Структура и функции программного обеспечения локальных компьютерных сетей: :: :: | TechExpose.ru - Санкт-Петербургское государственное бюджетное учреждение социального обслуживания населения

Содержание

Локальные сети (ЛВС) | Краснодарский методический центр информационно-коммуникационных технологий “Старт”

Картинка:

Локальная сеть (локальная вычислительная сеть, ЛВС) – это комплекс оборудования и программного обеспечения, обеспечивающий передачу, хранение и обработку информации.

Назначение локальных сетей
Назначение локальной сети – осуществление совместного доступа к данным, программам и оборудованию. У коллектива людей, работающего над одним проектом появляется возможность работать с одними и теми же данными и программами не по-очереди, а одновременно. Локальная сеть предоставляет возможность совместного использования оборудования. Оптимальный вариант – создание локальной сети с одним принтером на каждый отдел или несколько отделов. Файловый сервер сети позволяет обеспечить и совместный доступ к программам и данным.

У локальной сети есть также и административная функция.

Контролировать ход работ над проектами в сети проще, чем иметь дело с множеством автономных компьютеров.

Состав локальной сети
В состав локальной сети (ЛВС) входит следующее оборудование:
Активное оборудование – коммутаторы, маршрутизаторы, медиаконвекторы;
Пассивное оборудование – кабели, монтажные шкафы, кабельные каналы, коммутационные панели, информационные розетки;
Компьютерное и периферийное оборудование – серверы, рабочие станции, принтеры, сканеры.

В зависимости от требований, предъявляемых к проектируемой сети, состав оборудования, используемый при монтаже может варьироваться.

Основные характеристики локальной сети
В настоящее время в различных странах мира созданы и эксплуатируются различные типы ЛВС с различными размерами, топологией, алгоритмами работы, архитектурной и структурной организацией. Независимо от типа сетей, к ним предъявляются общие требования:

Скорость – важнейшая характеристика локальной сети;
Адаптируемость – свойство локальной сети расширяться и устанавливать рабочие станции там, где это требуется;
Надежность – свойство локальной сети сохранять полную или частичную работоспособность вне зависимости от выхода из строя некоторых узлов или конечного оборудования.

Топология локальных сетей

Под топологией (компоновкой, конфигурацией, структурой) компьютерной сети обычно понимается физическое расположение компьютеров сети друг относительно друга и способ соединения их линиями связи. Важно отметить, что понятие топологии относится, прежде всего, к локальным сетям, в которых структуру связей можно легко проследить. В глобальных сетях структура связей обычно скрыта от пользователей и не слишком важна, так как каждый сеанс связи может производиться по собственному пути.
Топология определяет требования к оборудованию, тип используемого кабеля, допустимые и наиболее удобные методы управления обменом, надежность работы, возможности расширения сети. И хотя выбирать топологию пользователю сети приходится нечасто, знать об особенностях основных топологий, их достоинствах и недостатках надо. Существует три базовые топологии сети: Шина (bus) — все компьютеры параллельно подключаются к одной линии связи. Информация от каждого компьютера одновременно передается всем остальным компьютерам (рис.

1).

Рис. 1. Сетевая топология шина

Звезда (star) — бывыает двух основных видов:

Активная звезда (истинная звезда) – к одному центральному компьютеру присоединяются остальные периферийные компьютеры, причем каждый из них использует отдельную линию связи. Информация от периферийного компьютера передается только центральному компьютеру, от центрального — одному или нескольким периферийным. (рис. 2 )

Рис. 2. Активная звезда

Пассивная звезда, которая только внешне похожа на звезду (рис. 2). В настоящее время она распространена гораздо более широко, чем активная звезда. Достаточно сказать, что она используется в наиболее популярной сегодня сети Ethernet.

В центре сети с данной топологией помещается не компьютер, а специальное устройство — коммутатор или, как его еще называют, свитч (switch) (Что такое Коммутатор?), который восстанавливает приходящие сигналы и пересылает их непосредственно получателю (рис. 3) .

Рис.

3. Пассивная звезда

Кольцо (ring) — компьютеры последовательно объединены в кольцо.

Передача информации в кольце всегда производится только в одном направлении. Каждый из компьютеров передает информацию только одному компьютеру, следующему в цепочке за ним, а получает информацию только от предыдущего в цепочке компьютера (рис. 4).

Рис. 4. Сетевая топология кольцо

На практике нередко используют и другие топологии локальных сетей, однако большинство сетей ориентировано именно на три базовые топологии.

Виды локальных сетей
Все современные локальные сети делятся на два вида:

Одноранговые локальные сети – сети, где все компьютеры равноправны: каждый из компьютеров может быть и сервером, и клиентом. Пользователь каждого из компьютеров сам решает, какие ресурсы будут предоставлены в общее пользование и кому
Локальные сети с цетрализованным управлением. В сетях с централизованным управлением политика безопасности общая для всех пользователей сети.

