Det är svårt att föreställa sig att du aldrig har hört något om persondatornätverk. Du kanske till och med vet att det finns lokala och globala nätverk. De mest lärda bland er känner till ord som Ethernet och repeater. Vid presentation av materialet utgår vi dock från att du aldrig tidigare har arbetat i ett datornätverk. Följaktligen kommer du inte att behöva ha någon speciell kunskap, förutom, naturligtvis, den som du förvärvade från de första volymerna av vår serie böcker "Personal Computer - Steg för steg".

1.1. Varför är datorer anslutna till ett nätverk?

Om du bara har en persondator, inget modem och ingen lust att köpa en, kommer du aldrig att kunna uppleva fördelarna som ett datornätverk ger. Men om ditt kontor har flera datorer eller det finns ett behov av att överföra data till geografiskt avlägsna filialer, bör du knappast försumma nätverksteknik.

Låt oss försöka svara på frågan som ställs i avsnittets titel: varför är datorer anslutna?

Uppenbarligen för att kunna överföra data från en dator till andra. Men detta är en alltför allmän formulering. Det är ännu inte klart hur möjligheten att överföra data från en dator till en annan kan spara tid och pengar (särskilt med tanke på att nätverksarbete kräver extra kostnader för nätverkshårdvara och mjukvara).

Låt oss försöka bevisa att nätverksteknik sparar pengar, och mycket av det. För att göra detta kommer vi kort att överväga möjliga användningsområden för datornätverk.

I den här boken kommer vi att behandla lokala nätverk.

Lokala nätverk är nätverk som ansluter närliggande datorer (i samma rum, i en eller flera närliggande byggnader). I detta fall används dedikerade kommunikationslinjer som tillhör samma företag som datorerna för att ansluta datorer.

Som för globala nätverk, då finns det inga begränsningar på avståndet mellan datorer. Det finns globala nätverk som ansluter datorer till olika länder och på olika kontinenter. Naturligtvis kan inget litet eller medelstort företag (förutom ett telefonbolag) äga interkontinentala kommunikationslinjer. För att skapa globala nätverk måste du hyra telefon- eller satellitkommunikationslinjer.

För lokala nätverk kännetecknas av en hög hastighet för informationsöverföring mellan datorer, som når 10 eller till och med 100 Mbit per sekund. Dataöverföringshastigheten i globala nätverk är låg och vid användning av telefonlinjer kan den vara 2400-28800 bitar per sekund.

Tillämpningsområdena för lokala och globala nätverk är olika, men båda är betydande framsteg inom datorteknikområdet och förtjänar därför den största uppmärksamheten.

Utskrift av dokument

Alla kontor behöver skriva ut vissa dokument. Trots det utbredda införandet av den så kallade "papperslösa" tekniken har antalet utskrivna dokument inte bara minskat, utan även ökat.

Om du bryr dig om ditt företags prestige, bör alla dess interna och externa dokument skrivas ut i hög kvalitet laserskrivare.

För enkla dokument kan du använda en relativt billig skrivare som kostar några hundra dollar. I vissa fall behövs en färgskrivare. Om du ägnar dig åt publicering behöver du en dyr laserskrivare, vars kostnad kan uppgå till tusentals dollar.

Det är förstås ingen idé att köpa flera dyra laserskrivare, en för varje dator. Alla företag har inte råd med sådana kostnader. Därför köps vanligtvis bara en eller två skrivare.

Men hur ansluter man en skrivare till flera datorer samtidigt?

Det finns flera möjligheter.

För det första kan du köpa en speciell strömbrytare som ansluts på ena sidan till skrivaren och på den andra till flera datorer (Fig. 1.1).

Ris. 1.1. Ansluta en skrivare via en switch

Uppenbarligen är denna lösning endast lämplig i de enklaste fallen, när alla datorer finns i ett rum och en skrivare är installerad i samma rum. Om det finns många datorer samlas en kö av människor som vill använda skrivaren runt omkopplaren.

För det andra kan du bara ansluta skrivaren till en dator. Om en användare som inte har en skrivare behöver skriva ut något kan han skriva data till en diskett och i denna form ta den till skrivarens ägare.

Denna metod har många nackdelar. Till exempel kan mängden data vara för stor för att få plats på en diskett. En användare som har en skrivare ansluten till sin dator kommer sannolikt inte att bli glad över det faktum att företagets anställda ständigt kommer till honom och ber honom att skriva ut ett dokument på en värdefull laserskrivare.

Den tredje metoden förutsätter närvaron av ett nätverk av datorer (Fig. 1.2).

Ris. 1.2. Ansluta en skrivare till ett lokalt nätverk av datorer

Låt oss lämna de tekniska detaljerna för att ansluta datorer åt sidan för nu. På i detta skede det kommer att räcka för dig att veta att på ett lokalt nätverk ansluter datorer till varandra med hjälp av speciella nätverkskort, vanligtvis köps separat.

Nätverksprogramvara måste installeras på varje dator. Det ger dataöverföring i valfri riktning mellan alla datorer i nätverket.

Även om skrivaren bara är ansluten till en dator ger hårdvaran och nätverksmjukvaran varje användare tillgång till skrivaren. Skrivaren blir en nätverksresurs som är tillgänglig från vilken dator som helst.

Tillgång till en skrivare som är ansluten på detta sätt är mycket bekväm - proceduren för att skriva ut på en nätverksskrivare skiljer sig praktiskt taget inte från proceduren för utskrift på en lokal skrivare (den lokala skrivaren är ansluten direkt till datorn).

Fördelarna med att använda ett nätverk för att dela en dyr skrivare är mest uppenbara när datorerna är utspridda över flera rum eller våningar i en byggnad. Istället för att köpa flera skrivare (en per dator eller per rum) kan du klara dig med bara en delad skrivare och praktiskt taget ingen minskning av arbetsproduktiviteten. När det gäller de besparingar som uppnås genom att minska antalet laserskrivare kan du själv bestämma effekten.

Databas

Trots det välkända uttalandet att datorer främst används som mycket bra och dyra skrivmaskiner, finns det andra, lika användbara applikationer för denna enhet.

Den mest kända av dem är databaser. Vi kommer inte att förklara för dig vad det är, åtminstone inte i den här boken. Naturligtvis vet du att databaser är designade för att mata in, lagra och hämta en mängd olika information.

I de enklaste fallen finns hela databasen i form av en eller flera filer på disken på en dator. En person ansvarar för att mata in uppgifter och begära nödvändig information.

Men oftare än inte kan en person inte hantera databasen. Föreställ dig en medelstor banks databas eller ett flygbolags databas som innehåller information om tillgängliga platser och sålda biljetter.

I det här fallet är flera personer (eller till och med flera dussin eller hundratals personer) involverade i datainmatning och bearbetning. Hur skapar man ett liknande system utformat för kollektiv åtkomst till en databas?

Det finns två tillvägagångssätt.

Det första tillvägagångssättet går tillbaka till den tid då datorer ockuperade separata rum, och dussintals specialister från olika områden var involverade i service av en dator. Det består av att organisera användarnas arbete med en dator i ett tidsdelningsläge.

Tidigare var en dator för dyr för endast en person att använda. Flera terminaler bestående av en videomonitor och ett tangentbord kopplades till datorn. Speciellt utformade multitasking och multi-användaroperativsystem som UNIX, MVS och VMS gjorde det möjligt att dela värdefulla datorresurser mellan många användare, som var och en löste sitt eget problem.

Om du placerar databasfiler på diskarna på en sådan dator kan många användare arbeta med dem samtidigt. Därmed löses uppgiften att organisera kollektiv tillgång ganska enkelt.

Det andra tillvägagångssättet är baserat på användningen av lokala nätverk.

I detta fall är en av datorerna tilldelad för att driva datahanteringssystemet (DBMS). Det kallas en databasserver. De återstående datorerna som är anslutna till nätverket kallas arbetsstationer (Fig. 1.3). Som namnet antyder är arbetsstationer designade för användare.

Ris. 1.3. DBMS på lokalt nätverk

Arbetsstationer fungerar som intelligenta terminaler som skickar frågor till databasen, som fysiskt finns på DBMS-serverns disk. DBMS-servern bearbetar frågor och skickar resultatet av deras körning till arbetsstationer.

Observera att även om datorn som spelar rollen som en DBMS-server har en videomonitor och ett tangentbord i sin konfiguration, används dessa enheter inte i normal drift. DBMS-serverdatorn interagerar med användardatorer (och följaktligen med användare) via nätverket och endast via nätverket.

Varför är detta tillvägagångssätt bättre än det första?

Eftersom en persondator fungerar som en terminal kan användaren utföra ytterligare databehandling lokalt utan att ladda DBMS-serverns resurser. Detta kan avsevärt förbättra systemets prestanda, särskilt med ett stort antal användare.

Om Windows används som arbetsstationsoperativsystem kan alla användare formatera resultaten av en databasfråga i formatet ordbehandlare Microsoft Word för Windows eller kalkylblad Microsoft excel. Det resulterande dokumentet kan sedan formateras och skrivas ut på en laserskrivare (nätverk, förstås!). Detta är omöjligt om allt användaren har till sitt förfogande är en alfanumerisk videomonitor med en grön bild och ett tangentbord.

