Локальная сеть

Локальная сеть (LAN) связывает ПК и принтеры, обычно находящиеся в одном здании (или комплексе зданий).

Локальные сети представляющие собой самую элементарную форму сетей, соединяют вместе группу ПК или связывают их с более мощным компьютером, выполняющим роль сетевого сервера . Все ПК в локальной сети могут использовать специализированные приложения, хранящиеся на сетевом сервере, и работать с общими устройствами: принтерами, факсами и другой периферией. Каждый ПК в локальной сети называется рабочей станцией или сетевым узлом.

Локальные сети позволяют отдельным пользователям легко и быстро взаимодействовать друг с другом. Вот лишь некоторые задачи, которые позволяет выполнять ЛС:

  • совместная работа с документами;
  • упрощение документооборота: вы получаете возможность просматривать, корректировать и комментировать документы не покидая своего рабочего места, не организовывая собраний и совещаний, отнимающих много времени;
  • сохранение и архивирование своей работы на сервере, чтобы не использовать ценное
  • пространство на жестком диске ПК;
  • простой доступ к приложениям на сервере;
  • облегчение совместного использования в организациях дорогостоящих ресурсов, таких как принтеры, накопители CD-ROM, жесткие диски и приложения (например, текстовые процессоры или программное обеспечение баз данных).

    Встраивая в базовые локальные сети функциональность территориально-распределенных сетей, реализуемую с помощью модема или сервера удаленного доступа, компании могут выгодно использовать технологии внешних коммуникаций, в том числе:

    Internet

    Internet представляет собой огромную общедоступную глобальную сеть, соединяющую пользователей всего мира с хранилищами данных, изображений и звука. Стремительно расширяясь (примерно 200% в год), Internet играет все более важную роль в бизнесе.

    На сегодня основными функциями Internet остаются электронная почта и обмен информацией между группами по интересам и исследователями. Сети становятся все более мощными, а к Internet подключается все большее число компаний и индивидуальных пользователей. Internet служит связующим звеном между компаниями, их потенциальными заказчиками и поставщиками. Сегодня Internet может поддерживать развивающиеся приложения передачи речи и видео, такие как системы дистанционного обучения и удаленной диагностики или лечения, предоставляя возможности обучения и получения медицинской помощи через Internet практически любой семье или компании.

    Поскольку Internet представляет собой сеть коллективного пользования, у нее нет тех средств защиты, которые встроены в большинство частных локальных и территориально-распределенных сетей. Таким образом, предоставление доступа к ответственной корпоративной информации через Internet (в частности, в World Wide Web) требует особого внимания.

    Компоненты локальной сети

    Базовые компоненты и технологии, связанные с архитектурой локальных сетей, могут включать в себя:

    Аппаратное обеспечение

  • Кабели
  • Серверы
  • Сетевые интерфейсные платы (NIC, Network Interface Card)
  • Концентраторы
  • Коммутаторы
  • Маршрутизаторы (территориально-распределенные сети)
  • Серверы удаленного доступа (территориально-распределенные сети)
  • Модемы (территориально-распределенные сети)

    Программное обеспечение

  • Сетевую операционную систему
  • Сетевое ПО управления

    Аппаратное обеспечение

    Структурированные кабельные решения

    С расширением сети каждому сотруднику вашей организации потребуется соединение с ЛС. Из-за данного требования в совокупности с частым перемещением сотрудников из одного места в другое при создании новых сетей имеет смысл использовать структурированное кабельное решение. Оно позволяет охватить сетью персональных компьютеров каждое рабочее место (аналогично телефону и сети электропитания).

    В старых ЛС применяется шинная архитектура - все входящие в сеть ПК подключаются к одному длинному коаксиальному кабелю. Раньше значительную часть расходов, связанных с эксплуатацией локальной сети, составляли работы по добавлению новых или перемещению существующих пользователей (когда у них менялось рабочее место, или они переходили из одного отдела в другой), поскольку шинная архитектура не позволяла легко осуществлять подобные изменения.

