Класификация на мрежите според нивото на контрол. Основните компоненти и разновидности на компютърните мрежи

Компютърната мрежа е сложна система, чрез която се предават и обменят данни по определен принцип между няколко обекта. Използването на мрежата има редица предимства, главно поради почти неограничените възможности, дължащи се на достъп до допълнителни ресурси. Организацията на компютърна мрежа ви позволява да инсталирате мощни единици за работа софтуер, непосилно за слаб компютър. Потребителите също получават […]

Компютърната мрежа е сложна система, чрез която се прехвърлят и обменят данни по определен принцип между няколко обекта. Използването на мрежата има редица предимства, главно поради почти неограничените възможности, дължащи се на достъп до допълнителни ресурси.

Позволява ви да инсталирате мощни модули за стартиране на софтуер, който е твърде тежък за слаб компютър. Потребителите също имат възможност да обменят информация с други участници в процеса, като същевременно спестяват инсталирането на допълнителни периферни устройства, например чрез свързване на няколко компютъра към един принтер или скенер.

Компютърните мрежи се класифицират според редица критерии, като например:

• дължина на линиите;
• топология (метод на изграждане);
• контролен метод.

За да разберете по-добре по какви методи за управление се различават мрежите, е необходимо да се запознаете с техните разновидности според мащаба и спецификата на тяхното функциониране.

PAN е персонална мрежа, която осигурява взаимодействието на няколко устройства в рамките на един проект.

LAN е локална мрежа със затворена инфраструктура, независимо от мащаба. Достъпът до локални мрежи има ограничен кръг потребители, определени от администратора.

МОЖЕ - обединението на няколко локални мрежиблизки обекти.

MAN - компютърни мрежи между институции в едно и също населено място, свързващи много локални мрежи.

WAN - отворен глобална мрежа, обслужващ големи географски региони, което включва както локални мрежи, така и други телекомуникационни възли.

Има няколко сценария за изграждане на компютърна мрежа, които предвиждат подреждането на отделни работни места и начина, по който те са свързани с комуникационни магистрали.

Тази област определя вида на използваното оборудване, кабела, методите на управление и т.н. Най-често срещаните са три конфигурации за изграждане на мрежа:

• автомобилна гума;
• пръстен;
• звезда.

Шината предполага равни права за всички абонати, свързани последователно чрез една комуникационна линия. Характеристика на такава топология е липсата на централен абонат и свързването на нови участници в процеса се извършва най-много по прост начин, освен това тук се използва най-малкото количество слаботоков кабел.

Топологията на пръстена се характеризира с простотата на устройството, където всеки отделен компютър е свързан с кабелна линия към два други. Няма и ясно дефиниран център, а всеки компютър има равни права.

Звездата предвижда наличието на централен компютър, който е отговорен за основната тежест на управлението на обмена. В този случай основният компютър има най-голяма мощност и няма конфликти между отделните абонати в самата мрежа. В зависимост от метода на управление, всяка от топологиите има отличителни характеристики и по-нататък ще опишем по какви методи на управление се различават мрежите.

Класификация на компютърните мрежи по метод на управление

Като се има предвид, че една сложна система се нуждае от постоянно наблюдение и правилно взаимодействие на всички възли, тя е постоянно под контрол. Според метода на управление на мрежата те се разделят на:

• централизиран, където основните функции за управление се изпълняват от сървъра, предоставящ на потребителите достъп до наличните ресурси. Ако сървърът (или няколко сървъра едновременно) е мощен компютър, който носи основното натоварване, а останалите машини са работни станции;
• децентрализирани, или както ги наричат ​​още, peer-to-peer (peer-to-peer). В този случай няма инструменти за управление на локална мрежа като сървъри и всички компютри имат равни права и управлението може да се извършва от всяка една от машините;
• смесени, при които чрез централизирано управление се решават най-сложните и приоритетни задачи.

Тъй като мрежите са от различни видове по отношение на начина, по който се управляват, има определени стандарти за този процес.

Стандартите за системи за управление на мрежата са сложна професионална област, базирана на протоколи, която управлява начина, по който си взаимодействат основните и управляваните обекти.

Предвид факта, че проектирането и инсталирането на локални мрежи е отговорен и труден процес, неговото изпълнение може да се извърши само от опитни професионалисти.