Nätverket alltså personliga datorer gör att du kan skapa en databas med kollektiv åtkomst på kontoret. Det är svårt att föreställa sig hur detta kan göras om man bara har ett fåtal datorer som inte är anslutna till varandra på något sätt.

Fildelning

Trots den snabba nedgången i värde diskenheter, du kan aldrig ha för mycket minne. Om flera användare behöver åtkomst till samma stora filer är det ingen idé att kopiera dem till varje arbetsstations disk. Ja, detta är inte alltid möjligt.

På ett lokalt nätverk kan du allokera en eller flera datorer för så kallade filservrar (bild 1.4). Filserverdiskar har vanligtvis stor kapacitet(hundratals MB eller till och med tiotals GB). Samtidigt är de tillgängliga för arbetsstationsanvändare på samma sätt som deras lokala diskar.

Ris. 1.4. Filserver på lokalt nätverk

Om du placerar filer på filserverns disk kommer alla nätverksanvändare (eller bara några av dem efter val av nätverksadministratör) att ha tillgång till dessa filer.

Utåt sett kommer det att se ut som om en eller flera nya diskar kommer att dyka upp på varje arbetsstation. Dessa diskar kommer att vara nästan omöjliga att skilja i sitt "beteende" från de lokala arbetsstationsdiskarna, men de kommer att finnas på filservern (som kanske finns i ett annat rum eller till och med i en annan byggnad).

Som minnesenhet kan du ansluta en CD-läsare eller en magneto-optisk skiva med dataomskrivning till filservern.

Kostnaden för en CD-läsare är låg, så den installeras vanligtvis på varje arbetsstation. Nätverket låter dig dock organisera delad åtkomst och spara flera hundra dollar.

Samtidigt är kostnaden för en magneto-optisk inspelningsenhet eller en magnetisk skiva med en kapacitet på flera GB för hög för att utrusta alla arbetsstationer med dessa "leksaker". Därför, om du behöver organisera lagring och kollektiv användning av en betydande mängd data, kommer ett lokalt nätverk av datorer att vara en mycket bra lösning.

Du kan tänka på en filserver som helt enkelt en delad diskenhet, och i de flesta fall kommer detta inte att vara långt ifrån sanningen.

En av de mycket användbara användningsområdena för en filserver är att dela filer mellan olika användare. Om det inte finns något nätverk utförs utbyte med hjälp av disketter. Ett annat alternativ är att ansluta två datorer via en seriell port, men det här alternativet är långsamt och har andra uppenbara nackdelar.

Föreställ dig nu att du behöver kopiera en 100 MB fil från din disk till diskarna på andra datorer. Du kan själv räkna ut hur många disketter och tid detta kommer att kräva.

Om alla användare har tillgång till en delad diskenhet behöver du bara kopiera filen till den enheten en gång. Då kommer alla andra användare att kunna komma åt antingen filen du spelade in på filserverns disk, eller så kommer de att kunna kopiera den här filen till sin lokala disk.

Meddelanden och mail

Medan de arbetar utbyter anställda ofta olika information, inklusive meddelanden. Under dagarna före datornätverk kunde du använda två metoder för att överföra meddelanden.

Den första metoden är att du själv hittar den person du behöver och förmedlar till honom i ord allt du behöver. Beroende på hur lätt det är att fånga en person på jobbet kan processen för att överföra ett meddelande ta några minuter eller flera dagar.

Den andra metoden innebär att man använder en telefon eller intercom. Om medarbetaren är på plats ger du honom ett meddelande. Om inte, ...men vet du allt detta mycket väl själv.

Det lokala nätverket låter dig organisera överföringen av textmeddelanden mellan användare av arbetsstationer. Allt du behöver göra för att skicka ett meddelande är att välja en användare från listan, skriva meddelandetexten och klicka på den universella "OK"-knappen i motsvarande dialogpanel. Om mottagarens arbetsstation är påslagen visas meddelandetexten på skärmen tillsammans med en ljudsignal. Naturligtvis, om den anställde inte är där, kommer alla dina ansträngningar att vara förgäves.

De tjänster som tillhandahålls av så kallad e-post är mer bekväma.

Du vet mycket väl hur vanlig post fungerar. Du måste skriva ett brev, försegla det i ett kuvert, skriva adressen (liksom returadressen) och lägga kuvertet i Brevlåda. Allt beror vidare på effektiviteten hos postanställda.

E-post fungerar på liknande sätt. Du komponerar brevets text och skriver den till en fil. Starta sedan ett speciellt e-postprogram, ange mottagarens adress och namnet på filen som innehåller det förberedda brevet.

E-postprogrammet sänder brevet över nätverket till mottagaren (naturligtvis måste du ange en speciell "elektronisk" adress för mottagaren, till exempel namnet på en dator i det lokala nätverket eller en unik användaridentifierare).

En av nätverksdatorerna fungerar som en e-postserver. Den tar emot brev, lägger dem i mottagaranvändarnas brevlådor, levererar dessa brev till mottagaren "i hand" på särskild begäran och distribuerar även post till andra nätverk.

Utan att gå in på tekniska detaljer om organisationen ännu E-post, observera att det låter dig överföra en fil till mottagaren, även om denne är på semester och kopplar av till sjöss. När mottagaren går till jobbet och slår på sin dator får han ett meddelande om att post har kommit i hans namn och kan hämtas.

Eftersom enskilda datorer och lokala nätverk av datorer enkelt kan anslutas via telefonlinjer, kan du skicka e-post var som helst i världen.

Du kan också organisera kollektivt arbete med ett faxmodem, när vilken nätverksanvändare som helst kan skicka fax över en telefonlinje. Även om själva faxmodemet är billigt, är det ingen idé att utrusta varje dator med en sådan, eftersom antalet lediga telefonlinjer i ditt företag kan vara litet.

Ett nätverksfaxmodem är tillgängligt från vilken arbetsstation som helst, vilket ger användarna illusionen av att ha ett personligt faxmodem.

Videokonferenser

Relativt nyligen har ett nytt område för användning av lokala nätverk dykt upp och utvecklas snabbt - videokonferenser.

För att organisera en videokonferens är varje dator utrustad med en videokamera och en ljudadapter. Särskild programvara tillhandahåller bild- och ljudöverföring mellan arbetsstationer.

Datorvideokonferenser gör det lättare att hålla möten, men än så länge är det här nöjet inte billigt.

1.2. Hur man ansluter en dator till ett nätverk

Nu vet du vad det ger att ansluta datorer till ett nätverk. Men det finns ytterligare två viktiga frågor: hur man genomför en sådan sammanslagning och hur mycket kommer det att kosta?

Eftersom den första delen av boken är avsedd för användare går vi inte in på tekniska detaljer nu, utan kommer bara att beskriva de grundläggande principerna. Den mer djupgående informationen i del 2 är avsedd för teknisk personal och nätverksadministratörer.

Metoderna för enande beror på vilken typ av nätverk som skapas - lokalt eller globalt.

Det lokala nätverket

Att ansluta en dator (arbetsstation eller server) till ett lokalt nätverk görs med hjälp av en speciell nätverksadapter. En nätverksadapter köps vanligtvis separat, även om vissa datorer har inbyggda nätverkskort.

Det finns otaliga modeller av nätverksadaptrar som produceras av dussintals företag. I den andra delen av vår bok kommer vi att ge specifika rekommendationer för att välja en nätverksadapter. För närvarande kommer vi bara att notera att alla nätverksadaptrar kan delas in i två grupper enligt den topologi som de är avsedda för.

Det enklaste lokala nätverket kan ha en buss (Fig. 1.5) eller stjärna (Fig. 1.6) topologi.

Ris. 1.5. Busstopologi

Busstopologin innebär användning av en kabel upp till flera hundra meter lång, till vilken nätverksadaptrar för arbetsstationer är anslutna. Den uppenbara nackdelen med denna lösning är att om kabeln går sönder går hela nätverket ner.

Ris. 1.5. Stjärntopologi

En stjärntopologi innebär att man kopplar varje dator med sin egen kabel till en splitter, som är utformad som en separat enhet och utrustad med en egen strömförsörjning.

Om en av kablarna är trasig kommer det inte att påverka driften av hela nätverket. Skadan från skadan kommer i alla fall att vara mindre än i fallet med en busstopologi.

Mer komplexa nätverkstopologialternativ är också möjliga. Till exempel kan ett nätverk bestå av flera segment med en busstopologi och flera stjärngrenar.

Lokala nätverk kan delas in i två grupper baserat på vilken typ av nätverksprogram som används.

Den första gruppen är nätverk med dedikerade filservrar.

I sådana nätverk kör en eller flera datorer ett speciellt nätverksoperativsystem, som Novell NetWare eller IBM Lan Manager. En av huvuduppgifterna för ett nätverksoperativsystem är att göra nätverksresurser tillgängliga för användare, främst serverdiskenheter och nätverksskrivare.

I denna grupp av nätverk interagerar användare med filservern, men inte med varandra. De kan till exempel skriva en fil till en filserverdisk, läsa en fil skriven av en annan användare eller skriva ut något på en nätverksskrivare. Och även om det är teoretiskt möjligt att överföra data direkt mellan arbetsstationer (förbi filservern), är det i praktiken omöjligt att arbeta i detta läge.

