подове, тавани, изглеждат по-естетически, трасетата са защитени от външни влияния, достъпът до тях е ограничен, полагат се веднага на специално подготвени места и се осигуряват най-добрите условия за последваща поддръжка . За съжаление, възможността за извършване на работа по скрит начин е рядкост, по-често е необходимо да се извършва работа отворен пътс помощта на пластмасови кутии, вертикални колони и тави. Не забравяйте, че има и друг начин за полагане на кабели по въздуха, най-често той се използва за изграждане на комуникация, когато не е възможно да поставите кабела в канали или ако е твърде скъпо.

Инсталирането на LAN е сложна и отговорна работа. , стабилността и коректността на функционирането на системата като цяло, степента на изпълнение на възложените й задачи, скоростта на предаване и обработка на данни, броят на грешките и други фактори зависят от качеството на нейното изпълнение. Това трябва да се вземе много внимателно и сериозно, тъй като всяка мрежа е основата (скелет и кръвоносна система) на целия организъм от слаботокови системи, отговорни за голям бройфункции (от имейл до сигурност на обекта). Всяка следваща намеса в работата на съществуващата система (разширяване, ремонт и др.) изисква време и средства, като техният брой пряко зависи от параметрите, първоначално включени в системата, качеството на извършената работа, квалификацията на разработчиците и изпълнителите . Спестяването на разходи на етапа на проектиране и инсталиране на LAN може да се превърне в много по-големи разходи на етапа на експлоатация и надграждане

Телеобработка- определена организация на информационно-изчислителен процес, при който ресурсите на един или повече компютри се използват едновременно от много потребители чрез различни видове комуникация (канали).

Системата за телеобработка на данни осигурява прилагането на два основни метода за обработка на данни:

1. Партида.
2. Диалог.

ПартидаМетодът за обработка на данни осигурява:

Комбиниране и групиране на определен набор от данни по определени характеристики в един пакет;

Пакетът се предава в една комуникационна сесия;

Обработката на данните е възможна след предаване на целия пакет;

Обемът и времето на предаване не са ограничени.

Диалогметод за обработка на данни, характеризиращ се с малко количество данни, предадени от компютъра (получени от него) и кратко време за реакция на компютъра на получената заявка на абоната.

Съществуващите видове телеобработка на данни са представени в таблица 3.1.

Таблица 3.1. Видове телеобработка на данни

Изчислителна (компютърна) мрежа- комплекс от географски разпределени компютри и крайни устройства, свързани помежду си чрез канали за предаване на данни.

Компютърната (компютърна) мрежа предоставя на потребителите следните функции:

Ефективност и надеждност на обмена на информация;

Повишаване на надеждността на работата поради резервиране на ресурси;

Създаване на разпределени и централизирани бази данни;

Намаляване на пиковите натоварвания;

Специализация на изчислителни ресурси, трансфер софтуерни инструментии едновременна работа по задачата на няколко потребителя;

Рентабилност.

В зависимост от териториалното разположение компютърните мрежи се делят на три основни класа:

Глобален (WAN - Wide Area Network);

Регионални (MAN - Metropolitan Area Network);

Локален (LAN - локална мрежа).

Глобаленкомпютърната мрежа обединява абонати, намиращи се в различни страни, на различни континенти.

Регионаленкомпютърната мрежа свързва абонати, разположени на значително разстояние един от друг (в рамките на голям град, икономически регион, отделна държава).

Локална мрежа (LAN)обединява абонати, разположени в рамките на малка територия (предприятие, организация, университет). Локалните мрежи са гръбнакът информационни технологиив компанията.

локално изчисление мрежова групакомпютри и други устройства, което е разпределена система за обработка на информация, разположена в сравнително малко пространство (за разлика от глобалните и регионалните компютърни мрежи) и позволяваща на всеки компютър да взаимодейства директно с всяко друго устройство в тази мрежа.

Основните компоненти на LAN са:

Сървъри - компютри, които предоставят своите ресурси потребители на мрежата;

Работни станции или клиенти (клиенти) - компютри, които имат достъп до мрежови ресурси, предоставени от сървъри или други клиенти;

Работни групи (работни групи) - компютри, обединени за изпълнение на общи задачи;

Преносна среда (медия) - начин за свързване на компютри;

Ресурсите са данни, приложения или периферни устройства, които се споделят в мрежа.

Приема се съвременната класификация на локалните мрежи:

С предварително записване;

За организацията на управлението;

Според йерархията на компютрите;

По вид на използваните компютри;

По топология;

По организация предаване на информация;

Чрез физически носители на сигнали.

По йерархиякомпютри:

1. Peer-to-peer мрежа.

2. Мрежа със специален сървър.

Достойнство peer-to-peer мрежае, че хардуерът и периферните устройства, свързани към отделните компютри, се споделят между всички работни станции. Организацията и поддръжката на peer-to-peer мрежи е сравнително евтина. Недостатъците на такава мрежа са малък брой потребители, липсата на възможност за значително разширяване на мрежата и проблемите със защитата на данните не са критични. Конструкцията на peer-to-peer мрежа е показана на фигура 3.1.

Фигура 3.1. peer-to-peer мрежа

Специализирана сървърна мрежапредполага присъствие в състава си само на работни станции (компютри), но и на сървъри. Изграждането на такава мрежа е показано на фигура 3.2.

Фигура 3.2. Специализирана сървърна мрежа

Предимствата на такава мрежова структура включват:

Надеждна система за сигурност на информацията;

Висока производителност;

Без ограничения в броя на работните станции;

Лесно управление в сравнение с мрежите peer-to-peer.

Недостатъците на мрежата с отделен сървър са високата цена, както и зависимостта на скоростта и надеждността на мрежата от сървъра.

Класификация на локалните мрежи топология:

1. автобус
2. звезда (звезда);
3. Дзън Дзън);
4. звезда-автобус (звезда-автобус);
5. звезда-пръстен (звезда-пръстен);
6. дърво
7. мрежа (мрежа);
8. смесени или произволни.

Основните (базови) видове мрежи в представената класификация са звездна топология, шинна и пръстеновидна топология.

Шинова топология. Изграждането на локална мрежа от типа "шина" е показано на фигура 3.3.

Фигура 3.3. Изграждане на LAN като "автобус"

Предимството на шинната топология е, че работните станции могат да бъдат инсталирани или изключени, без да се прекъсва цялата мрежа, и също така могат да превключват една към друга без помощта на сървър.

Как могат да бъдат посочени недостатъците:

Прекъсването на мрежовия кабел води до повреда на цялата мрежова секция от точката на прекъсване;

Възможност за неоторизирано свързване към мрежата.

Топология "звезда".Тази мрежова топология се основава на концепцията за централен възел, към който са свързани периферни устройства. Цялата информация се предава през централния възел. Изграждането на локална мрежа от типа "звезда" е показано на фигура 3.4.

Фигура 3.4. Изграждане на LAN от типа "звезда"

Топология на пръстена.Предимството на мрежата от тази топология е намаляването на времето за достъп до данни. Като недостатъци на изграждането на LAN според типа "пръстен" можете да посочите:

Повредата на една станция може да наруши цялата мрежа;

Свързването на нови работни станции не е възможно без изключване на мрежата.

Изграждането на локална мрежа според типа "пръстен" е показано на фигура 3.5.

Фигура 3.5. Изграждане на LAN от типа "пръстен"

Сравнителна оценка на мрежи от различни топологии по отношение на такива параметри като надеждност, пропускателна способности забавянето е показано в таблица 3.2

Таблица 3.2. Сравнителна оценка на мрежи.

