Clasificarea rețelelor după nivelul de control. Principalele componente și tipuri de rețele de calculatoare

O rețea de calculatoare este un sistem complex prin care datele sunt transferate și schimbate după un anumit principiu între mai multe obiecte. Utilizarea rețelei are o serie de avantaje, în principal datorită posibilităților aproape nelimitate datorită accesului la resurse suplimentare. Organizarea unei rețele de calculatoare vă permite să instalați unități puternice pentru a rula software, prea greu pentru un computer slab. Utilizatorii primesc, de asemenea, […]

O retea de calculatoare este un sistem complex prin care datele sunt transferate si schimbate dupa un anumit principiu intre mai multe obiecte. Utilizarea rețelei are o serie de avantaje, în principal datorită posibilităților aproape nelimitate datorită accesului la resurse suplimentare.

Vă permite să instalați unități puternice pentru a rula software prea greu pentru un computer slab. Utilizatorii au, de asemenea, posibilitatea de a schimba informații cu alți participanți la proces și pot economisi la instalarea de dispozitive periferice suplimentare, de exemplu, prin conectarea mai multor computere la o imprimantă sau scaner.

Rețelele de calculatoare sunt clasificate în funcție de o serie de criterii, cum ar fi:

• lungimea liniilor;
• topologie (metoda de construcție);
• metoda de control.

Pentru a înțelege mai bine diferitele metode de management prin care diferă rețelele, este necesar să ne familiarizați cu varietățile lor în funcție de scara și specificul funcționării lor.

PAN este o rețea personală care asigură interacțiunea mai multor dispozitive în cadrul unui proiect.

LAN este o rețea locală cu o infrastructură închisă, indiferent de scară. Accesul la rețelele locale este disponibil pentru un număr limitat de utilizatori definiți de administrator.

CAN – combinând mai multe rețele locale obiectele din apropiere.

MAN – rețele de calculatoare între instituții din cadrul aceleiași localități, care conectează mai multe rețele locale.

WAN – deschis retea globala, care deservește regiuni geografice la scară largă, care include atât rețele locale, cât și alte noduri de telecomunicații.

Există mai multe scenarii pentru construirea unei rețele de calculatoare, care prevede ordinea locației stațiilor de lucru individuale și metoda de conectare a acestora prin autostrăzile de comunicații.

Această zonă determină tipul de echipament utilizat, cablul, metodele de management etc. Cele mai răspândite sunt trei configurații de rețea:

• obosi;
• inel;
• stea.

Autobuzul implică drepturi egale pentru toți abonații conectați unul câte unul printr-o singură linie de comunicație. Particularitatea acestei topologii este absența unui abonat central, iar conectarea noilor participanți la proces se realizează în cea mai mare parte. într-un mod simplu, în plus, aici se folosește cea mai mică cantitate de cablu de curent scăzut.

Topologia inel este caracterizată prin simplitatea dispozitivului, în care fiecare computer individual este conectat printr-o linie de cablu la alte două. De asemenea, nu există un centru clar definit și fiecare computer are drepturi egale.

Vedeta prevede prezența unui computer central, care poartă principala sarcină a gestionării schimbului. În acest caz, este computerul principal care are cea mai mare putere, iar în rețea însăși nu există conflicte între abonații individuali. În funcție de metoda de control, fiecare dintre topologii are caracteristici distinctive și, în continuare, vă vom spune în ce metode de control diferă rețelele.

Clasificarea rețelelor de calculatoare după metoda de management

Având în vedere că un sistem complex necesită monitorizare constantă și interacțiune corectă a tuturor nodurilor, acesta este în permanență sub control. Pe baza metodei de management, rețelele sunt împărțite în:

• centralizat, unde principalele funcții de management sunt efectuate de server, oferind utilizatorilor acces la resursele disponibile. Dacă un server (sau mai multe servere în același timp) este computer puternic, care suportă sarcina principală, apoi mașinile rămase sunt stații de lucru;
• descentralizate, sau cum se mai numesc, peer-to-peer (peer-to-peer). În acest caz, nu există instrumente de gestionare a rețelei locale, cum ar fi serverele, și toate computerele au drepturi egale, iar controlul poate fi efectuat de la oricare dintre mașini;
• mixt, în care sarcinile cele mai complexe și prioritare sunt rezolvate prin control centralizat.

Deoarece rețelele vin în diferite tipuri în funcție de modul în care sunt gestionate, există anumite standarde pentru acest proces.

Standardele sistemului de management al rețelei sunt o disciplină complexă, bazată pe protocol, care reglementează modul în care interacționează gazdă și entitățile gestionate.

Având în vedere faptul că proiectarea și instalarea rețelelor locale este un proces responsabil și dificil, implementarea acestuia poate fi realizată numai de profesioniști cu experiență.