Den andra gruppen är peer-to-peer-nätverk.

I peer-to-peer-nätverk finns det inga datorer specifikt dedikerade till att fungera som en filserver eller skrivarserver. En användare av vilken arbetsstation som helst kan enkelt förvandla sin dator till en server som ger åtkomst till dess resurser för andra användare. Ett exempel skulle vara nätverket Microsoft Windows för arbetsgrupper, som vi kommer att ägna mycket uppmärksamhet åt i vår bok.

Peer-to-peer-nätverk är praktiskt i fall där användare intensivt utbyter data under arbetet. Datautbyte ska dock inte förstås som bara filutbyte.

Användaren kan skriva vilket objekt som helst till det lokala Urklippsklippbordet och sedan göra detta objekt tillgängligt för alla nätverksanvändare. Detta är mycket bekvämt, eftersom du nu inte behöver spara objektet i en fil, överföra filen över nätverket och importera den till de dokument där du behöver infoga den här bilden.

Således tillåter ett peer-to-peer lokalt nätverk användare att organisera gemensamt arbete på ett projekt, vilket ger möjligheten att direkt överföra data i vilket som helst av Urklippsformaten.

Allt detta kan tyckas vara svårt att förstå till en början. Lyckligtvis finns det inget behov för användaren att känna till nätverkets topologiska detaljer, eftersom nätverksmjukvaran hanterar dataöverföringar över nätverket i vilken riktning som helst och automatiskt tar hänsyn till de fysiska implementeringsdetaljerna för systemet.

Det räcker för användaren att veta om hans dator är ansluten till nätverket, vilka nätverksresurser som är tillgängliga för honom (fil och e-postservrar, DBMS-servrar, nätverksskrivare, etc.) och hur man använder dem. Du bör fråga din nätverksadministratör eller den anställde som ansvarar för systemets prestanda om detta. Varje företag har minst en sådan person, så de kommer definitivt att hjälpa dig. Vi kommer i sin tur att berätta vilka frågor du ska ställa. nätverksadministratör, och vilka som inte är det.

När det gäller kostnaden för nätverksadaptern är den låg. Beroende på tillverkare, modell och prestanda kan kostnaden variera från 20 till 200 dollar. Som regel väljs billiga nätverksadaptrar med genomsnittlig prestanda för arbetsstationer, och höghastighets- och följaktligen dyrare modeller väljs för filservrar och DBMS-servrar. Kostnaderna för nätverksutrustning är i alla fall inte alltför betungande. Speciellt när du tänker på de möjligheter som kommer att finnas tillgängliga för dig efter att du har skapat ett nätverk.

Globalt nätverk

Har du någonsin rest till andra sidan stan bara för att kopiera en fil som är flera tiotals kilobyte stor? Om du ständigt utför denna procedur är det dags att tänka på att köpa ett modem och ansluta till ett av de globala nätverken av datorer.

Modem kan vara interna eller externa.

De första ser ut som en vanlig adapter och sätts in i datorfodralet. Många modeller av bärbara datorer har inbyggda modem som dessutom kan ta emot och sända fax.

Moderna externa modem kan också fungera med fax. De är monterade i en separat liten låda med inbyggd strömförsörjning och ansluts till den asynkrona seriella adapterporten med en speciell kabel.

Kostnaden för ett modem sträcker sig från ett och ett halvt hundra dollar till flera tusen dollar, men i de flesta fall kommer du att nöja dig med billiga modeller som ger dataöverföringshastigheter på cirka 28 800 bitar per sekund och använder moderna dataöverföringsprotokoll. Sådana modem kostar från 250 till 500 dollar.

Så för att fysiskt ansluta din dator till det globala nätverket behöver du bara köpa ett modem och ansluta det till en vanlig telefonlinje. Men var och hur ringer man?

Det finns många globala nätverk i världen, bland vilka de mest kända är Internet, Compuserve, Sprint, Relcom, FIDONET och många andra. Vissa av dessa nätverk täcker endast vissa länder eller regioner, medan andra är spridda över hela världen. Men nästan alla nätverk är anslutna till varandra, så om du till exempel känner till vår adress på GLASNET-nätverket kan du skicka ett brev till oss från vilket annat nätverk som helst.

Om vi ​​betraktar topologin för ett globalt nätverk kan vi anta att det har formen av en komplex graf, vars noder innehåller datorer.

Det finns datorer på det globala nätverket som är speciellt utsedda att fungera som e-postservrar. Sådana datorer är anslutna till flera telefonlinjer (eller liknande kanaler) samtidigt, för vilka flera modem används.

Slutanvändare ansluter sina datorer till det globala nätverket, som vi redan har sagt, även med modem (Fig. 1.6).

Ris. 1.6. Globalt nätverk av datorer

Nu om var du ska ringa.

Först måste du välja det globala nätverk som du vill ansluta till och ringa ett samtal med ett vanligt telefonapparat till representationskontoret för det företag som är involverat i service av motsvarande nätverk (telefonnummer är kända från reklam; eftersom de ständigt förändras kommer vi inte att lista dem).

Olika kriterier kan användas för att välja ett nätverk.

Du bör veta att globala nätverk kan vara betalda eller gratis. De förra ger en hög servicenivå och garanterar snabb leverans av korrespondens, medan fördelarna med den senare är begränsade, som regel, till frånvaron av behovet av att betala pengar.

Du måste välja det mest lämpliga alternativet för dig själv. Du ska inte tro att det är väldigt dyrt att ansluta till alla betalda nätverk. I Ryssland, till exempel, är nästan alla kommersiella företag anslutna till Relcom-nätverket, även om det finns andra betalda nätverk som tillhandahåller samma servicenivå för en lägre avgift.

Om du inte har råd med betald e-post, försök att ansluta till det kostnadsfria FIDONET-nätverket. För att göra detta måste du ringa med ett modem till valfri elektronisk anslagstavla (BBS) och kontakta systemoperatören. Motsvarande regler kan laddas ner som textfiler från samma BBS.

BBS-systemoperatören kan ansluta dig till sin FIDONET globala nätverksnod eller rekommendera en annan nod.

När det gäller specifika telefoner kan vi rekommendera att du vänder dig till reklam igen. Några av de mest kända hård- och mjukvaruföretagen har sina egna anslagstavlor som används för underhåll eller reklam. Sådana företags reklammaterial anger telefonnumret till den elektroniska anslagstavlan. Du måste ringa den här telefonen med ett modem och ett speciellt terminalprogram.

Integration av lokala och globala nätverk

Det finns programvara som kan integrera lokala och breda nätverk. I det här fallet är en av datorerna på det lokala nätverket ansluten via en telefonrouter (som innehåller flera modem) till det globala nätverket.

Alla användare av ett sådant nätverk kan arbeta med det globala nätverket genom att komma åt modem installerade på telefonroutern. Det finns alltså inget behov av att ansluta varje arbetsstation via ett modem till en separat telefonlinje.

1.3. Begränsa åtkomst till nätverksresurser

Nu vet du att ett lokalt nätverk tillhandahåller olika resurser för delad användning, såsom nätverksskrivare, diskminne anslutet till filservrar, e-postservrar och så vidare.

När det bara finns ett fåtal användare på ett nätverk har de ofta alla lika tillgång till nätverksresurser. Till exempel kan alla användare skriva ut till en nätverksskrivare, skicka ett fax eller skriva data till diskarna på en filserver.

I stora företag kan dock flera grupper av användare med olika "intressen" verka på nätet. I det här fallet kan administrationen vilja begränsa åtkomsten för vissa användare (eller grupper av användare) till vissa resurser. Dessutom kan det finnas på skivorna på en filserver eller DBMS-server konfidentiell information, som inte borde vara tillgänglig för alla.

Nätverksoperativsystem har sina egna medel för åtkomstkontroll, mer eller mindre kraftfulla.

Peer-to-peer-operativsystem, som Microsoft Windows for Workgroups, innehåller bara de enklaste verktygen. Användaren kan tillåta eller förbjuda andra användare att komma åt deras lokal disk eller skrivare, ge läs- och skrivåtkomst mot uppvisande av ett lösenord (olika lösenord kan användas för att tillåta läs- och skrivåtkomst).

I de flesta fall, med ett litet antal användare, är sådana enkla medel för åtkomstkontroll tillräckliga. Om det finns ökade krav på dataskydd bör ett mer komplext nätverksoperativsystem, som Novell NetWare version 3.12, användas för filservern.

I det senare fallet kan nätverksadministratören organisera åtkomstkontroll till filserverdiskarna på katalog- och filnivå. Låt oss prata om detta mer i detalj.

Alla användare förenas av administratören i grupper, och vilken användare som helst kan vara medlem i flera grupper (eller kanske inte vara medlem i någon av dem).

För varje grupp anger nätverksadministratören åtkomsträttigheter till kataloger och filer. En grupp kan tilldelas individuella rättigheter att läsa, se innehållet i kataloger, skriva, ta bort och rätt att ändra rättigheter för andra grupper och användare.