Участието на компетентни проектанти и монтажници в изграждането на компютърна мрежа гарантира високо ниво на работа, както и гарантира надеждното функциониране на всеки елемент, който е част от нея.

В зависимост от мащабируемостта на мрежата ще зависи от това как ще се управлява мрежата в дадено предприятие. Има няколко начина за управление. Локалните мрежи се разделят на две подгрупи според метода на управление: peer-to-peer и йерархични (многостепенни) мрежи.

Peer-to-peer мрежи

В peer-to-peer мрежа всички компютри са равни: няма йерархия между компютрите и няма специален сървър. Обикновено всеки компютър функционира и като клиент, и като сървър; с други думи, няма отделен компютър, отговорен за администрирането на цялата мрежа. Всички потребители сами решават кои данни от своя компютър да направят публично достъпни в мрежата.

Peer-to-peer мрежите се наричат ​​още работни групи. Работна групатова е малък екип, така че peer-to-peer мрежите най-често имат не повече от 30 компютъра. Peer-to-peer мрежите са относително прости.

Тъй като всеки компютър е едновременно клиент и сървър, няма нужда от мощен централен сървър или други компоненти, необходими за по-сложни мрежи.

Peer-to-peer мрежите обикновено са по-евтини от мрежите, базирани на сървъри, но изискват по-мощни (и по-скъпи) компютри. В peer-to-peer мрежа изискванията за производителност и сигурност на мрежовия софтуер обикновено са по-ниски, отколкото в специализирани сървърни мрежи.

Фигура 5. Peer-to-peer мрежа

Йерархични мрежи

Йерархичните мрежи имат един или повече сървъри, които съхраняват информация, която се споделя между различни потребители. За да се повиши надеждността на съхранението на информация на сървъра, могат да се инсталират два диска, работещи паралелно и дублиращи се един друг,

в същото време, в случай на повреда на един от тях, другият автоматично се включва в работата. В зависимост от начина на използване на сървъра в йерархичните мрежи се разграничават следните видове сървъри:

Файлов сървър. В този случай споделените файлове и/или споделените програми се намират на сървъра. Един пример за използване на файлов сървър е хостването на програми на MS Office на него. В този случай на работните станции се намира само малка (клиентска) част от тези програми, изискващи незначителни ресурси. Програмите, които позволяват този режим на работа, се наричат ​​програми за мрежово инсталиране.

Сървър за база данни. В този случай базата данни се хоства на сървъра (например Консултант Плюс, Поръчител, Банкови клиентски сметки и др.). Базата данни на сървъра може да се актуализира от различни работни станции и/или да предоставя информация при поискване от работната станция.

Йерархичните мрежови клиенти могат да използват операционна система: Уиндоус експи, Windows Vista Windows 7, сървърите изискват специални сървърни версии на операционни системи.

Фигура 6. Йерархична мрежа

В нашата център за услугище бъде използвано йерархична мрежа. За нашия случай това е най-подходящият вариант. За да не се превърне нашата мрежа в информационно „сметище“, а също така, за да се повиши надеждността на съхранението на информация, е необходимо да има няколко сървъра. В този случай файлов сървър, интернет сървър и сървър на база данни. Сървърът ще хоства MS Office, 1C и други програми, а работните станции ще хостват само малка (клиентска) част от тези програми, изискващи незначителни ресурси. Също така е необходимо всеки потребител да разпредели правата си в локалната мрежа.

Основата TVS класификациязаложени са най-характерните функционални, информационни и структурни характеристики.

Според степента на териториална разпръснатостмрежови елементи (абонатни системи, комуникационни възли) разграничават глобални (държавни), регионални и локални компютърни мрежи (WAN, RCS и LAN).

По естеството на изпълняваните функциимрежите се разделят на изчислителни (основните функции на такива мрежи са обработка на информация), информационни (за получаване на справочни данни по искане на потребителите), информация и изчисления или смесени, в които изчислителните и информационните функции се изпълняват в определен, не -постоянен коефициент.