Характеристика	Степен
"Гума" и "Дърво"	"пръстен"	"звезда"
Надеждност	Прекъсването на кабела дезактивира LAN, изградена според типа „шина“, а в LAN с тип „дърво“ прекъсва част.	Повреда в една от крайните системи води до повреда на цялата система.	Отказът на централния възел прави цялата мрежа неизползваема. Отказът на крайните системи не засяга работата на цялата мрежа.
Честотна лента	Сривове при добавяне на нови възли и при обмен на дълги съобщения.	Сривове при добавяне на нови възли.	Зависи от скоростта на вътрешната системна шина на централния възел.
Закъснение	В LAN с тип "шина" това зависи от броя на мрежовите възли; в мрежа с тип "дърво" това е непредвидимо.	Зависи от броя на мрежовите възли.	При голямо натоварване заявките могат да бъдат блокирани в централния възел.

Класификация на мрежата чрез физически носители на сигнала:

1. усукана двойкажици. Предимство - ниска цена. недостатъци:

Лоша устойчивост на шум;

Ниска скорост на трансфер на данни - до 10 Mbps;

Дистанция - до 100м.

1. Коаксиален кабел. Има висока шумоустойчивост и осигурява скорост на предаване на информация до 100 Mbps, разстояние - до 185 (500) m.
2. Оптичен кабел. Скорост на трансфер над 100Mbps, без радиация.
3. Безжична мрежа(Английски Wireless Fidelity - "безжична точност"), базиран на стандартите IEEE 802.11. Инсталиране на мрежа, където разполагането на кабелна система е невъзможно или икономически неосъществимо. Мрежова скорост над 100 Mbps. Потребителите могат да се движат между точките за достъп в зоната на покритие WiFi мрежи. Позволява достъп на мобилни устройства до мрежата.

Федерална агенция за образование

ОМСК ИНСТИТУТ

РУСКИ ДЪРЖАВЕН ТЪРГОВСКИ И ИКОНОМИЧЕСКИ УНИВЕРСИТЕТ

Катедра "Математика и информатика"

Тест

Курс "Компютърни науки"

По темата: „Основни принципи на конструкцията

локални мрежи"

Вариант номер 25

Въведение………………………………………………………………………………...2

1. Концепцията за LAN…………………………………………………………………………..3

2. Основният модел на OSI (OpenSystemInterconnection)…………………………….5

3. LAN архитектура………………………………………………………………...8

3.1. Видове мрежи………………………………………………………………………...8

3.2. Топологии на компютърна мрежа…………………………………………….11

3.3. Мрежови устройства и средства за комуникация……………………………15

15

3.3.2.Мрежова карта……………………………………………………………….16

3.3.3 Сплитер (HUB)……………………………………………………..17

3.3.4. Повторител………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

3.4. Видове изграждане на мрежи според методите за пренос на информация……………..18

4. Правила за монтиране на кабелната част на LAN……………………………………………19

Използвана литература……………………………………………………………………26

Приложение………………………………………………………………………………27

Към днешна дата в света има повече от 130 милиона компютри и повече от 80% от тях са интегрирани в различни информационни и компютърни мрежи от малки локални мрежи в офиси до глобални мрежиИнтернет тип. Световната тенденция към свързване на компютри в мрежа се дължи на редица важни причини, като ускоряване на предаването на информационни съобщения, възможност за бърз обмен на информация между потребителите, получаване и изпращане на съобщения (факсове, E- Пощенски писмаи други), без да напускате работното място, възможност за незабавно получаване на всякаква информация от всяка точка на света, както и обмен на информация между компютри на различни производители, работещи под различен софтуер.

Такива огромни възможности, които компютърната мрежа носи и новият потенциал, който информационният комплекс изпитва, както и значителното ускоряване на производствения процес, не ни дават право да не приемем това за развитие и да не ги приложим на практика.

Следователно е необходимо да се разработи фундаментално решение на въпроса за организиране на ИВС (информационна и компютърна мрежа) на базата на съществуващ компютърен парк и софтуерен пакет, който да отговаря на съвременните научни и технически изисквания, като се вземат предвид нарастващите нужди и възможността за по-нататъшно постепенно развитие на мрежата във връзка с появата на нови технически и софтуерни решения.

1. Концепцията за LAN.

Какво е локална мрежа (LAN)? LAN се разбира като съвместно свързване на няколко отделни компютърни работни станции (работни станции) към един канал за предаване на данни. Благодарение на компютърните мрежи получихме възможност за едновременно използване на програми и бази данни от няколко потребители.

Концепцията за локална мрежа - LAN (на английски LAN - Lokal Area Network) се отнася до географски ограничени (териториално или производствено) хардуерни и софтуерни реализации, при които няколко компютърни системи са свързани помежду си чрез подходящи средства за комуникация. Чрез тази връзка потребителят може да взаимодейства с други работни станции, свързани към тази LAN.

IN индустриална практика LAN мрежите играят много важна роля. Чрез LAN системата обединява персонални компютри, разположени на много отдалечени работни места, които споделят оборудване, софтуер и информация. Работните места на служителите вече не са изолирани и са обединени в единна система. Помислете за предимствата на работата в мрежа персонални компютрипод формата на вътрешноиндустриална компютърна мрежа.

Споделяне на ресурси.

Споделянето на ресурси ви позволява да използвате ресурсите пестеливо, като например контролиране на периферни устройства като лазерни принтери, от всички свързани работни станции.

Разделяне на данните.

Споделянето на данни осигурява възможност за достъп и управление на бази данни от периферни работни станции, които се нуждаят от информация.

Разделяне на софтуера.

Разделянето на софтуерните инструменти осигурява възможност за едновременно използване на централизирани, предварително инсталирани софтуерни инструменти.

Споделяне на процесорни ресурси.

Когато ресурсите на процесора са споделени, е възможно да се използва изчислителна мощност за обработка на данни от други системи в мрежата. Предоставената възможност се състои в това, че наличните ресурси не се „атакуват” моментално, а само чрез специален процесор, достъпен за всяка работна станция.

Мултиплейър режим .

Свойствата на системата за много потребители улесняват едновременното използване на централизирани приложения, предварително инсталирани и управлявани, например, ако потребител на системата работи върху друга задача, тогава текущата работа остава на заден план.

Всички локални мрежи работят в един и същ стандарт, приет за компютърни мрежи- в стандарта Open Systems Interconnection (OSI) - взаимодействието на отворените системи.

Звездна топология.

Концепцията за звездна мрежова топология идва от областта на мейнфрейм компютрите, в които хост машината получава и обработва всички данни от периферни устройства като активен възел за обработка на данни. Този принцип се прилага в системи за предаване на данни, например в електронна поща RELCOM. Цялата информация между две периферни работни станции преминава през централния възел на компютърната мрежа.

фиг.1 Звездна топология

Пропускателната способност на мрежата се определя от изчислителната мощност на възела и е гарантирана за всяка работна станция. Сблъсъци (сблъсъци) на данни не възникват.

Кабелната връзка е доста проста, тъй като всяка работна станция е свързана към възел. Разходите за окабеляване са високи, особено когато централното място не е географски разположено в центъра на топологията.

При разширяване на компютърни мрежи не могат да се използват предварително направени кабелни връзки: трябва да се постави отделен кабел от центъра на мрежата до ново работно място.

Топологията звезда е най-бързата от всички топологии на компютърни мрежи, тъй като предаването на данни между работните станции преминава през централния възел (ако работи добре) по отделни линии, използвани само от тези работни станции. Честотата на заявките за пренос на информация от една станция към друга е ниска в сравнение с постигнатата в други топологии.

Производителността на компютърната мрежа зависи основно от капацитета на централния файлов сървър. Може да бъде тясно място в компютърна мрежа. Ако централният възел се повреди, работата на цялата мрежа се нарушава.

Централният контролен възел - файловият сървър може да реализира оптималния защитен механизъм срещу неоторизиран достъп до информация. Цялата компютърна мрежа може да се управлява от нейния център.

Топология на пръстена.

При пръстеновидна мрежова топология работните станции са свързани една с друга в кръг, т.е. работна станция 1 с работна станция 2, работна станция 3

фиг.2 Топология на пръстена

с работна станция 4 и др. Последната работна станция е свързана с първата. Комуникационната връзка е затворена в пръстен.