    В структурированной кабельной схеме применяется звездообразная конфигурация - отдельный сегмент недорогого кабеля соединяет компьютер каждого пользователя с центральным концентратором (или коммутатором, если в сети передаются большие объемы данных). В этом случае перемещение сотрудника или добавление нового пользователя выполняется гораздо проще и обходится дешевле. На новом рабочем месте сотрудника уже имеется кабельная проводка, и можно переместить пользователя в другой сетевой сегмент просто подключив конец кабеля к другому порту концентратора или коммутатора.

    Кабели

    Данные по кабелю передаются в виде пакетов, пересылающихся с одного сетевого устройства на другое. Существует несколько типов кабелей, каждый из которых имеет свои преимущества.

    Витая пара

    Кабель типа "витая пара" (TP, Twisted Pair) бывает двух видов: экранированная витая пара (STP, Shielded Twisted Pair) и неэкранированная витая пара (UTP, Unshielded Twisted Pair). Оба типа кабеля состоят из пары скрученных медных проводов. Кабель типа "неэкранированная витая пара" стал наиболее популярным благодаря своей низкой стоимости, гибкости и простоте инсталляции. Единственным недостатком такого кабеля является уязвимость к электрическим помехам и "шумам" в линии. Кабели "витая пара" бывают разной категории (3, 4 или 5). Чем выше номер категории, тем большую скорость передачи поддерживает кабель.

    Тонкий и толстый коаксиальный кабель

    Это типы кабеля аналогичны стандартному телевизионному кабелю. Поскольку с такими кабелями труднее работать, в новых инсталляциях практически всегда применяется витая пара или оптоволоконный кабель.

    Оптоволоконный кабель

    Оптоволоконный кабель поддерживает скорость передачи данных (в виде пакетов) 10, 100 или 1000 Мбит/с. Данные передаются с помощью световых импульсов, проходящих по оптическому волокну. Хотя этот кабель гораздо дороже и сложнее в инсталляции, чем UTP, он часто применяется в центральных магистральных сетях, поскольку обеспечивает полную защиту от электрических помех и позволяет передавать информацию на очень большие расстояния. Кроме того, благодаря совершенствованию оптоволоконной технологии данный кабель становится все более приемлемым по цене.

    Какой кабель выбрать?

    В таблице показано, какой кабель необходимо использовать для различных технологий ЛС (10-Мбит/с Ethernet, 100-Мбит/с Fast Ethernet или 1000 Мбит/с Gigabit Ethernet). В общем случае во всех новых инсталляциях для соединения настольных ПК и создания сети для рабочей группы применяется кабель UTP категории 5.

      10BASE-T (Ethernet) 100BASE-TX (Fast Ethernet) 100BASE-T4 (Fast Ethernet) 100BASE-FX (Fast Ethernet) 1000BASE-FX (Gigabit Ethernet)
    Требуемое число пар 2 2 4 неприменимо неприменимо
    Категория кабеля Категория кабеля 3/4/5 Категория кабеля 5 Категория кабеля 3/4/5 Оптоволоконный Оптоволоконный

    Программное обеспечение

    Сетевая операционная система

    Сетевая операционная система (NOS, Network Operating System) - это программное обеспечение, применяемое на каждом подключенном к сети ПК. Оно осуществляет управление и координирует доступ к сетевым ресурсам. Сетевая ОС отвечает за маршрутизацию сообщений в сети, разрешение конфликтов при конкуренции за сетевые устройства и работу с операционной системой ПК, например Windows 95, Windows NT, UNIX, Macintosh или OS/2.

    Сетевая ОС обеспечивает совместную работу с файлами и приложениями. Такие ресурсы, находящиеся на одной рабочей станции, могут совместно использоваться, передаваться или изменяться с другой рабочей станции. Основная часть сетевой ОС находится на сетевом сервере, а другие ее компоненты функционируют на всех рабочих станциях сети.

    Мозг вашей сети

    Сетевая операционная система распознает все устройства в сети и управляет приоритетным доступом к совместно используемым периферийным устройствам, если несколько рабочих станций пытаются работать с ними одновременно. Сетевая ОС выполняет роль регулировщика трафика, предоставляет сервис каталога, обеспечивает контроль полномочий в системе защиты и реализует функции управления сетью. В число популярных сетевых ОС входят Windows NT Server, Novell NetWare и Banyan VINES.