Om en användargrupp har några rättigheter att komma åt filer och kataloger, har alla användare i den gruppen också dessa rättigheter. Nätverksadministratören kan dock tilldela vissa användare individuella rättigheter som är större eller mindre än rättigheterna för den grupp som användaren tillhör.

Det är anmärkningsvärt att om en Novell NetWare-användare inte har rättigheter att se innehållet i en katalog, kommer han under inga omständigheter att se vilka kataloger och filer som finns i de "förbjudna" katalogerna för honom. Principen här är att det du inte vet inte kommer att skada dig. Därför, om användaren inte har några rättigheter i katalogen, kommer han helt enkelt inte att veta att en sådan katalog finns på filserverns diskar (ett bekvämt sätt att dölja GAMES-katalogen från hanteringen, eller hur?).

På samma sätt kan du organisera åtkomst till en nätverksskrivare.

När det gäller att begränsa åtkomsten till information som lagras i DBMS, är det bäst att använda verktyg som är speciellt utformade för detta ändamål som ingår i DBMS.

Observera att användare vanligtvis inte "ser" diskarna på DBMS-servern på samma sätt som de ser diskarna på filservern. Och därför kan de inte kopiera datafiler till sina lokala enheter med den hemliga tanken att läsa information som är förbjuden för dem. Data nås med hjälp av speciella förfrågningar till DBMS-servern, och DBMS-servern bestämmer själv vilken data som kan skickas till en specifik användare och vilken som inte kan.

I den kort överblick Vi har bara berört huvudpunkterna för skyddsutrustning. Mer detaljerad information kommer ännu.

Lokalt nätverk (LAN) är ett komplex av utrustning och programvara, tillhandahållande av överföring, lagring och behandling av information.

Syftet med lokala nätverk

Syftet med ett lokalt nätverk är att ge delad tillgång till data, program och utrustning. Ett team av personer som arbetar med ett projekt har möjlighet att arbeta med samma data och program inte i tur och ordning utan samtidigt. Lokalt nätverk ger möjlighet delning Utrustning. Det bästa alternativet är att skapa ett lokalt nätverk med en skrivare för varje avdelning eller flera avdelningar. En nätverksfilserver tillåter delad åtkomst till program och data.

Det lokala nätverket har också en administrativ funktion. Att övervaka projektens framsteg online är lättare än att hantera flera offlinedatorer.

Det lokala nätverket (LAN) inkluderar följande utrustning:

• Aktiv utrustning – switchar, routrar, mediakonvektorer
• Passiv utrustning - kablar, monteringsskåp, kabelkanaler, patchpaneler, informationsuttag
• Dator och kringutrustning – servrar, arbetsstationer, skrivare, skannrar.

Beroende på kraven för det designade nätverket kan utrustningen som används under installationen variera.

Grundläggande egenskaper hos ett lokalt nätverk

För närvarande, i olika länder i världen, har olika typer av LAN med olika storlekar, topologi, operativa algoritmer, arkitektonisk och strukturell organisation skapats och är i drift. Oavsett typ av nätverk är de föremål för allmänna krav:

• Hastighet - viktigaste egenskapen lokalt nätverk
• Anpassningsförmåga - förmågan hos ett lokalt nätverk att utöka och installera arbetsstationer där det behövs
• Tillförlitlighet är egenskapen hos ett lokalt nätverk för att upprätthålla full eller partiell funktionalitet, oavsett fel på vissa noder eller slututrustning.

Lokal nätverkstopologi

Topologin (layout, konfiguration, struktur) för ett datornätverk hänvisar vanligtvis till den fysiska placeringen av datorer på nätverket i förhållande till varandra och hur de är sammankopplade med kommunikationslinjer. Det är viktigt att notera att begreppet topologi främst hänvisar till lokala nätverk, där strukturen av anslutningar lätt kan spåras. I globala nätverk är strukturen av anslutningar vanligtvis dold för användare och är inte särskilt viktig, eftersom varje kommunikationssession kan utföras längs sin egen väg.

Topologin bestämmer kraven på utrustning, vilken typ av kabel som används, de tillåtna och mest bekväma metoderna för att hantera utbytet, driftsäkerheten och möjligheter till nätverksexpansion. Och även om en nätverksanvändare sällan behöver välja en topologi, är det nödvändigt att känna till funktionerna i huvudtopologierna, deras fördelar och nackdelar.

Det finns tre grundläggande nätverkstopologier:

• Buss (buss) - alla datorer är parallellkopplade till en kommunikationslinje. Information från varje dator överförs samtidigt till alla andra datorer

Stjärna (stjärna) - finns i två huvudtyper:

• Aktiv stjärna (true star) - en central dator är ansluten till andra perifera datorer, var och en av dem med en separat kommunikationslinje. Information från en kringutrustning överförs endast till den centrala datorn, från den centrala - till en eller flera kringutrustning
• En passiv stjärna som bara ser ut som en stjärna (Fig. 2). För närvarande är den mycket mer utbredd än en aktiv stjärna. Det räcker med att säga att det används i de mest populära idag Ethernet-nätverk

I mitten av ett nätverk med denna topologi finns det inte en dator, utan en speciell enhet - en switch eller, som det också kallas, en switch (Vad är en Switch?), som återställer inkommande signaler och skickar dem direkt till mottagaren.

Ring - datorer kombineras sekventiellt till en ring.

Överföringen av information i ringen sker alltid endast i en riktning. Varje dator överför information endast till en dator nästa i kedjan bakom den, och tar endast emot information från den föregående datorn i kedjan.

I praktiken används ofta andra lokala nätverkstopologier, men de flesta nätverk är fokuserade på tre grundläggande topologier.

Lokalt nätverk (LAN, lokalt nätverk / lokalt nätverk, LAN) - ett datornätverk som tillhandahåller dataöverföring till korta avstånd med en hastighet på som regel minst 1 Mbit/s. Karakteristiska egenskaper LAN är:

1. Territoriell täckning - från flera tiotals meter till flera kilometer.

2. Ansluter vanligtvis persondatorer och annan elektronisk kontorsutrustning, vilket gör att användare kan utbyta information och effektivt dela delade resurser som skrivare, modem och lagringsenheter.

3. Gränssnitt - seriell.

4. Det finns ingen ADF, eftersom signalerna sänds i "naturlig" digital form.

5. En ganska enkel enhet används som en enhet för att koppla ihop datorn med överföringsmediet - en nätverksadapter.

6. Enkla typiska topologier: "gemensam buss", "ring", "stjärna".

7. Det finns ingen routing (lager 3 i OSI-modellen).

8. Hög hastighet dataöverföringen är vanligtvis mer än 1 Mbit/s.

9. Relativt låga kostnader för att bygga ett nätverk.

De listade funktionerna bestämmer de viktigaste fördelarna

LAN, bestående av enkelheten hos nätverksutrustning och organisation kabelsystem och, som ett resultat, enkelheten att använda för nätverket.

I allmänhet inkluderar ett LAN:

Många datorer, vanligtvis persondatorer (PC), som kallas arbetsstationer;

Nätverkskort, som är Elektrisk bräda för att para ihop en PC med kommunikationsmedel;

Överföringsmediet (stommen), som är en uppsättning kommunikationsmedel (kommunikationsnätverk, kommunikationsnätverk), som förenar alla datorer till en enda datornätverk kabelsystem eller radiokommunikation.

Nätverksadaptrar (NA) (kort, kort) är utformade för att koppla ihop en PC med kommunikationsmedel, med hänsyn till reglerna för informationsutbyte som accepteras i ett givet nätverk.

Listan över funktioner som tilldelats CA beror på specifikt nätverk och i allmänhet kan de delas in i två grupper:

1) trunk (kanal) funktioner som säkerställer parning av adaptern med en PC och nätverkets stamnät;

2) nätverksfunktioner som säkerställer dataöverföring i nätverket och implementerar utbytesprotokollet som antagits i nätverket.

SA:s huvudfunktioner inkluderar:

1) elektrisk buffring av motorvägssignaler;

2) igenkänning (dekryptering) av sin egen adress på motorvägen;

3) bearbetning av utbytesstrober på motorväg och generering av interna styrsignaler.

CA-nätverksfunktioner inkluderar:

1) galvanisk isolering PC och kommunikation (ej tillgängligt vid fiberoptik och trådlös kommunikation);

2) konvertering av signalnivåer vid sändning och mottagning av data;

3) kodning av signaler under sändning och avkodning under mottagning (frånvarande när NRZ-koden används);

4) igenkänning av din ram vid mottagning;

5) kodkonvertering: parallell till seriell vid sändning och seriell till parallell vid mottagning;

6) buffring av sänd och mottagen data i buffertminnet hos SA:n;

7) genomföra förlikning av utbyten över nätverket (övervaka nätverkets tillstånd, lösa konflikter, etc.);

8) beräkning av ramkontrollsumman under sändning och mottagning.

De fyra första funktionerna implementeras alltid i hårdvara, resten kan implementeras i mjukvara, vilket naturligtvis minskar utbyteshastigheten.

Följande topologier används mest i LAN.

1. "Buss" (buss) - är en kabel som kallas en trunk eller ett segment till vilken alla datorer i nätverket är anslutna (fig. 72).