По начин на управление TVS са разделени на мрежи с централизиран(мрежата има един или повече ръководни органи), децентрализирана(всяка AS има средства за управление на мрежата) и смесено управление,в които в определена комбинация се изпълняват принципите на централизирано и децентрализирано управление (например при централизирано управление се решават само задачи с най-висок приоритет, свързани с обработката на големи количества информация).

Относно организацията на преноса на информациямрежите се делят на мрежи с селекция на информация и маршрутизиране на информация. В мрежите с подбрана информация,изграден на базата на моноканал, взаимодействието на AU се осъществява чрез избиране (селекция) на адресираните към тях блокове данни (рамки): всички AU на мрежата имат достъп до всички кадри, предавани в мрежата, но само AU, за които са предназначени, вземат копие на рамката. В мрежи с маршрутизиране на информацияМножество маршрути могат да се използват за прехвърляне на рамки от подател към получател. Затова с помощта комуникационни системимрежата решава проблема с избора на оптимален (например най-кратко време за доставка на рамка до адресата) маршрут.

По тип организация за пренос на даннимрежите с маршрутизиране на информация се разделят на мрежи с комутация на вериги (канали), комутация на съобщения и комутация на пакети. Работят мрежи, които използват смесени системи за предаване на данни.

Според топологиятатези. конфигурации на елементи в TVS, мрежите са разделени на два класа: излъчване (фиг. 11.1) и серийни (фиг. 11.2). Broadcast конфигурациите и значителна част от серийните конфигурации (пръстен, звезда с интелигентен център, йерархична) са характерни за LAN. За глобалните и регионалните мрежи най-разпространената е произволна (мрежова топология). Йерархичната конфигурация и „звездата“ също са намерили приложение.

IN конфигурации на излъчване във всеки един момент, само един работна станция(абонатна система). Други компютри в мрежата могат да получат този кадър, т.е. такива конфигурации са типични за LAN с избор на информация. Основните видове конфигурация на излъчване са обща шина, дърво, звезда с пасивен център. Основните предимства на LAN с обща шина са лекотата на разширяване на мрежата, простотата на използваните методи за управление, липсата на необходимост от централизирано управление и минималната консумация на кабел. LAN с дървовидна топология е по-усъвършенствана версия на мрежа с шинна топология. Дървото се формира чрез свързване на няколко шини с активни повторители или пасивни умножители („хъбове“), като всеки клон на дървото е сегмент. Провалът на един сегмент не води до провал на останалите. В LAN със звездна топология в центъра има пасивен конектор или активен повторител - доста прости и надеждни устройства. За защита срещу нарушения в кабела се използва централно реле, което изключва повредените кабелни греди.

Ориз. 11.1.Конфигурации на мрежа за излъчване: А -общ автобус; b- дърво; V -звезда с пасивен център

Ориз. 11.2.Последователни мрежови конфигурации: a - произволни (мрежови); б-йерархичен; V -пръстен; G -верига; e - звезда с интелектуален център; д -снежинка

При последователни конфигурации, характерни за мрежи с маршрутизиране на информация, предаването на данни се извършва последователно от един компютър към съседен, като различни участъци от мрежата могат да използват различни видовефизическа преносна среда.

Изискванията към предавателите и приемниците са по-ниски, отколкото при конфигурациите за излъчване. Последователните конфигурации включват: произволна (клетъчна), йерархична, пръстен, верига, звезда с интелигентен център, снежинка. В LAN най-широко приложение намират пръстенът и звездата, както и смесени конфигурации - звезда-пръстен, звезда-шина.

В LAN с пръстеновидна топология сигналите преминават само в една посока, обикновено обратно на часовниковата стрелка. Всеки компютър има памет до цял кадър. Когато даден кадър се движи около пръстена, всеки компютър получава кадъра, анализира адресното си поле, прави копие на кадъра, ако е адресиран до този компютър, и препредава кадъра. Естествено, всичко това забавя трансфера на данни в пръстена, а продължителността на забавянето се определя от броя на компютрите. Премахването на рамка от пръстена обикновено се извършва от изпращащата станция. В този случай рамката прави пълен кръг около пръстена и се връща към изпращащата станция, която го възприема като разписка - потвърждение за получаването на рамката от адресата. Премахването на рамка от пръстена може да се извърши и от приемащата станция, тогава рамката не завършва пълен кръг и изпращащата станция не получава разписки за потвърждение.