В зависимости от назначения и размера локальной сети применяются либо одноранговые сети, либо сети с централизованным управлением.

Основы организации вычислительных сетей – Российская Федерация

В этом кратком обзоре сетевых технологий вы ознакомитесь с принципами работы компьютерных сетей, архитектурой, применяемой для проектирования сетей, и основами обеспечения их безопасности.

Что такое компьютерная сеть?

Компьютерная сеть — это совокупность компьютеров, соединенных с помощью кабелей (проводная) или технологии WiFi (беспроводная), с целью передачи и обмена данными и ресурсами, а также предоставления общего доступа к ним. Для построения компьютерной сети необходимо аппаратное обеспечение (например, маршрутизаторы, коммутаторы, точки доступа и кабели) и программное обеспечение (например, операционные системы и бизнес-приложения).

Зачастую компьютерная сеть зависит от географического положения. Например, LAN (локальная вычислительная сеть) объединяет компьютеры в ограниченном физическом пространстве, таком как офисное здание, тогда как WAN (глобальная вычислительная сеть) может обеспечивать взаимодействие компьютеров на разных континентах.

Интернет — это самый масштабный пример сети WAN, объединяющей миллиарды компьютеров по всему миру.

Для дальнейшего определения компьютерной сети можно указать применяемый протокол связи, физическую конфигурацию компонентов, способ управления трафиком и назначение.

Компьютерные сети обеспечивают обмен данными в любых сферах деятельности, таких как бизнес, развлечения и исследования. Интернет, поисковые системы, электронная почта, обмен аудио- и видеозаписями, электронная коммерция, онлайн-трансляции и социальные сети — все это существует благодаря компьютерным сетям.

Типы компьютерных сетей

Большое разнообразие типов компьютерных сетей связано с тем, что требования к сетям постоянно менялись. Ниже перечислены самые распространенные типы компьютерных сетей:

LAN (локальная сеть): локальная сеть объединяет компьютеры, расположенные друг от друга на относительно небольшом расстоянии, позволяя им обмениваться данными, файлами и ресурсами. Например, в состав локальной сети могут входить все компьютеры в офисном здании, школе или больнице. Как правило, локальные сети находятся в частной собственности и управляются в частном порядке.
WLAN (беспроводная локальная сеть): WLAN — по своей сути аналогична локальной сети, однако в ней устанавливаются беспроводные соединения между устройствами.
WAN (глобальная сеть): как предполагает название, WAN объединяет компьютеры в глобальной области, которая может охватывать несколько регионов или даже континентов. Интернет — это самая крупная сеть WAN, объединяющая миллиарды компьютеров по всему миру. Управление WAN организовано с помощью моделей коллективного или распределенного владения.
MAN (городская вычислительная сеть): сети MAN по размерам обычно больше, чем сети LAN, но меньше, чем сети WAN. Как правило, сети MAN принадлежат городам и правительственным учреждениям.
PAN (личная сеть): PAN ограничивается обслуживанием одного пользователя. Например, если у вас есть iPhone и Mac, то с большой вероятностью они объединены в сеть PAN, которая обеспечивает совместное использование и синхронизацию данных — текстовых сообщений, электронной почты и фотографий — между обоими устройствами.
SAN (сеть хранения данных): SAN представляет собой специализированную сеть, обеспечивающую доступ к блочным системам хранения, таким как общая сеть или облачное хранилище. С точки зрения пользователя SAN выглядит и работает как дисковый накопитель, физически подключенный к компьютеру. (Дополнительная информация о принципах работы SAN с блочной памятью приведена на веб-странице Блочное хранилище: полное руководство).
CAN (кампусная сеть): сеть CAN также называется корпоративной сетью. CAN больше, чем сеть LAN, но меньше, чем сеть WAN. Сети CAN обслуживают такие объекты, как колледжи, университеты и бизнес-центры.
VPN (виртуальная частная сеть): VPN представляет собой безопасное двухточечное соединение между двумя конечными точками (см. раздел «Узлы» ниже). VPN создает зашифрованный канал, который защищает идентификационные данные пользователя и передаваемую информацию от несанкционированного доступа.