En ram som sänds från vilken dator som helst distribueras längs bussen i båda riktningarna och går in i buffertarna i nätverksadaptrarna för alla datorer i nätverket. Men bara den dator som den är adresserad till denna ram, lagrar den i en buffert för vidare bearbetning. Observera att endast en dator kan sända åt gången.

Följande faktorer påverkar nätverkets prestanda (dataöverföringshastighet):

Antal datorer i nätverket och deras tekniska specifikationer;

Intensitet (frekvens) för dataöverföring;

Typer av arbetare nätverksapplikationer;

Typ nätverkskabel;

Avståndet mellan datorer i nätverket.

För att förhindra reflektion elektriska signaler Terminatorer är installerade i varje ände av kabeln för att absorbera reflekterade signaler.

Om nätverkets integritet kränks (kabelbrott eller frånkoppling), såväl som i frånvaro av terminatorer, "faller" nätverket och slutar fungera.

2. "Stjärna" (stjärna), där alla datorer är anslutna till en central komponent - ett nav (fig. 73).

Den överförda ramen kan vara tillgänglig för alla datorer i nätverket, som i "bus"-topologin, eller, i fallet med en smart hub som arbetar på lager 2 av OSI-modellen, kan den skickas till en specifik dator i enlighet med destinationsadressen.

De största nackdelarna med denna topologi är:

Betydande kabelförbrukning för geografiskt stora nät;

Låg tillförlitlighet (flaskhals - nav).

3. "Ring" (ring). Signaler sänds längs ringen i en riktning och passerar genom varje dator (fig. 74). Till skillnad från en passiv busstopologi fungerar varje dator som en repeater, skriver ramar till nätverksadapterns buffert och skickar dem sedan vidare till nästa dator.

Ris. 73

Beroende på metoden för signalöverföring finns det:

Ris. 74

1) passiva topologier, där datorer bara "lyssnar" på data som överförs över nätverket, men inte flyttar den från avsändaren till mottagaren, så att en av datorernas fel inte påverkar driften av de andra;

2) aktiva topologier där datorer regenererar signaler och sänder dem över nätverket.

3.2 LAN-arkitekturer

Följande LAN-arkitekturer särskiljs:

Peer-to-peer-nätverk;

Klient-server-nätverk;

Kombinerade nätverk där båda typerna kan verka operativsystem(peer-to-peer och serverbaserat).

Peer-to-peer-nätverk är nätverk med likvärdiga datorer som kan använda varandras resurser.

Vissa peer-to-peer-nätverk låter dig använda datorer både som en arbetsstation inom nätverket och som en dedikerad eller icke-dedikerad server.

En peer-to-peer-nätverksarkitektur är motiverad om:

Antalet användare överstiger inte 10;

Användarna är placerade kompakt;

Dataskyddsfrågor är inte kritiska;

Det finns ett behov av att öka produktiviteten och effektiviteten i kontorsverksamheten genom att dela filer och kringutrustning.

Fördelar:

Måttlig kostnad;

Lätt att bygga och använda (inget behov av nätverksadministration).

Brister:

Den lilla storleken på nätverket, vanligtvis förenar inte mer än 10 användare (datorer), bildar arbetsgrupp;

Det är svårt att säkerställa ett korrekt skydd av information när stor storlek nätverk.

Exempel på peer-to-peer-nätverksoperativsystem är LANtastic (från Artisoft), NetWare Lite (Novell). Stöd för peer-to-peer-nätverk är också inbyggt i Windows operativsystem (Windows NT Workstation, Windows 95, etc.) från Microsoft.

Klient-server-nätverk innehåller:

Servrar - kraftfulla datoreräga resurser som delas mellan nätverksanvändare och hantera klienters åtkomst till dem;

Klienter är mindre kraftfulla datorer i nätverket som äger odelade resurser och har tillgång till serverresurser.

En klient-server nätverksarkitektur är motiverad om:

Nätverket planerar att arbeta med en enda nätverksresurs, till exempel samtidigt arbete av flera användare med en gemensam databas placerad på en server;

Det är tillrådligt att koncentrera alla delade nätverksresurser (t.ex. nätverksskrivare) på ett ställe och ingen kommunikation mellan arbetsstationer krävs.

Fördelar:

Hög prestanda genom att dela nätverksresurser;

Möjlighet att organisera effektivt dataskydd;

Effektiv organisation Reserv exemplar data;

Möjlighet att stödja hundratals och tusentals användare online;

Goda möjligheter till expansion.

Brister:

De kräver konstant kvalificerad administration.

LAN-server är en dedikerad dator som ger andra datorer i nätverket tillgång till delad nätverksresurser. Ett program som svarar på och utför lämpliga förfrågningar kallas en tjänst.

Servrarna är indelade i:

Filservrar;

Applikationsservrar.

Filservern ger åtkomst till det delade diskutrymmet där allmänt tillgängliga filer lagras och bestämmer i princip LAN:ets kapacitet.

Applikationsservrar är förlängningsverktyg LAN-möjligheter och inkluderar: databasserver, skrivarserver, backupserver, faxserver, etc.

3.3 LAN-organisation med flera segment

Den största nackdelen med ett LAN är närvaron av begränsningar för kabelnätets totala längd, som är flera hundra meter.

Så för Ethemet-standarden är längden på segmentet (avståndet från en extremstation till den andra) inte mer än 500 meter - för en elektrisk kabel.

Det maximala avståndet mellan de två mest avlägsen vän från varandra (extrema) stationer kallas nätverkets diameter.

Det enklaste sättet att öka nätverksdiametern och antalet datorer är en LAN-organisation med flera segment som använder:

Flera nätverkskort i en filserver;

Repeaters;

Koncentratorer.

En av de första och mest enkla lösningar syftar till att öka storleken på det lokala nätverket - användningen av flera nätverksadaptrar (fig. 75), vilket gjorde det möjligt att öka nätverksdiametern nästan dubbelt jämfört med ett ensegments LAN.

Ris. 75

Till exempel kan Ethemet-nätverket ha upp till 5 segment, var och en med ett separat kabelsystem.

Värdighet:

Enkel implementering och låg kostnad.

Brister:

Behovet av att använda en extra nätverksadapter (NA) för varje segment;

Enormt tryck till servern och, som en konsekvens, omöjligheten att bygga stora (med ett stort antal arbetsstationer) nätverk.

Repeater (enklast) nätverksenhet för att bygga flersegments-LAN, förstärka signalen som tas emot från ett segment och sända den till ett annat segment (fig. 76).

Ris. 76

En repeater tar signaler från ett kabelsegment och upprepar dem bit för bit synkront i ett annat segment, vilket förbättrar formen och kraften hos pulserna och synkroniserar pulserna.

Repeatern förenar absolut identiska nätverk och fungerar på den lägsta - fysiska nivån av OSI-modellen.

Fördelar:

Enkel organisation av LAN med flera segment;

Billighet.

Brister:

Betydande ökning av belastningen i båda segmenten, eftersom även "lokala" meddelanden från ett segment sänds till ett annat nätverk;

Minskad prestanda (dataöverföringshastighet) för dataöverföringssystemet.

En hubb (hub) är en nätverksenhet som används i partvinnade nätverk, i vilka kabelsektioner som kommer från arbetsstationer är koncentrerade (fig. 77, a).

Ris. 77

Via en hubb är datorn ansluten till ett enda medium för datautbyte mellan LAN-stationer – en server eller en stamkanal. Det enklaste navet är en multiport-repeater och används som den centrala noden i ett LAN med en "stjärna"-topologi. Hubben kan ha från 8 till 32 portar för anslutning av datorer. En ytterligare ökning av antalet portar uppnås genom att kombinera nav till en enda stapel av nav, som visas i Fig. 77, b.

Förutom portar för anslutning av arbetsstationer med tvinnat par, kan nav ha en kontakt för anslutning till ett höghastighetsstamnät på en koaxialkabel eller fiberoptisk kabel.

3.4 Metoder för LAN-åtkomstkontroll

LAN:s effektivitet påverkas avsevärt av åtkomstkontrollmetoden, som bestämmer proceduren för att tillhandahålla nätverksnoder med åtkomst till dataöverföringsmediet för att ge varje användare en acceptabel servicenivå. Metoder för att komma åt överföringsmediet implementeras vid datalänkskiktet i OSI-modellen.

Klassificeringen av åtkomstmetoder presenteras i fig. 78.

Ris. 78

Multipelaccess är en metod för åtkomst av flera nätverksnoder till ett gemensamt överföringsmedium (till exempel en gemensam buss), baserat på stationer som konkurrerar om åtkomst till överföringsmediet. Varje station kan försöka sända data när som helst.

Flera åtkomstmetoder inkluderar:

Slumpmässig tillgång;

Tidsinställd åtkomst;

Carrier sense access med kollisionsdetektion;

Transportörsavkänning och kollisionsundvikande åtkomst.