Implicarea proiectanților și instalatorilor competenți în amenajarea unei rețele de calculatoare garantează un nivel ridicat de muncă și asigură, de asemenea, funcționarea fiabilă a fiecărui element care face parte din aceasta.

În funcție de scalabilitatea rețelei, va depinde de modul în care va fi gestionată rețeaua la o anumită întreprindere. Există mai multe metode de control. Pe baza metodei de management, rețelele locale de calculatoare sunt împărțite în două subgrupe: rețele peer-to-peer și ierarhice (multi-nivel).

Rețele peer-to-peer

Într-o rețea peer-to-peer, toate computerele au drepturi egale: nu există o ierarhie între computere și nu există un server dedicat. De obicei, fiecare computer funcționează atât ca client, cât și ca server; cu alte cuvinte, nu există un singur computer responsabil cu administrarea întregii rețele. Toți utilizatorii decid în mod independent ce date de pe computerul lor să pună la dispoziție public în rețea.

Rețelele peer-to-peer se mai numesc și grupuri de lucru. Grup de lucru Aceasta este o echipă mică, așa că rețelele peer-to-peer conțin cel mai adesea nu mai mult de 30 de computere. Rețelele peer-to-peer sunt relativ simple.

Deoarece fiecare computer este atât client, cât și server, nu este nevoie de un server central puternic sau de alte componente necesare pentru rețele mai complexe.

Rețelele peer-to-peer sunt de obicei mai ieftine decât rețelele bazate pe server, dar necesită computere mai puternice (și mai scumpe). Într-o rețea peer-to-peer, cerințele de performanță și securitate pentru software-ul de rețea sunt în general mai mici decât în ​​rețelele cu un server dedicat.

Figura 5. Rețea peer-to-peer

Rețele ierarhice

Rețelele ierarhice au unul sau mai multe servere care stochează informații partajate de diferiți utilizatori. Pentru a crește fiabilitatea stocării informațiilor, pe server pot fi instalate două discuri care funcționează în paralel și se dublează reciproc,

Mai mult, dacă unul dintre ele eșuează, celălalt este pornit automat. În funcție de modul în care serverul este utilizat în rețelele ierarhice, se disting următoarele tipuri de servere:

Server de fișiere. În acest caz, fișierele și/sau programele partajate sunt localizate pe server. Un exemplu de utilizare a unui server de fișiere este găzduirea programelor MS Office pe acesta. În acest caz, doar o mică parte (client) din aceste programe se află pe stațiile de lucru, necesitând resurse nesemnificative. Programele care permit acest mod de operare se numesc programe cu posibilitatea de a fi instalate în rețea.

Server de baze de date. În acest caz, serverul găzduiește o bază de date (de exemplu, Consultant Plus, Garant, Bank Client Accounts etc.). Baza de date de pe server poate fi completată de la diferite stații de lucru și/sau poate oferi informații la solicitările stației de lucru.

Clienții rețelei ierarhice pot utiliza sisteme de operare: Windows XP, Windows Vista 7, serverele necesită versiuni speciale de server ale sistemelor de operare.

Figura 6. Rețeaua ierarhică

În nostru centru de service vor fi folosite reţea ierarhică. Pentru cazul nostru, aceasta este varianta cea mai potrivită. Pentru a preveni transformarea rețelei noastre într-un depozit de informații și, de asemenea, pentru a crește fiabilitatea stocării informațiilor, este necesar să avem mai multe servere. În acest caz, un server de fișiere, un server de Internet și un server de baze de date. Serverul va găzdui MS Office, 1C și alte programe, iar stațiile de lucru vor conține doar o mică parte (client) din aceste programe, necesitând resurse reduse. De asemenea, este necesar ca fiecare utilizator să-și aloce drepturile pe rețeaua locală.

Baza Clasificare FA sunt stabilite cele mai caracteristice caracteristici funcționale, informaționale și structurale.

După gradul de dispersie teritorială Elementele de rețea (sisteme de abonați, noduri de comunicație) se disting între rețelele globale (de stat), regionale și locale (WAN, DVR și LAN).

După natura funcţiilor implementate rețelele sunt împărțite în calcul (funcțiile principale ale unor astfel de rețele sunt prelucrarea informațiilor), informație (pentru a obține date de referință la solicitările utilizatorilor), informație-calcul, sau mixte, în care funcțiile de calcul și informații sunt efectuate într-un anumit raport variabil.

Prin metoda de control Televizoarele sunt împărțite în rețele cu centralizat(în rețea există unul sau mai multe organisme de conducere), descentralizate(fiecare AS are mijloacele de a gestiona rețeaua) și management mixt,în care principiile controlului centralizat și descentralizat sunt implementate într-o anumită combinație (de exemplu, numai sarcini cu prioritate maximă asociate cu prelucrarea unor cantități mari de informații).