Важные термины и концепции

Ниже перечислены общие термины, с которыми вы можете столкнуться при изучении компьютерных сетей:

IP-адрес: IP-адрес — это уникальный номер, который присваивается каждому устройству, подключенному к сети на основе протокола Интернета (IP). Каждый IP-адрес содержит идентификатор сети, которой принадлежит устройство, а также расположение устройства в этой сети. Когда одно устройство отправляет данные другому, в данные добавляется заголовок, содержащий IP-адрес отправляющего устройства и IP-адрес целевого устройства.
Узлы: Узел представляет собой связующее звено внутри сети, которое может принимать, отправлять, создавать и хранить данные. Каждому узлу должен быть присвоен идентификатор для получения доступа, такой как IP-адрес. Примеры узлов: компьютеры, принтеры, модемы, мосты и коммутаторы. Узлом по сути является любое сетевое устройство, обладающее возможностью распознавать другие сетевые узлы и передавать им информацию.
Маршрутизаторы: Маршрутизатор — это физическое или виртуальное устройство, обеспечивающее передачу информации между сетями в виде пакетов данных. Анализируя содержимое пакетов, маршрутизаторы определяют оптимальный путь доставки информации конечному получателю. Маршрутизаторы пересылают пакеты данных до тех пор, пока они не достигнут целевого узла.
Коммутаторы: Коммутатор — это устройство, которое соединяет другие устройства и управляет обменом данными между узлами в сети, обеспечивая доставку пакетов данных конечным получателем. Обратите внимание, что маршрутизатор отправляет информацию между сетями, а коммутатор отправляет информацию между узлами в пределах одной сети. В контексте компьютерных сетей термин «коммутация» описывает способ передачи данных между устройствами в сети. Три основных типа коммутации:
- Коммутация каналов — между узлами в сети создается выделенный канал связи. Выделенный канал предлагает полную пропускную способность во время передачи — по нему не передается другой трафик.
- Коммутация пакетов — предусматривает разбиение данных на независимые части, называемые пакетами, которые вследствие небольшого размера позволяют снизить нагрузку на сеть. Пакеты передаются по сети конечному получателю.
- Коммутация сообщений — сообщение целиком отправляется из исходного узла и передается между коммутаторами до тех пор, пока не достигнет целевого узла.
Порты: Порт выполняет роль идентификатора конкретного соединения между сетевыми устройствами. Каждый порт имеет числовое значение. Например, если сравнить IP-адрес с адресом жилого дома, то порт будет номером квартиры в этом доме. Номера портов помогают компьютерам маршрутизировать сообщения между приложениями, службами и процессами.
Типы сетевых кабелей: Наиболее распространенные типы сетевых кабелей: витая пара Ethernet, оптоволоконный кабель и коаксиальный кабель. Выбор типа кабеля зависит от размера сети, схемы размещения сетевых элементов и физического расстояния между устройствами.

Примеры компьютерных сетей

Компьютерная сеть представляет собой совокупность проводных или беспроводных соединений между двумя и более компьютерами с целью обмена данными и ресурсами. Сегодня практически каждое цифровое устройство подключено к компьютерной сети.

В офисной обстановке можно организовать общий доступ к принтеру или системе группового обмена сообщениями. Для этой цели лучше всего подойдет локальная сеть (LAN), разрешающая совместное использование ресурсов на уровне вашего отдела.

Правительство города может управлять городской сетью камер наблюдения, отслеживающих плотность движения и дорожно транспортные происшествия. Эта сеть могла бы входить в состав городской вычислительной сети (MAN), позволяющей аварийно-спасательным службам реагировать на ДТП, предлагать водителям альтернативные маршруты и даже штрафовать нарушителей.

Компания The Weather Company создала децентрализованную ячеистую сеть, позволяющую мобильным устройствам напрямую взаимодействовать друг с другом без подключения к WiFi или сотовой сети. Проект Mesh Network Alerts обеспечивает доставку предупреждений о погоде миллиардам людей даже в районах с ограниченным доступом к Интернету.

Компьютерные сети и Интернет

Интернет — это сеть сетей, объединяющая миллиарды цифровых устройств по всему миру. Обмен данными между этими устройствами ведется по стандартным протоколам. В число таких протоколов входят протокол передачи гипертекста (HTTP) (префикс ‘http’ перед адресом веб-сайта). Протокол Интернета — задает уникальные идентификационные номера (IP-адреса), которые присваиваются всем устройствам, обращающимся к Интернету. IP-адрес можно сравнить с почтовым адресом, описывающим уникальное местоположение для правильной доставки информации.

Поставщики интернет-услуг (ISP) и поставщики сетевых услуг (NSP) предлагают инфраструктуру, позволяющую передавать пакеты данных или информацию через Интернет. Передаваемую через Интернет информация нет смысла доставлять на все устройства, подключенные к Интернету. За определение конечного получателя информации отвечает комбинация протоколов и инфраструктуры.

Как они работают?

Компьютерные сети объединяют компьютеры, маршрутизаторы и коммутаторы с помощью электрических, оптоволоконных и беспроводных сигналов. Подключенные к сети устройства могут взаимодействовать друг с другом и обмениваться информацией и ресурсами.

Работа сетей подчиняется протоколам, которые устанавливают порядок отправки и приема данных. Такие протоколы обеспечивают взаимодействие устройств. Каждому устройству в сети присваивается IP-адрес — уникальный числовой идентификатор, с помощью которого к устройству могут обращаться другие устройства.