Den enklaste och mest naturliga metoden för att komma åt ett gemensamt överföringsmedium är slumpmässig åtkomst, vilket innebär att varje nätstation börjar sända en ram i det ögonblick den dyker upp (bildas), oavsett om det gemensamma överföringsmediet är upptaget eller ledigt. Om två eller flera stationer sänder samtidigt förvrängs deras ramar ömsesidigt och en kollision inträffar. Fig. 79, a) visar fallet när två arbetsstationer PC1 och PC2 börjar sända ramar "Frame 1" och "Frame2" till slumpmässiga ögonblick gånger t1 respektive t2. Vid ögonblick t2 inträffar en kollision (fig. 79, b), vilket förvränger båda ramarna. Kommvid slumpmässig metod tillgången är cirka 16 %.

Att minska kollisioner och öka utnyttjandegraden av kommunikationskanalen kan uppnås genom användning av klockad access, som består av följande. Hela tidsintervallet är uppdelat i cykler med längden T, där värdet på T måste vara större än sändningstiden för en ram med maximal längd. Varje arbetsstation kan börja sända en ram endast i början av nästa klockcykel. I detta fall kommer "Frame2" att sändas i en annan klockcykel i förhållande till "Frame1" (Fig. 79, c), och en kollision kommer inte att inträffa. Det bör dock noteras att sannolikheten för kollisioner förblir ganska hög i de fall då momenten för rambildning i olika stationer ligger inom samma klockcykel. I detta avseende är utnyttjandegraden av kommunikationskanalen, även om den ökar, obetydlig och uppgår till cirka 32 %.

Ris. 79

Carrier Sense Multiple Access med Collision Detection (CSMA/CD) är en mediumåtkomstmetod där en station som har data att sända lyssnar på kanalen för att avgöra om den sänder data vid den tidpunkten. Frånvaron av en bärsignal betyder att kanalen är fri och stationen kan börja sända. Det är emellertid möjligt att under den tid som signalen fortplantar sig genom överföringsmediet, kommer även andra stationer att börja sända sina data nästan samtidigt.

Under sändningen fortsätter stationen att lyssna på kanalen för att säkerställa att det inte sker någon kollision. Om en kollision inte upptäcks anses data överföras.

Om en kollision upptäcks, upprepar stationen sändningen efter en slumpmässig tid. Återsändningar upprepas tills data har sänts.

Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA/CA) är en metod för att komma åt överföringsmediet där dataöverföring föregås av att sända en blockeringssignal (jam) för att beslagta överföringsmediet för exklusiv användning. Denna åtkomstmetod rekommenderas för trådlösa LAN.

Tokenaccess förutsätter närvaron i nätverket av en ram av ett speciellt format, kallat en token, som kontinuerligt cirkulerar i nätverket och styr processen för åtkomst av arbetsstationer till dataöverföringsmediet. Vid varje given tidpunkt kan endast den station som äger token sända data. Arbetsstationen som äger token bifogar sin dataram till token och skickar den till destinationen. I det här fallet är olika alternativ möjliga för att släppa och överföra token till en annan station:

1) frigivning av token av adressaten: adressaten tar bort token från data och kan använda den för att skicka sin ram, om någon, eller överföra token till en annan station;

2) frisläppande av token av avsändaren: token med den bifogade dataramen gör en hel rotation och frigörs av avsändaren (i Token Ring-versionen för 4 Mbps hastighet) om den returnerades utan fel; annars återsänds samma ram med markören till dataöverföringsmediet;

3) metod för tidig frigivning av ETR-token (Eagly Token Release), när arbetsstationen släpper token omedelbart efter att ha sänt sin data och sänder den till en annan station utan att vänta på återkomsten av den skickade dataramen (i Token Ring-versionen för 16 Mbit/s hastighet och i FDDI-nätverket ).

Tokenåtkomst används i nätverk:

Med en busstopologi i ARCnet LAN (Token B us - token bus);

Med en ringtopologi i LAN Token Ring och FDDI (Token Ring).

3.5 LAN Ethernet

Ethernet är en LAN-teknik utvecklad gemensamt av DEC, Intel och Xerox (DIX) 1980 i form av Ethernet II-standarden för ett nätverk med genomströmning 10 Mbit/s, byggd på basis av koaxialkabel.

Beroende på det fysiska dataöverföringsmediet finns olika alternativ för att implementera ett LAN på fysisk nivå:

L0Base-5 - tjock koaxialkabel;

L0Base-2 - tunn koaxialkabel;

L0Base-T - tvinnat par;

L0Base-F - fiberoptik.

Andra Ethernet LAN-alternativ och åren för utseendet för motsvarande standarder presenteras i Tabell 3.1.

IEEE 802.3-standarden definierar åtkomstmetoden som används i Ethernet-nätverk (inklusive Fast Ethernet och Gigabit Ethernet) CSMA/CD - bäraravkänning av multipel åtkomst och kollisionskontroll.

För alla alternativ fysisk nivå Ethernet-tekniker, som ger en genomströmning på 10 Mbit/s, använder Manchester-kodning.

10Base-5 är en standard för fysiskt lager som beskriver driften av ett Ethernet-nätverk på en tjock koaxialkabel (tjock Ethernet) som används som huvudstommen.

Figur 80 visar ett Ethernet LAN-segment på en tjock koaxialkabel.

Arbetsstationer ansluts till huvudkabeln med en transceiverkabel bestående av 4 tvinnade par upp till 50 m långa och en transceiver placerad direkt på koaxialkabeln. Transceivern är elektrisk anordning, utföra fysisk överföring och mottagning av data. Avståndet mellan intilliggande transceivrar måste vara en multipel av 2,5 m för att eliminera påverkan av stående vågor i kabeln på kvaliteten på signalöverföringen. Terminatorer är placerade i ändarna av huvudkabeln, absorberar informationssignalen som fortplantar sig i kabeln och förhindrar uppkomsten av en reflekterad signal som förvränger den användbara signalen.

Ris. 80

Trots skrymmande och svårigheter under ledningar, låter ett sådant kabelsystem dig bygga ganska omfattande nätverk.

De huvudsakliga begränsningarna för ett enskilt Ethernet LAN-segment enligt 10Base-5-specifikationen är följande:

Maximal segmentlängd (avstånd mellan extrema noder) - 500 m;

Minsta avstånd mellan transceivrar är 2,5 m;

Det maximala antalet noder (sändtagare) på ett segment är 100;

Den maximala längden på transceiverkabeln är 50 m.

10Base-5-standarden möjliggör konstruktion av nätverk med flera segment med hjälp av repeatrar. Det maximala antalet segment i nätverket som standarden tillåter är 5. Denna begränsning beror på att repeatrar endast förstärker signalerna utan att återställa deras form, vilket med ett stort antal segment i nätverket kan leda till en betydande procentandel fel.

10Base-2 är en fysisk lagerstandard som beskriver driften av ett Ethernet-nätverk på en tunn koaxialkabel (tunn Ethernet).

Stationerna är anslutna direkt till huvudledningen genom T-formade BNC-kontakter (Fig. 81).

Ris. 81

En tunn koaxialkabel går genom nätverksadaptrarna på alla stationer. I övrigt är principerna och reglerna för att konstruera enkel- och multisegment-LAN ​​på tunn och tjock koaxialkabel liknande. Den enda skillnaden är begränsningarna för nätets storlek och antalet stationer.

De huvudsakliga begränsningarna för ett Ethernet LAN enligt 10Base-2-specifikationen är följande:

Maximal segmentlängd (avstånd mellan extrema noder) - 185 m;

Det maximala antalet noder på ett segment är 30;

Minsta avstånd mellan noderna är 1 m;

Ett nätverk med flera segment är byggt enligt "5-4-3"-regeln: maximalt 5 segment, 4 repeatrar och 3 segment laddas;

I vart och ett av de tre (mitten och två extrema) segmenten kan upp till 30 noder anslutas till kabeln;

De andra två segmenten används endast för att öka nätverkets totala längd.

En repeater behandlas som en speciell nod ansluten till nätet, så ett nätverk med två repeatrar får bara ha 28 stationer.

10Base-T-specifikationen beskriver ett Ethernet-nätverk med stjärntopologi och ett kabelsystem baserat på oskärmad tvinnat par Enligt 10Base-T-specifikationen är ett nätverkssegment kabeln som förbinder arbetsstationen och hubben. Detta innebär att endast två enheter kan anslutas till varje segment: en station och en hubb (fig. 82), och antalet segment är lika med antalet stationer som är anslutna till hubben.

För enkelhetens skull menar vi med ett 10 Base-T Ethernet-nätverkssegment en hubb med alla stationer anslutna till den. Ett nätverk med flera segment kommer att vara en kombination av flera nav med stationer kopplade till dem (bild 82).

Ris. 82

När man bygger ett multi-segment Ethernet 10 Base-T-nätverk används regeln "4 hubs", som säger att mellan två valfria stationer i nätverket ska det inte finnas fler än 4 koncentratorer (hubbar).

De huvudsakliga begränsningarna för ett Ethernet LAN i enlighet med 10Base-T-specifikationen är följande:

Maximal kabellängd (mellan nav och arbetsstation eller mellan två nav) - 100 m;

Antalet koncentratorer mellan alla stationer är inte fler än 4;

Maximal nätverksdiameter - 500 m;

Det maximala antalet stationer i nätverket är 1024 (kan endast uppnås genom användning av 32 portnav (Fig. 8 3).