Полагането на кабели от една работна станция до друга може да бъде доста сложно и скъпо, особено ако работните станции са географски разположени далеч от пръстена (например в една линия).

Съобщенията циркулират редовно в кръга. Работната станция изпраща информация до определен краен адрес, като предварително е получила заявка от пръстена. Препращането на съобщения е много ефективно, тъй като повечето съобщения могат да бъдат изпратени "по пътя" по кабелната система едно след друго. Много е лесно да направите заявка за позвъняване до всички станции. Продължителността на трансфера на информация нараства пропорционално на броя на работните станции, включени в компютърната мрежа.

Основният проблем при пръстеновидната топология е, че всяка работна станция трябва да участва активно в преноса на информация и ако поне една от тях откаже, цялата мрежа се парализира. Повредите в кабелните връзки се локализират лесно.

Свързването на нова работна станция изисква краткотрайно изключване на мрежата, тъй като пръстенът трябва да е отворен по време на инсталацията. Няма ограничение за обхвата на компютърната мрежа, тъй като в крайна сметка той се определя единствено от разстоянието между две работни станции.

При шинна топология средата за предаване на информация е представена под формата на комуникационен път, достъпен за всички работни станции, към който всички те трябва да бъдат свързани. Всички работни станции могат да комуникират директно с всяка работна станция в мрежата.

фиг.3 Топология на шината

Работните станции по всяко време, без да прекъсват работата на цялата компютърна мрежа, могат да бъдат свързани към нея или изключени. Функционирането на компютърна мрежа не зависи от състоянието на отделна работна станция.

В стандартната ситуация за Ethernet bus мрежа често се използва тънък кабел или кабел Cheapernet с тройник. Изключването и особено свързването с такава мрежа изисква прекъсване на автобуса, което причинява прекъсване на циркулиращия поток от информация и блокиране на системата.

Дървовидната структура на LAN.

Наред с добре познатите топологии на компютърните мрежи пръстен, звезда и шина, на практика се използва и комбинирана, например дървовидна структура. Той се формира главно под формата на комбинации от горните топологии на компютърни мрежи. Основата на дървото на компютърната мрежа се намира в точката (корена), където се събират информационните комуникационни линии (клоните на дървото).

Компютърни мрежи с дървовидна структура се използват там, където е невъзможно директното прилагане на основните мрежови структури в техния чист вид.

фиг.4 Дървовидна структура

3 .3. Мрежови устройства и средства за комуникация.

Най-често използваните средства за комуникация са усукана двойка, коаксиален кабел и оптични линии. При избора на вида на кабела се вземат предвид следните показатели:

· разходи за монтаж и поддръжка,

· скорост на трансфер на информация,

· ограничения върху стойността на разстоянието за предаване на информация без допълнителни усилватели на ретранслатори (ретранслатори),

· сигурност при предаване на данни.

Основният проблем е да се постигнат тези показатели едновременно, например най-високата скорост на трансфер на данни е ограничена от максимално възможното разстояние за трансфер на данни, което все още осигурява необходимото ниво на защита на данните. Лесната мащабируемост и лекотата на разширяване на кабелната система оказват влияние върху нейната цена.

3.3.1. Видове използвани кабели.

усукана двойка.

Най-евтината кабелна връзка е усукана двупроводна проводна връзка, често наричана "усукана двойка" (усукана двойка). Тя ви позволява да прехвърляте информация със скорост до 10 Mbit / s. Тя може лесно да се увеличи, но не е защитена от смущения. Дължината на кабела не може да надвишава 1000 m при скорост на предаване 1 Mbps. Предимствата са ниска ценаи лекота на инсталиране. За подобряване на шумоустойчивостта на информацията често се използва екранирана усукана двойка, т.е. кабел с усукана двойка, поставен в екран, подобен на екрана на коаксиален кабел. Това увеличава цената на усуканата двойка и доближава цената й до цената на коаксиалния кабел.

Ethernet кабел.

Ethernet кабелът също е 50 омов коаксиален кабел. Нарича се още дебел Ethernet (дебел), жълт кабел (жълт кабел) или 10BaseT5. Използва стандартен превключвател с 15 пина. Поради своята устойчивост на шум, той е скъпа алтернатива на конвенционалните коаксиални кабели. Максималното налично разстояние без повторител не надвишава 500 м, а общото разстояние на Ethernet мрежата е около 3000 м. Ethernet кабелът, поради основната си топология, използва само един терминиращ резистор в края.

Евтин мрежов кабел.

По-евтин от Ethernet кабел е кабелът Cheapernet или, както често се нарича, тънка Ethernet или 10BaseT2 връзка. Това също е 50-омов коаксиален кабел със скорост на предаване от десет милиона бита в секунда.

При свързване на сегменти от кабел Shearegnet също са необходими повторители. Компютърните мрежи с Cheapernet-кабел имат ниска цена и минимални разходи при изграждане. Свързването на мрежовата платка се извършва с помощта на широко използвани малки байонетни конектори (CP-50). Не е необходимо допълнително екраниране. Кабелът е свързан към компютъра с помощта на тройни конектори (T-конектори).

Разстоянието между две работни станции без повторители може да бъде максимум 300 m, а общото разстояние за мрежа на кабел Cheapernet е около 1000 m.

оптични линии.

Най-скъпи са оптичните проводници, наричани още кабел от фибростъкло. Скоростта на разпространение на информацията през тях достига няколко милиарда бита в секунда. Допустимо отстраняване на повече от 50 км. Външно влияние на смущения практически няма. На този моменттова е най-скъпата LAN връзка. Те се използват там, където възникват електромагнитни смущаващи полета или се изисква информацията да се предава на много дълги разстояния без използването на ретранслатори. Те имат свойства против пух, тъй като техниката на подслушване в оптичните кабели е много сложна. Оптичните проводници се комбинират в JIBC чрез звездна връзка.

Мрежовите адаптерни карти действат като физически интерфейс или връзка между компютър и мрежов кабел. Платките се поставят в специални гнезда (разширителни слотове) на всички компютри и сървъри. За да се осигури физическа връзка между компютъра и мрежата, мрежовият кабел се свързва към съответния конектор или порт на картата (след като е инсталирана). Предназначение на мрежовата адаптерна платка:

Подготовка на данни от компютър за предаване мрежов кабел;

Прехвърляне на данни към друг компютър;

Контрол на потока данни между компютър и кабелна система;

Мрежовата адаптерна карта взема данни от мрежовия кабел и ги превежда във форма, разбираема от централния процесор на компютъра.

Мрежовата адаптерна карта се състои от хардуер и фърмуер, съхранени в ROM (памет само за четене). Тези програми изпълняват функциите на подслоевете за контрол на логическата връзка и контрол на достъпа до средата на слоя за връзка на OSI модела.

Сплитерът служи като централен възел в мрежи със звездна топология.

При предаване по мрежов кабел електрически сигналпостепенно отслабва (избледнява). И се изкривява до такава степен, че компютърът престава да го възприема. За да се предотврати изкривяването на сигнала, се използва повторител, който усилва (възстановява) отслабения сигнал и го предава по-нататък по кабела. Повторителите се използват в мрежи с шинна топология.

3.4. Видове изграждане на мрежи по методи за пренос на информация.

Локална мрежа Token Ring.

Този стандарт е разработен от IBM. Средата за предаване е неекранирана или екранирана усукана двойка (UPT или SPT) или оптично влакно. Скорост на трансфер на данни 4 Mbps или 16 Mbps. Като метод за контролиране на достъпа на станциите до предавателната среда се използва методът - символичен пръстен (Token Ring). Основните разпоредби на този метод:

Устройствата са свързани към мрежата в пръстеновидна топология;

Всички устройства, свързани към мрежата, могат да предават данни само ако получат разрешение за предаване (токен);

В даден момент само една станция в мрежата има това право.