Маршрутизаторы — это виртуальные или физические устройства, отвечающие за передачу данных между разными сетями. Анализируя информацию, маршрутизаторы определяют оптимальный способ доставки данных конечному получателю. Коммутаторы соединяют устройства и управляют обменом данными между узлами внутри сети, обеспечивая доставку передаваемых по сети пакетов с информацией конечным получателям.

Архитектура

Архитектура компьютерной сети определяет физическую и логическую структуру сети. Она задает способ организации компьютеров в сети, а также распределяет задачи между ними. Сетевая архитектура состоит из следующих компонентов: аппаратное обеспечение, программное обеспечение, среда передачи данных (проводная или беспроводная), сетевая топология и протоколы связи.

Основные типы сетевых архитектур

Сетевые архитектуры бывают двух типов: одноранговые (P2P) и клиент-серверные. В архитектуре P2P два и более компьютеров соединены друг с другом как равноправные узлы, обладающие одинаковым приоритетом и полномочиями по отношению к сети. В сети P2P не требуется центральный сервер для координации. Каждый компьютер выполняет роль клиента (узел, которому требуется доступ к службе) и сервера (узел, который обслуживает клиента при обращении к службе). Каждый равноправный узел предоставляет сети часть своих ресурсов, включая вычислительную мощность, оперативную память, ресурсы хранения данных и пропускную способность.

В клиент-серверной сети за управление ресурсами и обслуживание клиентских устройств отвечает центральный сервер или группа серверов. Обмен данными между клиентами в сети осуществляется через промежуточный сервер. В отличие от модели P2P, клиенты в клиент-серверной архитектуре не отдают часть своих ресурсов под служебные нужды. Архитектура такого типа часто называется многоуровневой моделью, поскольку она состоит из нескольких уровней или слоев.

Топология сети

Топология сети — это схема размещения узлов и соединений в сети. Сетевой узел — это устройство, которое может отправлять, получать, хранить или пересылать данные. Сетевое соединение устанавливается между узлами и может быть проводным или беспроводным.

Для успешного проектирования сетей важно хорошо понимать типы топологий. Среди множества топологий самыми распространенными являются шина, кольцо, звезда и ячеистая топология:

Шина — в сетевой топологии этого типа каждый узел напрямую подключен к главному кабелю.
Кольцо — соединения между узлами образуют кольцо и каждое устройство подключено ровно к двум соседним узлам. Соседние узлы напрямую соединены друг с другом; несоседние узлы взаимодействуют через другие узлы.
В сетевой топологии типа «звезда» все узлы подключены к одному центральному узлу, через который осуществляется взаимодействие между узлами.
В ячеистой топологии между узлами устанавливаются перекрывающиеся соединения. В случае полной ячеистой топологии каждый узел в сети подключен ко всем остальным узлам. Кроме того, можно создать частичную ячеистую топологию, в которой отдельные узлы подключены не ко всем узлам, а только к тем, с которыми они чаще всего обмениваются данными. Поскольку реализация полной ячеистой сети может быть дорогостоящим и трудоемким процессом, такая топология обычно используется в редких случаях, когда требуется высокая степень избыточности сети. Частичная ячеистая сеть не отличается настолько высокой избыточностью, но при этом реализовать ее гораздо проще и дешевле.

Безопасность

Средства обеспечения безопасности компьютерной сети защищают целостность информации в сети и управляют доступом к ней. Политики сетевой безопасности должны обеспечивать оптимальное сочетание обслуживания пользователей и управления доступом к информации.

Точки входа в сеть крайне разнообразны. Среди них — аппаратное и программное обеспечение, образующее сеть, а также подключенные к сети устройства, такие как компьютеры, смартфоны и планшеты. В связи с этим для обеспечения безопасности сети требуются разные методы защиты. Как правило, для этой цели применяются брандмауэры — устройства, которые отслеживают сетевой трафик и блокируют доступ к отдельным участкам сети с помощью правил безопасности.

Процессы идентификации пользователей с помощью идентификаторов и паролей добавляют дополнительный уровень безопасности. Изоляция сетевых данных позволяет затруднить доступ к частной или персональной информации по сравнению с менее важной информацией. Кроме того, в рамках программы обеспечения безопасности рекомендуется регулярно обновлять и устанавливать исправления аппаратного и программного обеспечения, довести до сведения пользователей сети информацию об основных угрозах и оставаться в курсе последних событий в области кибербезопасности. В условиях, когда сетевые угрозы постоянно эволюционируют, обеспечение безопасности сети можно рассматривать как бесконечный процесс.

В случае применения общедоступных облачных сред также важно регулярно обновлять процедуры обеспечения безопасности, чтобы гарантировать бесперебойный доступ и безопасность. Безопасное облако можно создать только на основе хорошо защищенной сети.