Tack vare den lägre kostnaden för kabelsystemet och möjligheten att bygga nätverk med maximalt tillåtna antal stationer fick 10Base-T-nätverk en dominerande ställning på marknaden och ersatte nästan helt nätverk byggda på koaxialkabel.

10Base-F är en uppsättning fysiska lagerstandarder som beskriver driften av ett Ethernet-nätverk på en fiberoptisk kabel med en bandbredd på 10 Mbit/s. Multimode fiberoptisk kabel (FOC) används som dataöverföringsmedium i ett fiberoptiskt Ethernet-nätverk.

Ris. 83

Strukturell organisation Nätverket liknar 10 Base-T-standarden: nätverksadaptrar för arbetsstationer är anslutna till en multiport repeater (hub) med hjälp av en fiberoptisk kabel och bildar en fysisk "stjärna" topologi.

10 Base-F innehåller följande standarder.

1. FOIRL (Fiber Optic Inter-Repeater Link) standard: längden på den fiberoptiska kabeln mellan noder eller repeatrar är upp till 1 km; maximalt antal repeatrar 4; maximal nätverksdiameter är 2500 m.

2. Standarden 10Base-FL (Fiber Link) är en förbättrad version av FOIRL-standarden, som består i att öka sändareffekten, på grund av vilken det maximala avståndet mellan noden och repeatern kan nå 2000 m, medan: det maximala antalet av repeterare 4; maximal nätverksdiameter är 2500 m.

3. Standarden 10Base-FB (Fiber Backbone) är endast avsedd för att kombinera repeatrar till ett stamnät, medan: upp till 5 10Base-FB standardrepeaters kan installeras mellan nätverksnoder; maximal längd på ett segment - 2000 m; maximal nätverksdiameter är 2740 m.

Till skillnad från tidigare diskuterade nätverk, utbyter repeatrarna som används i Ethern et 10 Base-FB LAN, när det inte finns några ramar att överföra, speciella sekvenser av signaler, vilket gör att du ständigt kan upprätthålla synkronisering i nätverket. Därför kallas ett LAN byggt enligt 10Base-FB-standarden "synkront Ethernet". På grund av lägre fördröjningar vid överföring av data från ett segment till ett annat, har antalet repeatrar utökats till 5.

Fördelarna med ett Ethernet LAN inkluderar:

Lätt att installera och använda;

Låg kostnad för implementering på grund av enkelheten och låga kostnaderna för nätverksadaptrar och hubbar;

Möjlighet till användning olika typer kablar och kabelsystemförläggningsscheman.

Nackdelarna med Ethernet-nätverket inkluderar:

Minska den faktiska dataöverföringshastigheten i ett hårt belastat nätverk, upp till dess fullständiga stopp;

Svårigheter vid felsökning: när en kabel går sönder, misslyckas hela LAN-segmentet och det är ganska svårt att lokalisera den felaktiga noden eller sektionen av nätverket.

En viktig del modern världär datorer. För att göra våra liv enklare och enklare, samt påskynda vårt arbete, skapade vi dator nätverk. Detta är vad de kallar kopplingen mellan datorer och datorutrustning V enda nätverk. Sådan utrustning är routrar, Wi-Fi-routrar, servrar och annan liknande utrustning.

Fysiska fenomen används för att överföra data över ett datornätverk: elektromagnetisk strålning, elektricitet, optiska kanaler.

Klassificering

Typer av nätverk efter:

• Växlande.
• Transmissionstekniker.
• Längd.
• Arbetshastighet.
• Funktionellt syfte.

Baserat på typen av växling delas datornät in i två typer:

1. Kanalbyte.
2. Paketbyte.

I den första formen Innan överföringen av information påbörjas krävs en koppling mellan mottagaren och avsändaren. Efter en sådan omkoppling strömmar informationen genom det etablerade nätverket. Sådana datornät används under förhållanden telefonkommunikation.

Andra typen av nätverk – används för nätverk som består av datorer. I det här fallet är informationen uppdelad i flera delar, som kallas paket. Den här typen av nätverk har fått sitt namn från dem. Paket sänds oberoende, separat. Varje paket har förmågan att resa sin egen väg genom nätverket.

Fördelen med detta nätverk är dess höga tillförlitlighet. Om någon av nätverksnoderna inte fungerar kan du hitta en lösning genom andra noder. Med andra ord löses routingproblemet för varje paket separat, vid varje mellannod. Detta tar lite tid och laddar den mellanliggande datorn.

I nätverk med en anslutning av kanaler, om en av noderna misslyckas, avbryts växlingen. Som ett resultat avbryts överföringen av information. För sådana nätverk sker byte en gång, och det finns inga kostnader för att lösa routingproblemet.

Baserat på överföringsteknik delas datornät in i:

• Utsända nätverk (överförd information är tillgänglig för alla datornoder).
• Punkt till punkt(information överförs mellan två separata datorer, eller genom flera mellanliggande maskiner).

Separation av nätverk efter längd:

• De kortaste i denna klassificering är personliga nätverk. Deras längd är cirka en meter, placerad på bordet i närheten av datoranvändaren. Ett exempel på ett personligt nätverk är trådlöst nätverk"Blåtand".
• Nästa typ är lokala nätverk, som vanligtvis finns i en eller flera byggnader i närheten. Deras längd kan variera från flera meter till 1 km.
• Kommunalt nätverk organiseras i regel i en orts skala. Idag har kommunala nät blivit populärast, vilket gör det möjligt att garantera tillgång till fast telefon, tv och internetresurser med en anslutning. Deras längd kan vara flera kilometer, beroende på storleken på bosättningen.
• Globala datornätverk skapas i omfattningen av ett land eller en del av världen. I vårt land skapas de av välkända telefonbolag de sänder olika information och tillgång till internet tillhandahålls. Deras längd är obegränsad, ibland når flera tusen kilometer.
• Nätverkssammankoppling- World Wide Web av Internet.

Baserat på överföringshastighet klassificeras nätverk i:

• Låg hastighet anslutningar. Dessa inkluderar datavägar som arbetar med hastigheter mindre än 10 megabit per sekund.
• Medelhastighet. Dessa inkluderar de anslutningar som arbetar med informationspaket med hastigheter från 10 till 100 megabit per sekund.
• Hög hastighet. Dessa inkluderar de som kan överföra data med hastigheter över 100 megabit per sekund.

Efter funktionellt syfte:

• Datalagring.
• Serverstation.
• Arbetsledning.
• Husförbindelser.

Funktioner i lokala nätverk

Alla känner till syftet och funktionerna i det globala nätverket, såväl som dess fördelar för hela världen. För att i detalj beskriva alla funktioner på Internet kommer det att kräva mycket tid och pengar.

Samtidigt är lokala nätverk inte tillräckligt täckta i litteraturen och berövas uppmärksamhet. Därför är det många datoranvändare som inte förstår eller vet vilka syften de tjänar.

Huvud funktioner

• Optimering av företagsdrift. Det lokala nätverk som skapas på kontoret garanterar för alla anställda möjligheten till fjärrdatautbyte och användning av olika kontorsutrustning.
• Möjlighet till kommunikation. Lokala nätverk kan inte ersätta åtkomst till World Wide Web, men när du behöver skapa din egen privata kanal för externa användare kan du inte klara dig utan sådana nätverk. Du kan till exempel organisera ett forum för företagets anställda.
• Fjärradministration. Nätverket tillåter en administratör att ge teknisk assistans till flera användare samtidigt.
• Sparande. Det är bättre att betala en gång för en anslutning till World Wide Web och göra delad åtkomst för alla anställda, än att separat koppla varje anställd till Internetåtkomst och betala för det.
• Säkerhet för informationsutbyte, användarvänlighet, spel.

Lokala datornät ger fördelar inom olika områden av livet. De fungerade som ersättning för "duvor" i produktionen och hemma.

Kommunikationsstandarder

Det är naturligt för oss att vi har möjlighet att ansluta till Internet på vilket sätt som helst och från vilken enhet som helst - smartphone, dator, bärbar dator och till och med en TV eller ett modernt kylskåp. Det spelar ingen roll vilket märke dessa enheter är eller vilket system som är installerat på dem.

När datornätverk bara började, kunde utrustning från ett företag endast interagera i nätverket med enheter tillverkade av det specifika företaget, och ingen annan. Det fanns många anledningar till detta - inkompatibilitet mellan utrustning, programvara och nätverksprotokoll.

För att komma bort från detta problem är det nödvändigt att ha och implementera standarder för utrustning, nätverksprotokoll och mjukvara.

Det finns två typer av standarder:

• Rättslig(formell). Dessa är standarder som antagits av organisationer som har rätt att göra det.
• Faktisk(de facto). Det är standarder som inte accepteras av någon, utan som är självpåtagna. Till exempel utvecklat ny teknologi, som spred sig brett och fick stor popularitet. Detta hände med protokollet, som är grundläggande i världsomspännande nätverk Internet.

Datornätverk har många kommunikationsstandarder, men de viktigaste av dem är fyra typer:

• Den internationella organisationen ISO utvecklar standarder för referens model arbete öppna system, som beskriver ett tillvägagångssätt för att bygga nätverk av datorer.
• IEEE Institute of Engineers antar standarder för kommunikationsteknik.
• Internet Architecture Council utvecklar kommunikationsstandarder för Internetprotokoll.
• W3C-konsortiet utvecklar standarder för webben (skapande och design av webbplatser).