Ring.structure осигурява доста широк функционалност LAN с висока ефективност на използване на моноканал, ниска цена, простота на методите за управление, възможност за наблюдение на производителността на моноканал.

При излъчване и повечето серийни конфигурации (с изключение на пръстена) всеки кабелен сегмент трябва да осигурява предаване на сигнал в двете посоки, което се постига: в полудуплексни комуникационни мрежи - използване на един кабел за алтернативно предаване в две посоки; в дуплексни мрежи - с помощта на два еднопосочни кабела; в широколентови системи - използването на различни носещи честоти за едновременно предаване на сигнали в две посоки.

Глобалните и регионалните мрежи, както и локалните, по принцип могат да бъдат хомогенни (хомогенни), в които се използват софтуерно съвместими компютри, и разнородни (хетерогенни), включително софтуерно несъвместими компютри. Въпреки това, предвид дължината на БГВ и RVS и голям бройкомпютрите, използвани в тях, такива мрежи са по-често разнородни.

Тези модели определят взаимодействието на компютрите в локалното пространство компютърна мрежа. В peer-to-peer мрежа всички компютри са равни един на друг. В този случай цялата информация в системата се разпределя между отделните компютри. Всеки потребител може да разреши или откаже достъп до данните, съхранявани на неговия компютър.

Работната група е независимо решениеорганизация на компютърна мрежа за малък брой компютри, която има peer-to-peer архитектура и процесът на удостоверяване, в който се основава на местна базасъхранявани на всеки от компютрите в работната група

В peer-to-peer мрежа потребител, който работи на всеки компютър, има достъп до ресурсите на всички други компютри в мрежата. Например, докато седите на един компютър, можете да редактирате файлове, разположени на друг компютър, да ги отпечатате на принтер, свързан към третия, да стартирате програми на четвъртия.

Предимствата на такъв модел LAN организациивключват лекота на изпълнение и спестяване на разходи, тъй като няма нужда да купувате скъп сървър.

Въпреки лекотата на изпълнение, този моделима редица недостатъци:

• 1. Ниска производителност с голям брой свързани компютри;
• 2. Липса на единна информационна база;
• 3. Отсъствие единна системаинформационна сигурност;
• 4. Зависимостта на наличието на информация в системата от състоянието на компютъра, т.е. Ако компютърът е изключен, цялата информация, съхранена на него, ще бъде недостъпна.

Активна директория

Активна директорияпозволява на администраторите да управляват всички декларирани ресурси от едно работно място: файлове, периферни устройства, бази данни, сървърни връзки, уеб достъп, потребители, услуги.

В мрежи, където DNS е разгърнат за поддръжка на услугата за директория на Active Directory, силно се препоръчва използването на интегрирани в услугата за директория основни зони, които осигуряват следните предимства:

• 1. Надграждане на главния сървър и разширени функции за сигурност, базирани на възможностите на Active Directory.
• 2. Репликацията и синхронизирането на зони с нови домейн контролери се извършва автоматично всеки път, когато се добави нов контролер към домейна на Active Directory.
• 3. Като съхранявате базите данни на DNS зоните в Active Directory, можете да рационализирате репликацията на база данни във вашата мрежа.
• 4. Репликацията на директория е по-бърза и по-ефективна от стандартната DNS репликация.

Тъй като репликацията на Active Directory се извършва на ниво свойство, се разпространяват само необходимите промени. Интегрираните в директория зони обаче използват и изпращат по-малко данни.

Предимствата на такъв модел са:

• 1. Висока производителност на мрежата;
• 2. Наличие на единна информационна база;
• 3. Наличие на единна система за сигурност.

Този модел обаче има и недостатъци. Основният недостатък е, че разходите за създаване на мрежа клиент-сървър са много по-високи поради необходимостта от закупуване на специален сървър. Също така, недостатъците включват наличието на допълнителна нужда от обслужващ персонал - мрежовия администратор.

За тази организация е избрана локална мрежа въз основа на модела клиент-сървър. Сървърът в тази организация ще бъде представен под формата на компютър от клас № 2, до който ще има достъп само ръководният персонал на интернет кафето. Сървърът ще бъде поставен в специален компютърен шкаф за защита.