Има три основни типа пакети, използвани в IBM Token Ring:

Контрол на пакета / данни (Data / Command Frame);

Маркер (жетон);

Нулиране на пакет (Прекратяване).

Пакет за управление/данни. С помощта на такъв пакет се предават данни или команди за управление на мрежата.

Маркер.Станцията може да започне предаване на данни само след получаване на такъв пакет.В един пръстен може да има само един маркер и съответно само една станция с право да предава данни.

Нулиране на пакета.Изпращането на такъв пакет води до прекратяване на всяко предаване.

Компютрите могат да бъдат свързани в мрежа в топология звезда или пръстен.

Ethernet локална мрежа.

Ethernet спецификацията е предложена от Xerox Corporation в края на седемдесетте години. По-късно Digital Equipment Corporation (DEC) и Intel Corporation се присъединиха към този проект. През 1982 г. е публикувана спецификацията за Ethernet версия 2.0. На базата на Ethernet и IEEE Institute е разработен стандартът IEEE 802.3. Разликите между тях са незначителни.

Основни принципи на работа.

На логическо ниво Ethernet използва шинна топология:

Всички устройства, свързани към мрежата, са равни, т.е. всяка станция може да започне предаване по всяко време (ако предавателната среда е свободна);

Данните, предавани от една станция, са достъпни за всички станции в мрежата.

10BaseT

През 1990 г. IEEE пусна спецификацията 802.3 за изграждане на Ethernet мрежа с усукана двойка. 10 BaseT (10 - скорост на предаване 10 Mbps, Base - теснолентов, T - усукана двойка) - Ethernet мрежа, която обикновено използва неекранирана усукана двойка (UTP) за свързване на компютри. Повечето мрежи от този тип са изградени под формата на звезда, но сигнализиращата система е шина, подобно на други Ethernet конфигурации. Обикновено мрежовият сплитер 10BaseT действа като многопортов повторител. Всеки компютър се свързва към другия край на кабел, свързан към сплитер, и използва два чифта кабели, един за приемане и един за предаване.

Максималната дължина на 10BaseT сегмент е 100 м. Минималната дължина на кабела е 2,5 м. Една 10BaseT LAN може да обслужва до 1024 компютъра.

За да изградите 10BaseT мрежа, използвайте:

RJ-45 конектори в краищата на кабела.

Разстоянието от работната станция до сплитера е не повече от 100 m.

10Base2

Съгласно спецификацията IEEE 802.3 тази топология се нарича 10Base2 (10 е 10Mbps скорост на предаване, Base е теснолентово предаване, 2 е предаване на разстояние приблизително два пъти по-дълго от 100m (действително разстояние 185m).

Този тип мрежа е фокусирана върху тънък коаксиален кабел или тънък Ethernet с максимална дължина на сегмента от 185 м. Минималната дължина на кабела е 0,5 м. Освен това има ограничение за максималния брой компютри, които могат да бъдат свързани към кабелен сегмент от 185 м - 30 неща.

Компоненти на тънък Ethernet кабел:

BNC цев - конектори (конектори);

BNC T - конектори;

BNC - терминатори.

Тънките Ethernet мрежи обикновено имат шинна топология.Стандартите IEEE за тънък Ethernet не изискват приемо-предавателен кабел между T-конектора и компютъра. Вместо това T-конекторът се намира директно върху платката на мрежовия адаптер.

BNC цев - конектор, свързващ кабелни сегменти, ви позволява да увеличите общата му дължина. Използването им обаче трябва да се сведе до минимум, тъй като влошават качеството на сигнала.

Тънката Ethernet мрежа е рентабилен начин за внедряване на мрежи за малки офиси за работни групи. Кабелът, използван в този тип мрежи, е сравнително евтин, лесен за инсталиране и лесен за конфигуриране. Една тънка Ethernet мрежа може да поддържа до 30 възела (компютри и принтери) на сегмент.

Една тънка Ethernet мрежа може да се състои от максимум пет кабелни сегмента, свързани с четири повторителя, но работните станции могат да бъдат свързани само към три сегмента. Така два сегмента остават запазени за повторители, те се наричат ​​връзки между повторители. Тази конфигурация се нарича правило 5-4-3.

10Base5.

Съгласно спецификацията на IEEE тази топология се нарича 10Base5 (10 е 10Mbps скорост на предаване, Base е теснолентово предаване, 5 е 500-метрови сегменти (5 пъти по 100 метра)). Има друго име за него - стандартен Ethrnet.

Мрежите с дебел коаксиален кабел (дебел Ethrnet) обикновено използват шинна топология. Дебелият Ethernet може да поддържа до 100 възела (работни станции, повторители и т.н.) на опорен сегмент. Магистърът или сегментът на багажника е основният кабел, към който са свързани трансивърите с работните станции и ретранслаторите, свързани към тях. Един дебел Ethernet сегмент може да бъде дълъг 500 метра с обща дължина на мрежата от 2500 метра. Разстоянията и допустимите отклонения за дебел Ethernet са по-големи, отколкото за тънък Ethernet.

Компоненти на кабелната система:

Трансивъри. Трансивърите, осигуряващи комуникация между компютъра и основния LAN кабел, са комбинирани с "вампирски зъб", свързан към кабела.

Приемно-предавателни кабели. Кабелът на приемо-предавателя (спускащ кабел) свързва кабела към мрежовата адаптерна карта.

DIX - конектор, или AUI - конектор. Този конектор се намира на кабела на трансивъра.

Барел - съединители и терминатори.

Плътната Ethernet мрежа може да се състои от максимум пет опорни сегмента, свързани с повторители (съгласно спецификацията IEEE 802.3), но компютрите могат да бъдат свързани само към три сегмента. При изчисляване на общата дължина на дебелия Ethernet кабел дължината на трансивърния кабел не се взема предвид, т.е. взема се предвид само дължината на дебелия Ethernet кабелен сегмент. Минималното разстояние между съседните връзки е 2,5 метра. Това разстояние не включва дължината на кабела на трансивъра. Дебелият Ethernet е проектиран за изграждане на LANв рамките на голям отдел lil на цялата сграда.

Обикновено големите мрежи споделят дебел и тънък Ethernet. Дебелият Ethernet работи добре като гръбнак, а тънкият Ethernet се използва за разклонени сегменти. Вероятно си спомняте, че дебелият Ethernet има по-голямо медно ядро ​​и може да предава сигнали на по-големи разстояния от тънкия Ethernet. Трансивърът е свързан към кабела „дебел Ethernet“, AUI - конекторът на кабела на трансивъра е включен в ретранслатора. Разклонените сегменти на „тънкия Ethernet“ са свързани към повторителя и към тях вече са свързани компютри.

10BaseFL.

10BaseFL (10 - 10 Mbps скорост на предаване, Base - теснолентово предаване, FL - оптичен кабел) е Ethernet мрежа, в която компютри и повторители са свързани помежду си чрез оптичен кабел.

Основната причина за популярността на 10BaseFL е възможността за полагане на кабел между повторители на големи разстояния (например между сгради). Максималната дължина на 10BaseFL сегмент е 2000 метра.

За свързване на кабели се използват 8-пинови модулни гнезда (модулен жак). 8-пинови конектори RJ-45 се монтират върху кабелите с помощта на специални клещи за пресоване.

Фиг.5 Модулна розетка Ориз. 6 8-пинови RJ-45 конектора

При обмен на данни между две устройства, приемникът на едното устройство трябва да бъде свързан с предавателя на другото и обратно. Усукването на двойки (кръстосано) обикновено се изпълнява вътре в едно от устройствата при окабеляване на кабела в конектора. Някои портове на хъбове и комутатори поддържат възможността за промяна на типа окабеляване в конектора (MDI-X или нормален). Компютърните мрежови адаптери обикновено не ви позволяват да промените типа на разпределението на портовете и се наричат ​​устройства с MDI или Uplink порт.

Фигури 7 и 8 показват опции за свързване на прав и кръстосан порт.