Ознакомьтесь с пятью основными соображениями (PDF, 298 КБ) по защите общедоступного облака.

Ячеистые сети

Как было отмечено выше, ячеистая сеть — это тип топологии, в которой каждый узел компьютерной сети соединен с максимально возможным количеством других узлов. В этой топологии узлы совместными усилиями выбирают оптимальный маршрут доставки данных получателю. Такая топология отличается высокой отказоустойчивостью, поскольку в случае сбоя одного из узлов данные можно будет передать через множество других узлов. Самоорганизация и самонастройка являются важными свойствами ячеистых сетей — для отправки информации выбирается самый быстрый и безопасный путь.

Типы ячеистых сетки

Ячеистые сети бывают двух типов — полная ячеистая сеть и частичная ячеистая сеть:

В полной ячеистой топологии каждый узел сети соединен со всеми остальными узлами — такая схема гарантирует высочайший уровень отказоустойчивости. Однако, она очень дорогая в реализации. В частичной ячеистой топологии соединены не все узлы — обычно только те из них, которые чаще всего обмениваются данными.
Беспроводная ячеистая сеть может состоять из десятков сотен узлов. Пользователи подключаются к сети такого типа через точки доступа, распределенные по большой территории.

Распределители нагрузки и сети

Распределители нагрузки отвечают за распределение задач, рабочих нагрузок и сетевого трафика между доступными серверами. Распределители нагрузки можно сравнить с диспетчерской службой в аэропорту. Распределитель нагрузки отслеживает весь трафик, поступающий в сеть, и передает его маршрутизаторам или серверам, лучше всего подходящим для его обработки. Распределение нагрузки позволяет избежать перегрузки ресурсов, оптимизировать доступные ресурсы, уменьшить время отклика и повысить пропускную способность.

Подробный обзор распределителей нагрузки приведен на веб-странице Распределение нагрузки: полное руководство.

Сети доставки материалов

Сеть доставки материалов (CDN) — это сеть распределенных серверов, предоставляющая пользователям кэшированные (временно сохраненные) копии материалов веб-сайтов в зависимости от их географического расположения. CDN хранит материалы на распределенных серверах и предоставляет их пользователям таким образом, чтобы уменьшить расстояние между посетителями веб-сайта и сервером веб-сайта. Размещение кэшированных материалов ближе к конечным пользователям позволяет повысить скорость загрузки веб-страниц и помогает повысить качество обслуживания глобальной аудитории веб-сайтов. Сети CDN обеспечивают защиту от всплесков трафика, уменьшают время отклика, снижают потребление пропускной способности и помогают минимизировать последствия взломов и атак за счет размещения дополнительного уровня между конечными пользователями и инфраструктурой веб-сайта.

Сервисы потоковых трансляций в прямом эфире и по запросу, разработчики игр, создатели приложений, интернет-магазины — стремительный рост цифрового потребления вынуждает владельцев задействовать сети CDN для повышения качества обслуживания потребителей контента.

IBM и решения для компьютерных сетей

Решения для компьютерных сетей помогают компаниям оптимизировать трафик, повысить удовлетворенность пользователей, защитить сеть и упростить предоставление услуг. Как правило, лучшее решение для компьютерной сети представляет собой уникальную конфигурацию, специально разработанную с учетом типа и потребностей бизнеса.

Сети доставки материалов (CDN), распределители нагрузки и средства обеспечения сетевой безопасности — все это примеры технологий, которые могут помочь компаниям реализовать оптимальные решения для компьютерных сетей. IBM предлагает дополнительные решения для компьютерных сетей, включая следующие:

Аппаратные шлюзы — это устройства, которые предлагают расширенный контроль над сетевым трафиком, повышают производительность сети и укрепляют ее безопасность. Он применяется для управления физическими и виртуальными сетями при маршрутизации в нескольких VLAN, в качестве брандмауэра, VPN, для формирования трафика и многого другого.
Direct Link обеспечивает защиту и ускоряет передачу данных между частной инфраструктурой, мультиоблачными средами и IBM Cloud.
Облачные интернет-услуги — это функции обеспечения безопасности и управления производительностью, предназначенные для защиты общедоступных веб-материалов и приложений перед их перемещением в облако. Защита от DDoS, глобальное распределение нагрузки и комплект функций обеспечения безопасности, повышения надежности и управления производительностью для защиты общедоступных веб-материалов и приложений перед их перемещением в облако.

Сетевые услуги IBM Cloud предлагают сетевые решения для оптимизации трафика, повышения удовлетворенности пользователей и эффективного предоставления ресурсов по мере необходимости.

Повысьте свою квалификацию в области сетевых технологий и получите профессиональную сертификацию IBM, пройдя курсы в рамках программы Инженер по надежности облачных сайтов (SRE), профессиональный уровень.