Standarder spelar en stor roll för hur datoranslutningar fungerar. Vi arbetar alla med internet, vi kommer åt det från vilken enhet som helst som körs på vilken som helst operativ plattform, och alla tillverkare. Öppna standarder används för detta.

Sändningskanaler

För att säkerställa möjligheten till högkvalitativ anslutning av datorer måste det finnas ett speciellt överföringssystem - en kanal.

De huvudsakliga typerna av överföringskanaler genom vilka datornätverk fungerar:

• Analog.
• Digital.
• Bredband och smalband.
• Radio och satellit.
• Fiberoptisk kabel.

Analoga kanaler De var de första som användes för att skicka data över datoranslutningar och gjorde det möjligt att införa allmän telefonkommunikation.

Dataöverföring via dem utförs på två sätt:

• Ledningar ansluter två objekt som är anslutna till varandra genom direkt omkoppling. Detta är en dedikerad linje.
• Anslutningen görs genom att slå ett telefonnummer med växlade nät.

Genom dedikerade linjer är effektiviteten i informationsöverföringen större, och deras drift är mer tillförlitlig. En enskild kanal kräver en anpassad enhet, även om flerkanalsenheter är tillgängliga. Med en uppringd linje kan du kommunicera med andra noder genom en enda växlingsenhet.

Tillsammans med analoga kanaler Den digitala kommunikationsformen utvecklades också. Tillsammans med diskreta paket, enl digital linjeöverförs Röstanslutning och faxdata modifierade till digital form.

Höga hastigheter över korta avstånd uppnås genom användning av speciella ledare som kallas. Det låter dig undvika påverkan av angränsande ledningar på kvaliteten på arbetet.

Kabelledningar, som kallas par, består av två koaxialledare separerade av ett dielektrikum. En typ av kabel används för smalbandiga informationspaket, den andra för bredbandsdata. Dessa typer av kabel gör det möjligt att arbeta i hög hastighet.

På korta avstånd ersätts kabelkanaler gradvis med tvinnade par och på ett betydande avstånd - med kabel. Den använder ett fenomen där ljusstrålar reflekteras inuti kabeln. Detta gör det möjligt att överföra ljusstrålar över långa avstånd utan förlust. Källorna för ljusflöde i fiberoptiska strukturer är , eller , och fungerar istället för mottagare.

Fiberoptiska kanaler har en hög kostnad, till skillnad från andra typer, men används i allt högre grad inte bara för små nätverk, utan också i områden med mycket långa kabellinjer.

Användningen av radiovågor med olika frekvenser i datoranslutningar har blivit ekonomiskt fördelaktigt för att säkerställa högkvalitativ kommunikation med andra datorutrustningöver långa avstånd med hjälp av satelliter. Radiovågor används också ofta för att kommunicera med icke-permanent använda enheter eller mobil utrustning.

Dataöverföring över radiokanaler sker oftast digitalt och analogt. Den första metoden utvecklas mer intensivt idag, eftersom den gör det möjligt att kombinera satellitkanaler och datornätverk på jordens yta till enhetligt system. En kraftfull drivkraft i utvecklingen av radiokanaler var uppkomsten cellulär kommunikation, vilket gör det möjligt att överföra ljudsignaler, överföra information via radiotelefon och andra enheter.

>> Informatik: Praktiskt arbete nr 7. Dela resurser i lokala områden.

Praktiskt arbete i ämnet Datavetenskap 9:e klass.

Genomgång av ämnen: Praktiskt arbete nr 7. Delat resursutnyttjande av lokala åtgärder.

Nätverkstest

1. Vad är inte typiskt för ett lokalt nätverk:

1) hög hastighet för informationsöverföring;
2) förmågan att utbyta information över långa avstånd;
3) närvaron av en anslutning för alla abonnenter av en höghastighetskanal för att överföra information i digital form;
4) tillgänglighet av en kanal för överföring i grafisk form?

Rätt svar är 2.

2. Protokollet är...

1) datapaket;
2) regler för att organisera dataöverföring i nätverket;
3) regler för lagring av data på nätverket;
4) strukturera data på nätverket?

Rätt svar är 2.

3. Lokalt nätverk är...

1) en grupp datorer i en byggnad;
2) ett komplex av anslutna datorer för gemensam problemlösning;
3) lågströmskommunikation;
4) Internetsystem?

Rätt svar är 2.

4. Serverns huvudfunktion:

1) utför specifika åtgärder baserat på kundförfrågningar;
2) kodar information som tillhandahålls av klienten;
3) lagrar information;
4) skickar information från klient till klient?

Rätt svar är 1.

5. Särskilda funktioner för droger för utbildningsändamål:

1) stöd filsystem, dataskydd och åtkomstkontroll;
2) system för kontroll och lektionshantering;
3) definition fungerande system, dataavkodning, kontrollsystem;
4) dataavgränsning, dataskydd, åtkomstsystem, definition av ett fungerande system, åtkomstavgränsning, kontroll och lektionshanteringssystem?

Rätt svar är 4.

6. Off-line är...

1) läge för utbyte av informationspaket;
2) lag;
3) telekommunikationsnät;
4) operativsystem?

Rätt svar är 1.

7. BBS är avsett:

1) att bestämma informationsvägen;
2) för utbyte av filer mellan användare;
3) för att se adresser;
4) för informationshantering?

Rätt svar är 2.

8. Ett modem är...

1) konverteringsenhet digitala signaler till analog och vice versa;
2) transportbas för nätet;
3) informationslagring;
4) en enhet som styr processen för informationsöverföring?

Rätt svar är 1.

9. För att ansluta datorer via modem används följande:

1) endast telefonlinjer;
2) endast satellitkanaler;
3) endast radiovågor;
4) telefonlinjer, fiberoptik, satellitkanaler och radiovågor?

Rätt svar är 4.

10. Modemfunktioner:

1) ansluter till närmaste nod;
2) tjänar nätverkskort för att ansluta datorer till ett lokalt nätverk;
3) utför loggning av sändande information;
4) skyddar information?

Rätt svar är 1.

11. Transportbasen för globala nätverk är...

1) tvinnat par;
2) koaxialkabel;
3) telefonlinjer och satellitkanaler;
4) telegraf?

Rätt svar är 3.

12. FTP-arkiv är...

1) Archie-server;
2) fillagring;
3) databas;
4) Webbplats?

Rätt svar är 2.

13. Typisk e-poststruktur:

1) titel, ämne för meddelandet, adressatens fullständiga namn;
2) titel, ämne för meddelandet, typ av brev, avsändarens adress;
3) avresedatum, adress, returadress, meddelandets ämne och text;
4) meddelandets ämne, Adressboken, text och titel?

Rätt svar är 3.

14. En domän är...
1) namnet på filen i brevlådan;
2) postlåda för navstationen;
3) landskod;
4) kortnamn på mottagaren?
Rätt svar är 2.

15. Vad är viktigare för nätverkande:

1) tillgänglighet stor kvantitet datorer;
2) protokollsystem;
3) flera nätverksoperativsystem;
4) höghastighetsmodem?

Rätt svar är 2.

16. E-postens tekniska struktur är...

1) en uppsättning nodstationer som kommunicerar med varandra för utbyte;
2) en uppsättning datorer på det lokala nätverket;
3) datorer som lagrar och kodar information;
4) datorer som skickar information på begäran?

Rätt svar är 1.

17. För att stödja e-post på Internet har ett protokoll utvecklats:

1) STTP; 2) SMTP; 3) SCTP; 4) SSTP?

Rätt svar är 2.

18. Vad är protokollbasen för Internet:

1) IP-adresssystem;
2) nätverksdatortestningsprotokoll;
3) sekvens av adresser;
4) adressbok?

Rätt svar är 1.

19. WWW är...

1) distribueras Informationssystem hypertextbaserad multimedia;
2) e-bok;
3) protokoll för att lägga ut information på Internet;
4) fildelningsinformationsmiljö?

Rätt svar är 1.

20. Klient-server-interaktion när man arbetar på WWW sker enligt följande protokoll:

1) HTTP; 2) URL; 3) Plats; 4) Uniform?

Rätt svar är 1.

21. Vilka program är inte WWW-webbläsare:

1) Mosaik;
2) Microsoft Internet Explorer;
3) Microsoft Outlook Uttrycka;
4) Netscape Navigator?

Rätt svar är 3.

22. I HTML kan du använda:

1) text i ASSCII-format;
2) markera ett stycke, punkt;
3) någon multimediafiler;
4) några datatyper?

Rätt svar är 1.

23. Vilka tecken i HTML skiljer huvudtexten från den medföljande texten:

1) ;
2)

;
3) ;
4) ?

Rätt svar är 3.

1) < A HREF=’’ имя файла’’>;
2) anger deras URL;
3) < A name=” имя файла ”>;
4) ?

Rätt svar är 1.

25. HTML är...

1) program visning av WWW-dokument;
2) applikationsprogram;
3) hypertextmarkeringsspråk;
4) klient-server interaktionsprotokoll?