Кабелните съединения трябва да осигуряват най-малко 750 цикъла свързване-разединяване.

Категорията на пач кабела трябва да съответства на категорията на кабела в хоризонталната система.

· Пач кабелите трябва да имат многожични проводници, за да осигурят достатъчна гъвкавост.

Прокарване на кабели

1. За да избегнете счупване на проводниците, напрежението не трябва да надвишава 110N.

2. Радиусът на огъване не трябва да бъде по-малък от 4 диаметъра на кабела за хоризонтално окабеляване.

3. Избягвайте прищипване на кабели, което може да бъде причинено от:

Усукване на кабели по време на монтаж;

Неправилно окачване на кабели;

Твърде плътно полагане на кабели в канала;

Спецификации на кабела: диаметър 0,2", RG-58A/U 50 Ohm;

Допустими конектори: BNC;

Максимална дължина на сегмента: 185 m;

Минимално разстояние между възлите: 0,5 м;

Максимален брой възли в сегмент: 30

Спецификациите на кабела са показани в таблица 1.

Таблица 1. Спецификации на кабела 10BASE2 (ThinNet) RG 58 A/U и RG 58 C/U

Таблица 2. Електрически спецификации за кабели от категория 3, 4 и 5

Вълнов импеданс: 50 ома

Максимална дължина на сегмента: 500 метра

Минимално разстояние между възлите: 2,5м

Максимален брой възли в сегмент: 100

AUI кабелите се използват за свързване на AUI портове към дебели коаксиални кабелни стволове. Максималната дължина на кабела е 50 метра.

Таблица 3 Спецификации на AUI кабела

Заключение

В тази статия бяха разгледани основните компоненти на LAN. Към днешна дата разработването и внедряването на IVS е една от най-интересните и важни задачи в областта на информационните технологии. Нуждата от оперативна информация нараства все повече, трафикът на мрежи от всички нива непрекъснато расте. В тази връзка се появяват нови технологии за пренос на информация към IVS. Сред най-новите открития трябва да се отбележи възможността за предаване на данни с помощта на конвенционални електропроводи, с този методви позволява да увеличите не само скоростта, но и надеждността на предаването. Мрежовите технологии се развиват много бързо, във връзка с което започват да се обособяват като отделна информационна индустрия. Учените прогнозират, че следващото постижение на тази индустрия ще бъде пълното изключване на други средства за предаване на информация (телевизия, радио, печат, телефон и др.). Тези „остарели“ технологии ще бъдат заменени от компютър, той ще бъде свързан с някакъв глобален информационен поток, може би дори с Интернет, и от този поток ще бъде възможно да се получи всякаква информация във всяко представяне. Въпреки че не може да се твърди, че всичко ще бъде точно така, тъй като мрежови технологии, като самата компютърна наука, е най-младата наука, а всичко младо е много непредвидимо.

Библиография:

1. Малих Н. Локални мрежи за начинаещи: Учебник. – М.: ИНФРА-М, 2000.

2. Олифер Н., Олифер В. Основни технологии на локални мрежи Учебник. - М.: Диалог - МИФИ, 1996.

3. Компютърни мрежи Курс на обучение / Пер. от английски. - М .: Издателски отдел "Руско издание" LLP "Channel Trading Ltd.", 1997 г.

4. Бари Нанс. Компютърни мрежи: пер. от английски. - М: Източна книжна компания, 1996.

Приложение

Вариант 5. .

Вариант 5.

Таблица 5

Оборотна ведомост за счетоводство

диетична храна

Име на продукта	Мерна единица	Входящ баланс	Обороти		Изходящо салдо
			идвам	Консумация

В йерархичните локални мрежи има един или повече специални компютри - сървъри, които съхраняват информация, споделяна от различни потребители.

Сървър в йерархични мрежие постоянно съхранение на споделени ресурси. Самият сървър може да бъде клиент само на сървър на по-високо ниво в йерархията. Следователно йерархичните мрежи понякога се наричат ​​мрежи със специален сървър. Сървърите обикновено са високопроизводителни компютри, евентуално с няколко процесора, работещи паралелно, с твърди дискове с голям капацитет, с високоскоростна мрежова карта (100 Mbps или повече). Компютрите, от които се осъществява достъп до информацията на сървъра, се наричат ​​станции или клиенти.

LAN мрежите се класифицират според тяхното предназначение:

Терминални обслужващи мрежи. Те включват компютри и периферно оборудване, използвани в ексклузивен режим от компютъра, към който е свързан, или са ресурс за цялата мрежа.

Мрежи, на базата на които се изграждат системи за управление на производството и институционални дейности. Те са обединени от групата стандарти MAP/TOP. Картата описва стандартите, използвани в индустрията. TOP описва стандарти за мрежи, използвани в офис мрежи.

Мрежи, които се свързват системи за автоматизация, дизайн. Работните станции на такива мрежи обикновено се базират на достатъчно мощни персонални компютри, като например Sun Microsystems.

Мрежи, на базата на които се изграждат разпределени изчислителни системи.

Всички локални мрежи работят в един и същ стандарт, приет за компютърни мрежи - стандартът за свързване на отворени системи (OSI).

Основен модел osi (взаимосвързаност на отворена система)

За да си взаимодействат, хората използват общ език. Ако не могат да говорят директно един с друг, те използват подходящи помощни средства, за да предадат съобщения.

Стъпките, показани по-горе, са необходими, когато съобщение се предава от подател към получател.

За да се задвижи процеса на предаване на данни, са използвани машини с еднакво кодиране на данни и свързани помежду си. За унифицирано представяне на данните в комуникационните линии, по които се предава информацията, е създадена Международната организация по стандартизация (англ. ISO - International Standards Organisation).

ISO има за цел да предостави модел за международен комуникационен протокол, в рамките на който могат да бъдат разработени международни стандарти. За нагледно обяснение го разделяме на седем нива.

Разработена е Международна организация по стандартизация (ISO). базов моделвзаимодействия на отворени системи (англ. Open Systems Interconnection (OSI)). Този модел е международен стандарт за предаване на данни.

Моделът съдържа седем отделни нива:

Ниво 1: физически- битови протоколи за пренос на информация;

Ниво 2: канал- формиране на персонал, управление на достъпа до околната среда;

Ниво 3: мрежа- маршрутизиране, контрол на потока от данни;

Ниво 4: транспорт- осигуряване на взаимодействие на отдалечени процеси;

Ниво 5: сесия- поддръжка на диалог между отдалечени процеси;

Ниво 6: подаванеданни - интерпретация на предадени данни;

Ниво 7: приложено- управление на потребителски данни.

Основната идея на този модел е, че всяко ниво има специфична роля, включително транспортната среда. Благодарение на това общата задача за предаване на данни е разделена на отделни, лесно видими задачи. Необходимите споразумения за комуникация на едно ниво с горните и долните се наричат ​​протокол.

Тъй като потребителите се нуждаят от ефективно управление, компютърната мрежова система се представя като сложна структура, която координира взаимодействието на потребителските задачи.

Имайки предвид горното, следният модел на слоя може да бъде изведен с административни функции, изпълнявани в слоя на потребителското приложение.

Отделните слоеве на базовия модел се движат надолу от източника на данни (от слой 7 към слой 1) и нагоре от приемника на данни (от слой 1 към слой 7). Потребителските данни се предават на долния слой, заедно със специфична за слоя заглавка, докато се достигне последният слой.

От приемащата страна входящите данни се анализират и, ако е необходимо, се прехвърлят към по-горния слой, докато информацията се прехвърли към слоя на потребителското приложение.

Ниво 1Физически.

Физическият слой определя електрическите, механичните, функционалните и процедурните параметри за физическата комуникация в системите. физическа връзкаи съпътстващата го оперативна готовност е основна функция на 1-во ниво. Стандартите за физически слой включват препоръки на CCITT V.24, EIA RS232 и X.21. Стандартът ISDN (цифрова мрежа с интегрирани услуги) ще играе определяща роля в бъдеще за функциите за пренос на данни. Като среда за предаване на данни се използва трижилен меден проводник (екранирана усукана двойка), коаксиален кабел, проводник от оптични влакна и радиорелейна линия.