Зарегистрируйтесь для получения IBMid и создайте учетную запись IBM Cloud.

Корпоративные сети

Для организаций, не имеющих в своем штате собственных IT-специалистов, мы предлагаем услуги по монтажу и наладке компьютерных сетей, а также помощь в выборе и настройке компьютерной техники и мини-АТС, с полным последующим сопровождением.

Услуги по монтажу и наладке компьютерных сетей

Помощь в выборе компьютеров и другой офисной техники
Прокладка кабеля, установку и монтаж сетевых розеток установка и настройку мини-АТС
Установка и монтаж прочего сетевого оборудования

Организация выхода в Интернет и удаленного доступа к сети предприятия

помощь в выборе аппаратуры коммутации, маршрутизации и абонентского доступа;
программирование маршрутизаторов, коммутаторов, модемов с целью реализации выбранной политики безопасности сети предприятия;
установка и настройка аппаратных маршрутизаторов виртуальных частных сетей для обеспечения возможности удаленного входа на серверы 1С:Предприятия;
подключение филиалов организации к центральному офису с использованием стандартизованных защищенных протоколов;
установка и настройка межсетевых экранов прикладного уровня, обеспечивающих выборочное ограничение доступа пользователей локальных сетей к ресурсам сети Интернет, ограничения на объем и содержимое входящего и исходящего трафика, контроль доступа к «запрещенным» сайтам, ведение журнала событий и т. д.

Аппаратное и программное обеспечение локальной сети предприятия. Аппаратное обеспечение компьютерной сети. Электронная почта. Сеть позволяет установить почтовую службу, чтобы рассылать сообщения, доклады, служебные записки другим пользователям сети

Для передачи информации по каналам связи необходимо преобразовывать компьютерные сигналы в сигналы физических сред.

Например, при передаче информации по оптоволоконному кабелю представленные в компьютере данные будут преобразованы в оптические сигналы, для чего используют специальные технические устройства – сетевые адаптеры.

Сетевые адаптеры (сетевые карты) – технические устройства, вы полняющие функции сопряжения компьютеров с каналами связи.

Сетевые адаптеры должны соответствовать каналам связи. Для каждого вида канала нужен свой тип сетевого адаптера. Адаптер вставляют в свободное гнездо материнской платы компьютера и соединяют кабелем с сетевым адаптером другого компьютера. На сетевых картах выставляют адреса компьютеров в сети, без которых невозможна передача. Когда информация циркулирует по сети, любой сетевой компьютер отбирает из нее лишь ту, что предназначена именно для него. Определяется она в соответствии с адресом компьютера.

Коннекторы (соединители ) для подключения кабелей к компьютеру; разъёмы для соединения отрезков кабеля.

Трансиверы повышают уровень качества передачи данных по кабелю, отвечают за приём сигналов из сети и обнаружение конфликтов.

Хабы (концентраторы ) и коммутирующие хабы (коммутаторы ) расширяют топологические, функциональные и скоростные возможности компьютерных сетей. Хаб с набором разнотипных портов позволяет объединять сегменты сетей с различными кабельными системами . К порту хаба можно подключать как отдельный узел сети, так и другой хаб или сегмент кабеля.

Повторители (репитеры ) усиливают сигналы, передаваемые по кабелю при его большой длине.

Для соединения локальных сетей используются следующие устройства, которые различаются между собой по назначению и возможностям:

Мост (англ. Bridge) – связывает две локальные сети. Передаёт данные между сетями в пакетном виде, не производя в них никаких изменений. Ниже на рисунке показаны три локальные сети, соединённые двумя мостами.

Здесь мосты создали расширенную сеть, которая обеспечивает своим пользователям доступ к прежде недоступным ресурсам. Кроме этого, мосты могут фильтровать пакеты, охраняя всю сеть от локальных потоков данных и пропуская наружу только те данные, которые предназначены для других сегментов сети.

Маршрутизатор (англ. Router) объединяет сети с общим протоколом более эффективно, чем мост. Он позволяет, например, расщеплять большие сообщения на более мелкие куски, обеспечивая тем самым взаимодействие локальных сетей с разным размером пакета.

Маршрутизатор может пересылать пакеты на конкретный адрес (мосты только отфильтровывают ненужные пакеты), выбирать лучший путь для прохождения пакета и многое другое. Чем сложней и больше сеть, тем больше выгода от использования маршрутизаторов.

Мостовой маршрутизатор (англ. Brouter) – это гибрид моста и маршрутизатора, который сначала пытается выполнить маршрутизацию, где это только возможно, а затем, в случае неудачи, переходит в режим моста.