    Программное обеспечение управления сетью

    ПО управления сетью играет все более важную роль в мониторинге, управлении и защите сети. Она обеспечивает упреждающий контроль, что дает возможность избежать простоя сети и возникновения в ней "узких мест", снизить совокупную стоимость владения сетью (TCO, Total Cost of Ownership). Как показывают исследования, самую большую долю в TCO составляет не стоимость аппаратного обеспечения и даже не оплата каналов территориально-распределенной сети, а расходы, связанные с управлением и обслуживанием сети (от операций по настройке конфигурации до устранения причин отказов). Таким образом, хороший программный пакет управления сетью имеет крайне важное значение для большинства средних и крупных сетей.

    С управляющей рабочей станции или через World Wide Web администраторы сети могут отслеживать закономерности в трафике, выявлять тенденции, приводящие к перегрузке сегмента, отслеживать и устранять проблемы, изменять конфигурацию сети для максимального увеличения ее производительности. По мере наращивания и усложнения сети такие средства мониторинга, как RMON и RMON2, помогают администраторам сохранять контроль за сетевой средой. Эти инструменты мониторинга позволяют получить подробную информацию с границы сети, вовремя выявить потенциальную проблему, чтобы сетевой администратор мог предпринять превентивные действия.

    Кроме того, программное обеспечение управления защищает передаваемые по сети данные. С управляющей рабочей станции администраторы сети могут устанавливать пароли, определять, к каким ресурсам имеют право обращаться пользователи, регистрировать "попытки вторжения" неуполномоченных пользователей.

    Идеальное ПО управления сетью должно иметь возможность отслеживать события во всей вашей сети и при этом быть просто в использовании - предусматривать графическое представление элементов сети и тенденций в ее производительности. Кроме того, выбранное вами программное обеспечение должно легко масштабироваться для поддержки значительного увеличения трафика и числа пользователей.

    Как работают локальные сети

    Если двум ПК необходимо взаимодействовать друг с другом, то для этого они должны использовать один и тот же набор правил. Эти правила реализуются программным обеспечением, находящимся в оперативной памяти обоих ПК или в сетевой плате ПК.

    Данные правила определяют, как подключенные к сети ПК передают и принимают несущие информацию сигналы, и в каком порядке это происходит. ПО отвечает за оформление данных в виде пакетов надлежащего размера. Наряду с информацией пакеты содержат заголовки, указывающие размер пакета, его начало и место назначения.

    Устройства на пути следования пакета анализируют его заголовок и определяют, куда следует направить пакет. При принятии решений о пересылке пакетов разные устройства используют различную степень детализации. Например, концентраторы не проверяют заголовки, а просто выполняют широковещательную рассылку всех полученных кадров. Между тем маршрутизаторы тщательно анализируют заголовок каждого пакета, точно определяя его место назначения.

    Данные решения принимаются на разных уровнях эталонной модели взаимодействия открытых систем (OSI, Open Systems Interconnection), разработанной международной организацией стандартизации (ISO, International Standards Organization). Модель OSI напоминает разные "уровни" обычного почтового адреса - от страны и штата (округа) до улицы, дома (места назначения) и фамилии получателя. Для доставки информации соответствующему получателю устройства на маршруте передачи используют разные уровни детализации.

    Еще один важный набор правил определяет протокол управления передачей/межсетевой протокол (TCP/IP, Transmission Control Protocol/Internet Protocol). Это открытый стандарт, являющийся в настоящее время наиболее широко применяемым в мире протоколом.

    Коммуникации: обеспечение точной доставки данных между конечными станциями. Прикладной уровень
    Представительный уровень
    Сеансовый уровень
    Транспортный уровень
    Соединение: управление физической доставкой данных по сети Сетевой уровень Маршрутизаторы, коммутаторы уровня 3
    Канальный уровень Мосты, коммутаторы
    Физический уровень Кабели, повторители, концентраторы, модемы



  • Hosted by uCoz