Despre organizarea transferului de informații rețelele sunt împărțite în rețele cu selecția și rutarea informațiilor. Pe rețele cu selecția informațiilor, construite pe baza unui monocanal, interacțiunea difuzoarelor se realizează prin selectarea (selectarea) blocurilor de date (cadrelor) adresate acestora: toți difuzoarele rețelei au acces la toate cadrele transmise în rețea, dar o copie a cadru este preluat numai de difuzoarele cărora le sunt destinate. În rețelele cu rutare a informațiilor Pot fi folosite mai multe rute pentru a transmite cadre de la expeditor la receptor. Prin urmare, cu ajutorul sisteme de comunicații Rețeaua rezolvă problema alegerii rutei optime (de exemplu, cel mai scurt interval de timp de livrare către destinatar).

După tipul de organizare a transmiterii datelor rețelele cu rutare a informațiilor sunt împărțite în rețele cu comutare de circuite (canale), comutare de mesaje și comutare de pachete. Există rețele în funcțiune care utilizează sisteme mixte de transmisie a datelor.

Conform topologiei, aceste. configurațiile elementelor în TVS, rețelele sunt împărțite în două clase: difuzare (Fig. 11.1) și seriale (Fig. 11.2). Configurațiile de difuzare și o parte semnificativă a configurațiilor secvențiale (inel, stea cu un centru inteligent, ierarhic) sunt caracteristice rețelelor LAN. Pentru rețelele globale și regionale, cea mai comună este topologia arbitrară (mesh). Configurația ierarhică și „steaua” și-au găsit de asemenea aplicație.

ÎN configurații de difuzare În orice moment, doar unul poate lucra pentru a transmite un cadru. statie de lucru(sistem de abonat). Restul PC-urilor din rețea pot primi acest cadru, adică. Astfel de configurații sunt tipice pentru rețelele LAN cu selecție de informații. Principalele tipuri de configurație de difuzare sunt magistrală comună, arbore, stea cu centru pasiv. Principalele avantaje ale unei rețele LAN cu o magistrală comună sunt ușurința de extindere a rețelei, simplitatea metodelor de management utilizate, absența necesității de gestionare centralizată și consumul minim de cablu. Un LAN cu o topologie arborescentă este o versiune mai dezvoltată a unei rețele cu o topologie magistrală. Un arbore se formează prin conectarea mai multor magistrale cu repetoare active sau multiplicatoare pasive (“hubs”), fiecare ramură a arborelui reprezentând un segment. Eșecul unui segment nu duce la eșecul restului. Într-o LAN cu topologie în stea, există un conector pasiv sau un repetor activ în centru - dispozitive destul de simple și fiabile. Pentru a proteja împotriva perturbărilor în cablu, se folosește un releu central, care oprește fasciculele de cablu eșuate.

Orez. 11.1. Configurații de rețea de difuzare: A - autobuz comun; b- arbore; V - stea cu centru pasiv

Orez. 11.2. Configurații de rețea consecutive: a - arbitrare (mesh); b- ierarhic; V - inel; G - lanţ; d - vedeta cu centru intelectual; e - fulg de nea

În configurațiile secvențiale, caracteristice rețelelor cu rutare a informațiilor, datele sunt transferate secvențial de la un PC la unul adiacent și pot fi utilizate în diferite părți ale rețelei diferite tipuri mediu de transmisie fizic.

Cerințele pentru emițătoare și receptoare sunt mai mici decât în ​​configurațiile de difuzare. Configurațiile secvențiale includ: arbitrare (celulare), ierarhice, inel, lanț, stea cu un centru intelectual, fulg de nea. În rețelele LAN, cele mai răspândite sunt inel și stea, precum și configurațiile mixte - star-ring, star-bus.

Într-o rețea LAN cu topologie inelă, semnalele sunt transmise într-o singură direcție, de obicei în sens invers acelor de ceasornic. Fiecare PC are o capacitate de memorie de până la un cadru întreg. Când un cadru se mișcă în jurul inelului, fiecare PC primește cadrul, își analizează câmpul de adresă, face o copie a cadrului dacă este adresat unui anumit PC și transmite cadrul. Desigur, toate acestea încetinesc transmisia de date în inel, iar durata întârzierii este determinată de numărul de computere. Îndepărtarea unui cadru din inel se face de obicei de către stația de trimitere. În acest caz, cadrul face un cerc complet în jurul inelului și se întoarce la stația de expediere, care îl percepe ca pe o chitanță - confirmarea primirii cadrului de către destinatar. Scoaterea unui cadru din inel poate fi efectuată și de către stația de primire, apoi cadrul nu face un cerc complet, iar stația de trimitere nu primește o confirmare de primire.