Шлюз (англ. GateWay), в отличие от моста, применяется в случаях, когда соединяемые сети имеют различные сетевые протоколы. Поступившее в шлюз сообщение от одной сети преобразуется в другое сообщение, соответствующее требованиям следующей сети. Таким образом, шлюзы не просто соединяют сети, а позволяют им работать как единая сеть. C помощью шлюзов также локальные сети подсоединяются к мэйнфреймам – универсальным мощным компьютерам.

Задачи локальной сети: Разделение файлов. Сеть позволяет многим пользователям одновременно работать с одним файлом. Разделение файлов. Сеть позволяет многим пользователям одновременно работать с одним файлом. Передача файлов. Сеть позволяет быстро копировать файлы любого размера с одной машины на другую без использования магнитных носителей. Передача файлов. Сеть позволяет быстро копировать файлы любого размера с одной машины на другую без использования магнитных носителей. Разделение прикладных программ. Сеть позволяет разным пользователям использовать одну и ту же копию программы. Разделение прикладных программ. Сеть позволяет разным пользователям использовать одну и ту же копию программы. Разделение принтера. Сеть позволяет нескольким пользователям использовать один или несколько принтеров. Разделение принтера. Сеть позволяет нескольким пользователям использовать один или несколько принтеров. Электронная почта. Сеть позволяет установить почтовую службу, чтобы рассылать сообщения, доклады, служебные записки другим пользователям сети. Электронная почта. Сеть позволяет установить почтовую службу, чтобы рассылать сообщения, доклады, служебные записки другим пользователям сети. На базе локальной сети модно установить программное обеспечение, что дает возможности использовать технологии глобальной сети интернет при подготовки, публикации, использовании документов. На базе локальной сети модно установить программное обеспечение, что дает возможности использовать технологии глобальной сети интернет при подготовки, публикации, использовании документов.

Одноранговая локальная сеть В одноранговой локальной сети все компьютеры равноправны. Общие устройства могут быть подключены к любому компьютеру в сети. В одноранговой локальной сети все компьютеры равноправны. Общие устройства могут быть подключены к любому компьютеру в сети.

Сеть с выделенным сервером Сервер (от англ. server – обслуживающее устройство) – компьютер, распределяющий ресурсы между пользователями сети. В сервере установлен мощный процессор, большая оперативная и дисковая память, хранится основная часть программного обеспечения и данных сети, которыми могут воспользоваться все пользователи сети. В качестве рабочих станций обычно используются менее производительные компьютеры с меньшей дисковой и оперативной памятью.

Топология локальной сети Наиболее простой вид топологии шина. В такой сети все компьютеры подключены к одному кабелю. На шину похожа и структура, которую называют кольцо. Для локальных сетей, основанных на файловом сервере, может применяться схема звезда. От схемы зависит состав оборудования и программного обеспечения. Топологию выбирают, исходя из потребностей предприятия. Если предприятие занимает многоэтажное здание, то в нем может быть применена схема снежинка, в которой имеются файловые серверы для разных рабочих групп и один центральный сервер для всего предприятия.

Аппаратура локальной сети: кабели для передачи информации; кабели для передачи информации; разъемы для присоединения кабелей; разъемы для присоединения кабелей; согласующие терминаторы; согласующие терминаторы; сетевые адаптеры; сетевые адаптеры; репитеры; репитеры; трансиверы; трансиверы; концентраторы; концентраторы; мосты; мосты; маршрутизаторы; маршрутизаторы; шлюзы. шлюзы.

Сетевые адаптеры (они же контроллеры, карты, платы, интерфейсы, NIC Network Interface Card) это основная часть аппаратуры локальной сети, без которой сеть невозможна. Назначение сетевого адаптера сопряжение компьютера (или другого абонента) с сетью, то есть обеспечение обмена информацией между компьютером и каналом связи в соответствии с принятыми правилами обмена.

Репитеры, или повторители (repeater), выполняют более простую функцию, чем трансиверы. Они не преобразуют ни уровни сигналов, ни их вид, а только восстанавливают ослабленные сигналы (их амплитуду и форму), приводя их форму к исходному виду. Цель такой ретрансляции сигналов состоит в увеличении длины сети.

Мосты (bridge), маршрутизаторы (router) и шлюзы (gateway) служат для объединения в единую сеть нескольких разнородных сетей с разными протоколами обмена нижнего уровня, в частности, с разными форматами пакетов, разными методами кодирования, разной скоростью передачи и т.д.

Программное обеспечение сети Для работы в локальной сети необходимо специальное сетевое программное обеспечение. Для работы в локальной сети необходимо специальное сетевое программное обеспечение. В операционной системе Windows уже имеется всё необходимое для установки сети.

Программное обеспечение сети Для организации локальной сети необходимо: определить имя Рабочей группы; присвоить каждому компьютеру уникальное в данной Рабочей группе имя и IP-адрес, а также установить адрес маски подсети (в некоторых случаях явный IP-адрес и адрес маски подсети можно не устанавливать).