Ниво 2Канал.

Слоят на връзката формира от данните, предадени от първия слой, така наречените "рамки" на последователността от рамки. На това ниво се извършва контрол на достъпа до предавателната среда, използвана от няколко компютъра, синхронизация, откриване и коригиране на грешки.

Ниво 3мрежа.

Мрежовият слой установява комуникация в компютърна мрежа между двама абонати. Връзката се осъществява поради функции за маршрутизиране, които изискват наличието на мрежов адрес в пакета. Мрежовият слой трябва също така да осигурява обработка на грешки, мултиплексиране и контрол на потока от данни. Най-известният стандарт, свързан с този слой, е CCITT Recommendation X.25 (за обществени пакетни мрежи).

Ниво 4транспорт.

Транспортният слой поддържа непрекъснат трансфер на данни между два взаимодействащи потребителски процеса. Качеството на транспорта, предаването без грешки, независимостта на компютърната мрежа, транспортната услуга от край до край, минимизирането на разходите и комуникационното адресиране гарантират непрекъснато предаване на данни без грешки.

Ниво 5сесия.

Сесийният слой координира приемането, предаването и издаването на една комуникационна сесия. Координацията изисква контрол на работните параметри, контрол на потока от данни на междинните хранилища и контрол на диалога, за да се гарантира прехвърлянето на наличните данни. В допълнение, сесийният слой съдържа допълнително функции за управление на пароли, изчисляване на такси за използване на мрежови ресурси, управление на диалог, синхронизиране и отмяна на комуникация в сесия на предаване след повреда поради грешки в по-ниските слоеве.

Ниво 6 Представяне на данни.

Презентационният слой е за интерпретация на данни; и подготовка на данни за потребителския приложен слой. Този слой преобразува данните от кадрите, използвани за предаване на данни, във формат на екрана или принтера на крайната система.

Ниво 7Приложено.

В приложния слой е необходимо да се предостави на потребителите вече обработена информация. Това може да се управлява от системен и потребителски приложен софтуер.

За предаване на информация по комуникационни линии данните се преобразуват във верига от последователни битове (двоично кодиране, използващо две състояния: "0" и "1").

Предадените буквено-цифрови знаци се представят с битови комбинации. Моделите на битовете са подредени в специфична кодова книга, съдържаща 4-, 5-, 6-, 7- или 8-битови кодове.

Броят на символите, представени в ход, зависи от броя битове, използвани в кода: 4-битов код може да представлява максимум 16 стойности, 5-битов код може да представя 32 стойности, 6-битов код може да представя 64 стойности, 7-битов код може да представлява 128 стойности, а 8-битов код - 256 буквено-цифрови знака.

При прехвърляне на информация между едни и същи изчислителни системи и различни видове компютри се използват следните кодове:

На международно ниво предаването на информация за символи се извършва с помощта на 7-битово кодиране, което ви позволява да кодирате главни и малки букви от английската азбука, както и някои специални знаци.

Националните и специални знаци не могат да бъдат представени с помощта на 7-битов код. Най-често използваният 8-битов код се използва за представяне на национални символи.

За правилно и следователно пълно и без грешки предаване на данни е необходимо да се спазват договорените и установени правила. Всички те са посочени в протокола за пренос на данни.

Протоколът за пренос на данни изисква следната информация:

Синхронизация

Синхронизацията се разбира като механизъм за разпознаване на началото на блок от данни и неговия край.

Инициализация

Инициализацията се разбира като установяване на връзка между взаимодействащи партньори.

блокиране

Блокирането се разбира като разделяне на предаваната информация на блокове данни със строго определена максимална дължина (включително идентификационните знаци на началото на блока и неговия край).

Адресиране

Адресирането осигурява идентифициране на различните използвани съоръжения за данни, които обменят информация помежду си по време на взаимодействие.

Откриване на грешки

Под откриване на грешки се има предвид настройката на битовете за четност и следователно изчисляването на битовете за четност.

Номерация на блокове

Текущото номериране на блокове ви позволява да зададете погрешно предадена или изгубена информация.

Контрол на потока от данни

Контролът на потока от данни служи за разпределяне и синхронизиране на информационните потоци. Така например, ако няма достатъчно място в буфера на устройството за данни или данните не се обработват достатъчно бързо в периферни устройства (като принтери), съобщенията и/или заявките се натрупват.

Методи за възстановяване

След прекъсване на процеса на пренос на данни се използват методи за възстановяване за връщане на определена позиция за повторно предаване на информация.

Разрешение за достъп

Разпределението, контролът и управлението на ограниченията за достъп до данни са отговорност на точката за разрешение за достъп (например „само предаване“ или „само получаване“).

Мрежови устройства и комуникации

Най-често използваните средства за комуникация са усукана двойка, коаксиален кабел, оптични линии. При избора на вида на кабела се вземат предвид следните показатели:

разходи за монтаж и поддръжка,

скорост на трансфер на информация,

Ограничения за стойността на разстоянието за предаване на информация (без допълнителни повторителни усилватели (ретранслатори)),

сигурност при предаване на данни.

Основният проблем е да се постигнат тези показатели едновременно, например най-високата скорост на трансфер на данни е ограничена от максимално възможното разстояние за трансфер на данни, което все още осигурява необходимото ниво на защита на данните. Лесната мащабируемост и лекотата на разширяване на кабелната система оказват влияние върху нейната цена /

усукана двойка

Най-евтината кабелна връзка е усукана двупроводна проводна връзка, често наричана "усукана двойка" (усукана двойка). Той ви позволява да прехвърляте информация със скорост до 10 Mbps, лесно се мащабира, но е устойчив на шум. Дължината на кабела не може да надвишава 1000 m при скорост на предаване 1 Mbps. Предимствата са ниска цена и безпроблемен монтаж. За подобряване на шумоустойчивостта на информацията често се използва екранирана усукана двойка, т.е. кабел с усукана двойка, поставен в екран, подобен на екрана на коаксиален кабел. Това увеличава цената на усуканата двойка и доближава цената й до цената на коаксиалния кабел.

Коаксиален кабел

Коаксиалният кабел има средна цена, добре против заглушаване и се използва за комуникация на големи разстояния (няколко километра). Скоростта на трансфер на информация е от 1 до 10 Mbps, като в някои случаи може да достигне до 50 Mbps. Коаксиалният кабел се използва за основно и широколентово предаване на информация.

Широколентов коаксиален кабел

Широколентовият коаксиален кабел е имунизиран срещу смущения, лесен за отглеждане, но цената му е висока. Скоростта на трансфер на информация е 500 Mbps. При предаване на информация в основната честотна лента на разстояние повече от 1,5 km е необходим усилвател или така нареченият повторител (ретранслатор). Следователно общото разстояние по време на предаване на информация се увеличава до 10 км. За компютърни мрежи с шинна или дървовидна топология коаксиалният кабел трябва да има краен резистор (терминатор) в края.

Ethernet кабел

Ethernet кабелът също е 50 омов коаксиален кабел. Нарича се още дебел Ethernet (дебел) или жълт кабел (жълт кабел). Използва стандартен превключвател с 15 пина. Поради своята устойчивост на шум, той е скъпа алтернатива на конвенционалните коаксиални кабели. Максималното налично разстояние без повторител не надвишава 500 м, а общото разстояние на Ethernet мрежата е около 3000 м. Ethernet кабелът, поради основната си топология, използва само един терминиращ резистор в края.

Евтин мрежов кабел

По-евтин от Ethernet кабел е кабелът Cheapernet или както често се нарича тънка Ethernet връзка. Това също е 50 омов коаксиален кабел със скорост на предаване от десет милиона bps.