Structura inelului oferă destul de largă funcţionalitate LAN cu eficiență ridicată a utilizării unui monocanal, cost redus, simplitate a metodelor de management și capacitatea de a monitoriza performanța unui monocanal.

În cele mai multe configurații de difuzare și de serie (cu excepția inelului), fiecare segment de cablu trebuie să fie capabil să transmită semnale în ambele sensuri, ceea ce se realizează: în rețelele de comunicații semi-duplex, prin utilizarea unui singur cablu pentru a transmite alternativ în două direcții; în rețele duplex - folosind două cabluri unidirecționale; în sistemele de bandă largă - utilizarea diferitelor frecvențe purtătoare pentru transmiterea simultană a semnalelor în două direcții.

Rețelele globale și regionale, ca și cele locale, în principiu pot fi omogene (omogene), în care sunt utilizate calculatoare compatibile cu software, și eterogene (eterogene), inclusiv computere incompatibile cu software-ul. Cu toate acestea, ținând cont de lungimea sistemelor de alimentare cu apă caldă și de alimentare cu apă și număr mare computerele utilizate în ele, astfel de rețele sunt adesea eterogene.

Aceste modele determină interacțiunea computerelor în local retea de calculatoare. Într-o rețea peer-to-peer, toate computerele au drepturi egale între ele. În acest caz, toate informațiile din sistem sunt distribuite între computere separate. Orice utilizator poate permite sau interzice accesul la datele stocate pe computerul său.

Grupul de lucru este decizie independentă organizarea unei rețele de calculatoare pentru un număr mic de computere, care are o arhitectură peer-to-peer și procesul de autentificare în care are loc pe baza baza locala, stocate pe fiecare dintre computerele grupului de lucru

Într-o rețea peer-to-peer, un utilizator care lucrează pe orice computer are acces la resursele tuturor celorlalte computere din rețea. De exemplu, stând la un computer, puteți edita fișiere aflate pe alt computer, le puteți imprima pe o imprimantă conectată la o a treia și puteți rula programe pe o a patra.

Avantajele acestui model organizații LAN Aceasta include ușurința de implementare și economii de resurse materiale, deoarece nu este nevoie să achiziționați un server scump.

În ciuda ușurinței de implementare, acest model are o serie de dezavantaje:

• 1. Performanță scăzută cu un număr mare de computere conectate;
• 2. Lipsa unei baze informative unificate;
• 3. Absența sistem unificat securitatea informațiilor;
• 4. Dependența disponibilității informațiilor în sistem de starea computerului, i.e. Dacă computerul este oprit, atunci toate informațiile stocate pe acesta vor fi inaccesibile.

Active Directory

Active Directory permite administratorilor să gestioneze toate resursele declarate de la un singur loc de muncă: fișiere, dispozitive periferice, baze de date, conexiuni la servere, acces la Web, utilizatori, servicii.

În rețelele cu o implementare DNS care să accepte Active Directory, este foarte recomandat să utilizați zone de bază integrate în servicii de director, care oferă următoarele beneficii:

• 1. Actualizare principală a serverului și caracteristici avansate de securitate bazate pe capabilitățile Active Directory.
• 2. Replicarea și sincronizarea zonelor cu noi controlere de domeniu au loc automat de fiecare dată când un nou controler este adăugat la domeniul Active Directory.
• 3. Prin stocarea bazelor de date din zonele DNS în Active Directory, puteți eficientiza replicarea bazei de date în rețea.
• 4. Replicarea directorului este mai rapidă și mai eficientă decât replicarea DNS standard.

Deoarece replicarea Active Directory are loc la nivel de proprietate individuală, sunt propagate numai modificările necesare. Cu toate acestea, zonele integrate în serviciul de director folosesc și trimit mai puține date.

Avantajele acestui model includ:

• 1. Viteză mare de rețea;
• 2. Disponibilitatea unei baze de informații unificate;
• 3. Disponibilitatea unui sistem de securitate unificat.

Cu toate acestea, acest model are și dezavantaje. Principalul dezavantaj este că costul creării unei rețele client-server este semnificativ mai mare din cauza necesității de a achiziționa un server special. Un alt dezavantaj este prezența unei nevoi suplimentare de personal de service - un administrator de rețea.

Pentru această organizație, a fost aleasă o rețea locală pe baza unui model client-server. Serverul din această organizație va fi prezentat sub forma unui calculator din clasa nr.2, la care va avea acces doar personalul de conducere al internet cafe-ului. Serverul va fi plasat într-un dulap special pentru computer pentru protecție.