При свързване на сегменти от кабел Shearegnet също са необходими повторители. Компютърните мрежи с Cheapernet-кабел имат ниска цена и минимални разходи при изграждане. Свързването на мрежовата платка се извършва с помощта на широко използвани малки байонетни конектори (CP-50). Не е необходимо допълнително екраниране. Кабелът е свързан към компютъра с помощта на тройни конектори (T-конектори).

Разстоянието между две работни станции без повторители може да бъде максимум 300 m, а общото разстояние за мрежа на кабел Cheapernet е около 1000 m.

Съвременните компютърни технологии не могат да се представят без комбиниране на всички видове устройства под формата на стационарни терминали, лаптопи или дори мобилни устройства в единична мрежа. Такава организация позволява не само бърз обмен на данни между различни устройства, но и да използва изчислителните възможности на всички единици оборудване, свързани към една и съща мрежа, да не говорим за възможността за достъп до периферни компоненти като принтери, скенери и т.н. Но какви са принципите за такава комбинация? За да ги разберете, е необходимо да разгледате локалната мрежа, често наричана топология, която ще бъде обсъдена по-нататък. Към днешна дата има няколко основни класификации и видове комбиниране на всякакви устройства, които поддържат мрежови технологии в една мрежа. Разбира се, ние говорим за тези устройства, на които има специален кабел или безжична връзка мрежови адаптерии модули.

Схеми на локални компютърни мрежи: основна класификация

На първо място, при разглеждането на всякакъв вид организация на компютърни мрежи е необходимо да се започне единствено от метода за комбиниране на компютри в едно цяло. Има две основни посоки, използвани при създаването на диаграма на локална мрежа. Мрежовата връзка може да бъде кабелна или безжична.

В първия случай се използват специални коаксиални кабели или усукани двойки. Тази технология се нарича Ethernet връзка. Но ако в локалната компютърна мрежа се използват коаксиални кабели, тяхната максимална дължина е около 185-500 m при скорост на трансфер на данни не повече от 10 Mbps. Ако се използват усукани двойки от класове 7, 6 и 5e, тяхната дължина може да бъде 30-100 m, а пропускателната способност варира от 10-1024 Mbps.

Безжичната схема за свързване на компютри в локална мрежа се основава на предаване на информация чрез радиосигнал, който се разпределя между всички свързани устройства, разпределителни устройства, които могат да бъдат рутери (рутери и модеми), точки за достъп (обикновени компютри, лаптопи). , смартфони, таблети), превключващи устройства (превключватели, хъбове), ретранслатори на сигнали (ретранслатори) и др. С тази организация се използват оптични кабели, които са свързани директно към основното оборудване за разпределение на сигнала. От своя страна разстоянието, на което може да се предава информация, нараства до около 2 км, а в радиочестотния диапазон се използват предимно честоти от 2,4 и 5,1 MHz (технология IEEE 802.11, по-известна като Wi-Fi).

Кабелните мрежи се считат за по-сигурни от външни въздействия, тъй като не винаги е възможно директен достъп до всички терминали. Безжичните структури в това отношение губят доста, защото при желание компетентен нападател може лесно да изчисли мрежова парола, достъп до същия рутер и чрез него да стигнете до всяко устройство, което в момента използва Wi-Fi сигнал. И много често в същите държавни структури или в отбранителните предприятия на много страни използването на безжично оборудване е строго забранено.

Класификация на мрежите според вида на връзката между устройствата

Отделно е възможно да се отдели напълно свързана топология на схеми за свързване на компютри в локална мрежа. Такава организация на връзката предполага само, че абсолютно всички терминали, включени в мрежата, имат връзка помежду си. И както вече е ясно, такава структура практически не е защитена по отношение на външно проникване или когато нарушители проникнат в мрежата чрез специални вирусни червеи или шпионски аплети, които първоначално могат да бъдат записани на преносим носител, което същите неопитни служители на предприятия несъзнателно биха могли свържете се с вашите компютри.

Ето защо най-често се използват други схеми на свързване в локалната мрежа. Една от тях може да се нарече клетъчна структура, от която са премахнати определени първоначални връзки.

Обща схема за свързване на компютри в локална мрежа: концепцията за основните видове топология

Сега нека да разгледаме набързо кабелните мрежи. Те могат да използват няколко от най-често срещаните типове схеми за локална мрежа. Най-основните типове са звездни, шинни и пръстеновидни структури. Вярно е, че първият тип и неговите производни са получили най-голямо приложение, но често се срещат смесени типове мрежи, където се използват комбинации от трите основни структури.

Звездна топология: плюсове и минуси

Схемата за локална мрежа „звезда“ се счита за най-разпространената и широко използвана на практика, когато става въпрос за използване на основните видове връзки, така да се каже, в най-чистата им форма.

Същността на такава комбинация от компютри в едно цяло е, че всички те са свързани директно към централния терминал (сървър) и нямат никакви връзки помежду си. Абсолютно цялата предавана и получавана информация преминава директно през централния възел. И именно тази конфигурация се счита за най-сигурната. Защо? Да, само защото въвеждането на същите вируси в мрежовата среда може да се извърши или от централния терминал, или да премине през него от друг компютърно устройство. Въпреки това изглежда много съмнително, че в такава схема на локалната мрежа на предприятие или държавна институция няма да се осигури високо ниво на защита на централния сървър. И инжектирането на шпионски софтуер от отделен терминал ще работи само ако имате физически достъп до него. Освен това могат да бъдат наложени доста сериозни ограничения на всеки мрежов компютър от страна на централния възел, което може да се наблюдава особено често при използване на мрежови операционни системи, когато компютрите дори нямат твърди дискове, а всички основни компоненти на приложената ОС се зареждат директно от главния терминал.

Но дори и тук има недостатъци. На първо място, това се дължи на увеличените финансови разходи за полагане на кабели, ако главният сървър не е разположен в центъра на топологичната структура. В допълнение, скоростта на обработка на информацията зависи пряко от изчислителните възможности на централния възел и ако той се повреди, съответно на всички компютри, включени в мрежовата структура, комуникациите се прекъсват.

Автобусна схема

Схемата за свързване в локалната мрежа според типа "автобус" също е една от най-често срещаните, а нейната организация се основава на използването на един кабел, чрез клоновете на който са свързани всички терминали, включително централния сървър към мрежата.

Основният недостатък на такава структура може да се нарече високата цена за полагане на кабели, особено в случаите, когато терминалите са на достатъчно голямо разстояние един от друг. Но ако един или повече компютри се повредят, комуникациите между всички други компоненти в мрежовата среда не се прекъсват. Освен това, когато се използва такава схема, локалната мрежа, преминаваща през главния канал, много често се дублира в различни области, което позволява да се избегне нейната повреда или невъзможността за доставка до местоназначението. Но сигурността в такава структура, уви, страда доста, тъй като злонамерените вирусни кодове могат да проникнат във всички други машини през централния кабел.

Пръстенова структура

Пръстеновата схема (топология) в известен смисъл може да се нарече остаряла. Към днешна дата не се използва в почти никоя мрежова структура (освен може би само в смесени типове). Това се дължи именно на самите принципи на обединяване на отделните терминали в една организационна структура.

Компютрите са свързани един към друг последователно и само с един кабел (грубо казано на входа и изхода). Разбира се, такава техника намалява разходите за материали, но ако поне една мрежова единица се повреди, целостта на цялата структура се нарушава. Ако мога така да се изразя, в определена зона, където има повреден терминал, предаването (преминаването) на данни просто спира. Съответно, когато опасни компютърни заплахи проникнат в мрежата, те преминават от един терминал към друг по същия начин. Но при наличие на някой от обектите надеждна защитаВирусът ще бъде елиминиран и няма да премине повече.

Смесени видове мрежи

Както бе споменато по-горе, основните типове схеми за локална мрежа в тяхната чиста форма практически не се срещат. Смесените типове изглеждат много по-надеждни по отношение на сигурността, цената и лесния достъп, в които могат да присъстват елементи от основните типове мрежови диаграми.

Така че много често можете да намерите мрежи с дървовидна структура, която първоначално може да се нарече вид „звезда“, тъй като всички клонове идват от една точка, наречена корен. Но организацията на разклоненията в такава схема на LAN връзка може да съдържа както пръстеновидни, така и шинни структури, разделящи се на допълнителни разклонения, често дефинирани като подмрежи. Ясно е, че такава организация е доста сложна и при създаването й е необходимо да се използват допълнителни технически устройства като мрежови комутатори или сплитери. Но, както се казва, целта оправдава средствата, защото благодарение на такава сложна структура важна и поверителна информация може да бъде защитена много надеждно, като се изолира в подмрежови клонове и практически се ограничи достъпът до нея. Същото важи и за повредата на компонентите. При такова изграждане на схеми на локална мрежа не е необходимо да се използва само един централен възел. Те могат да бъдат няколко и то с напълно различни нива на защита и достъп, което допълнително повишава степента на цялостна сигурност.

Логистична топология

При организирането на мрежови структури е особено важно да се обърне внимание на използваните методи за предаване на данни. В компютърната терминология такива процеси обикновено се наричат ​​логистична или логическа топология. В същото време физическите методи за пренос на информация в различни структури могат значително да се различават от логическите. Логистиката по същество е тази, която определя маршрутите за приемане / предаване. Много често може да се наблюдава, че при изграждането на мрежа под формата на "звезда" обменът на информация се извършва с помощта на топология на шината, когато сигналът може да бъде получен едновременно от всички устройства. В пръстеновидните логически структури могат да се срещнат ситуации, когато сигналите или данните се получават само от онези терминали, за които са предназначени, въпреки дори последователното преминаване през всички свързани връзки.

Най-известните мрежи

Досега само изграждането на схеми за локална мрежа, базирани на Ethernet технологии, който е в прост изразизползва адреси, протоколи и TCP/IP стекове. Но в крайна сметка в света можете да намерите огромен брой мрежови структури, които имат принципи, различни от горните. мрежова организация. Най-известните от всички (с изключение на Ethernet, използващ топология на логическа шина) са Token Ring и Arcnet.

Структурата на мрежата Token Ring някога е разработена от небезизвестната компания IBM и се основава на логическата схема на локалната мрежа „token ring“, която определя достъпа на всеки терминал до предаваната информация. Физически се използва и пръстеновидна структура, но тя има свои собствени характеристики. За комбиниране на компютри в едно цяло е възможно да се използва или усукана двойка, или оптичен кабел, но скоростта на трансфер на данни е само 4-16 Mbps. От друга страна, системата за маркиране от звезден тип позволява данни да се предават и получават само от тези терминали, които имат право на това (маркирани с маркер). Но основният недостатък на такава организация е, че в определен моментсамо една станция може да има такива права.

Не по-малко интересна е схемата за локална мрежа Arcnet, създадена през 1977 г. от Datapoint, която много експерти наричат ​​най-евтината, проста и много гъвкава структура.

За прехвърляне на информация и свързване на компютри могат да се използват коаксиални или оптични кабели, но не се изключва и възможността за използване на кабел с усукана двойка. Вярно е, че по отношение на скоростта на приемане / предаване тази структура не може да се нарече особено продуктивна, тъй като при максимален обмен на пакети може да се извърши при скорост на връзката не повече от 2,5 Mbps. Като физическа връзкаизползва се схемата "звезда", а в логическата - "маркерната шина". С правата за получаване / предаване ситуацията е абсолютно същата като в случая с Token Ring, с изключение на това, че информацията, предавана от една машина, е достъпна за абсолютно всички терминали, включени в мрежовата среда, а не за всяка една машина.

Кратка информация за настройка на кабелна и безжична връзка

Сега нека разгледаме накратко някои важни точкисъздаване и прилагане на някоя от описаните схеми на локална мрежа. Програми на трети страни, когато се използва някоя от известните операционни системи, не са необходими за извършване на такива действия, тъй като основните инструменти се предоставят в техните стандартни комплекти от самото начало. Във всеки случай обаче е необходимо да се вземат предвид някои важни нюанси по отношение на конфигурацията на IP адреси, които се използват за идентифициране на компютри в мрежови структури. Има само две разновидности - статични и динамични адреси. Първите, както вече подсказва името, са постоянни, а вторите могат да се променят с всяка нова връзка, но техните стойности са изключително в същия диапазон, зададен от доставчика на комуникационни услуги (доставчик).

В жичен корпоративни мрежида предоставя висока скоростобмен на данни между мрежови терминали, най-често се използват статични адреси, присвоени на всяка машина, намираща се в мрежата, а при организиране на мрежа с безжична връзкаобикновено са включени динамични адреси.

За да зададете посочените параметри на статичен адрес в системите на Windows, се използват параметрите на протокола IPv4 (в постсъветското пространство шестата версия все още не е особено разпространена).

Достатъчно е да запишете IP адрес за всяка машина в свойствата на протокола, а маската на подмрежата и параметрите на шлюза по подразбиране са общи (освен ако не се използва дървовидна структура с множество подмрежи), което изглежда много удобно от гледна точка на бърза настройка на връзката. Въпреки това могат да се използват и динамични адреси.

Те се присвояват автоматично, за което има специален елемент в настройките на TCP / IP протокола, във всеки конкретен момент те се присвояват на мрежови машини директно от централния сървър. Обхватът на разпределените адреси се предоставя от доставчика. Но това изобщо не означава, че адресите се повтарят. Както знаете, в света не може да има два еднакви външни IP адреса и в този случай говорим или за това, че те се променят само в мрежата или се прехвърлят от една машина на друга, когато някой външен адрес е свободен.

В случай на безжични мрежи, когато рутери или точки за достъп се използват за първоначална връзка, разпространяваща (излъчваща или усилваща) сигнала, настройката изглежда още по-лесна. Основното условие за този тип връзка е да настроите автоматичното получаване на вътрешен IP адрес. Без това връзката няма да работи. Единственият променлив параметър са адресите на DNS сървъра. Въпреки първоначалната настройка на автоматичното им получаване, често (особено когато скоростта на връзката е намалена) се препоръчва да се задават ръчно такива параметри, като се използват например безплатни комбинации, разпространявани от Google, Yandex и др.

И накрая, дори ако има само определен набор от външни адреси, чрез които всеки компютър или мобилно устройство се идентифицира в Интернет, те също могат да бъдат променяни. За това има много специални програми. Схемата на локалната мрежа може да има всеки от горните варианти. И същността на използването на такива инструменти, които най-често са или VPN клиенти, или отдалечени прокси сървъри, е да промените външния IP, който, ако някой не знае, има ясна географска препратка, към незает адрес, намиращ се в съвсем друго местоположение (дори и на края на света). Можете да използвате такива помощни програми директно в браузърите (VPN клиенти и разширения) или да правите промени на ниво целия операционна система(например с помощта на приложението SafeIP), когато някои приложения, работещи във фонов режим, имат нужда от достъп до интернет ресурси, които са блокирани или недостъпни за определен регион.

Епилог

Обобщавайки всичко казано по-горе, могат да се направят няколко основни извода. Първото и най-важно е, че основните схеми на свързване непрекъснато се променят и почти никога не се използват в първоначалната версия. Най-модерните и най-сигурните са сложните дървовидни структури, в които могат допълнително да се използват няколко подчинени (зависими) или независими подмрежи. И накрая, без значение какво казва някой, настоящ етапразвитие компютърна технология кабелни мрежи, дори въпреки високите финансови разходи за тяхното създаване, той все още е малко над нивото на сигурност от най-простите безжични. Но безжична мрежаимат едно неоспоримо предимство - те ви позволяват да комбинирате компютри и мобилни устройства, които могат да бъдат географски отдалечени един от друг на много големи разстояния.