Локальная вычислительная сеть – это понятие, знакомое многим не понаслышке. Практически каждое предприятие использует эту технологию, поэтому можно утверждать, что каждый человек так или иначе сталкивался с ней. Локальные сети существенно ускорили производственные процессы, тем самым дав резкий скачок дальнейшему их применению по всему земному шару. Все это позволяет прогнозировать дальнейший рост и развитие подобной системы передачи данных, вплоть до внедрения ЛВС на каждом, даже самом небольшом предприятии.

Понятие локальной сети

Локальная вычислительная сеть представляет собойнекое количество компьютеров, соединенных между собой специальным оборудованием, позволяющим осуществлять полноценный обмен информацией между ними. Важной особенностью этого вида передачи данных является относительно небольшая территория размещения узлов связи, то есть самих вычислительных машин.

Локальные сети не только существенно облегчают взаимодействие между пользователями, но и выполняют некоторые другие функции:

Упрощают работу с документацией. Сотрудники могут редактировать и просматривать файлы на своем рабочем месте. При этом надобность в коллективных собраниях и совещаниях отпадает, что экономит драгоценное время.
Позволяют работать над документами совместно с коллегами, когда каждый находится за своим компьютером.
Дают возможность доступа к приложениям, установленным на сервере, что позволяет экономить свободное пространство на установленном жестком диске.
Экономят пространство на жестком диске, позволяя сохранять документы на главном компьютере.

Виды сетей

Локальная вычислительная сеть может быть представлена двумя моделями: одноранговой сетью и иерархической. Различаются они способами взаимодействия узлов связи.

Одноранговая сеть основана на равноправии всех машин, а данные распределены между каждой из них. По сути, пользователь одного компьютера может получить доступ к ресурсам и информации другого. Эффективность работы одноранговой модели напрямую зависит от числа рабочих узлов, а уровень ее безопасности неудовлетворителен, что вкупе с достаточно сложным процессом управления делает такие сети не слишком надежными и удобными.

Иерархическая модель включает в себя один (или больше) главный сервер, где хранятся и обрабатываются все данные, и несколько узлов-клиентов. Этот тип сетей используется гораздо чаще первого, имея преимущество в быстродействии, надежности и безопасности. Однако скорость работы такой ЛВС во многом зависит от сервера, что при определенных условиях можно считать недостатком.

Составление технических требований

Проектирование локальной вычислительной сети представляет собой достаточно сложный процесс. Начинается он с разработки технического задания, которое следует тщательно продумать, так как недочеты в нем грозят последующими трудностями в построении сети и дополнительными финансовыми затратами. Первичное проектирование можно произвести с помощью специальных конфигураторов, которые позволят подобрать оптимальное сетевое оборудование. Особенно удобны такие программы тем, что можно исправлять различные значения и параметры непосредственно во время работы, а также составлять отчет по окончании процесса. Только после этих действий можно будет приступить к следующему этапу.

Эскизное проектирование

Этот этап заключается в сборе данных о предприятии, где планируется монтаж локально вычислительной сети, и анализе полученной информации. Определяется количество:

Пользователей.
Рабочих станций.
Серверных помещений.
Портов подключения.

Важным моментом является наличие данных о путях прокладки магистралей и планирование определенной топологии. В целом же необходимо придерживаться ряда требований, которые предъявляет стандарт IEEE 802.3. Однако, несмотря на эти правила, иногда может понадобиться произвести расчеты задержек распространения сигнала или же проконсультироваться у производителей сетевого оборудования.

Основные характеристики ЛВС

Выбирая способ размещения узлов связи, необходимо помнить об основных требованиях, предъявляемых к локальным сетям:

Производительности, которая сочетает в себе несколько понятий: пропускную способность, время реакции, задержку передачи.
Совместимости, т.е. способности подключить разное оборудование локальных вычислительных сетей и программное обеспечение.
Безопасности, надежности, т.е. возможности предотвращения несанкционированного доступа и полной защиты данных.
Масштабируемости – способности увеличения количества рабочих станций без ухудшения производительности сети.
Управляемости – возможности контроля главных элементов сети, профилактики и устранения проблем.
Прозрачности сети, заключающейся в представлении для пользователей единым вычислительным устройством.

Основные топологии локально-вычислительных сетей: достоинства и недостатки

Топология сети представляет собой физическое ее расположение, значительно влияя на основные характеристики. На современных предприятиях в основном используются три вида топологий: “Звезда”, “Шина” и “Кольцо”.

Топология «Звезда» является самой распространенной, имеет множество преимуществ перед остальными. Такой способ монтажа отличается высокой надежностью; если какой-либо компьютер вышел из строя (кроме сервера), на работу остальных это никак не повлияет.

Топология «Шина» представляет собой единый магистральный кабель с подключенными вычислительными машинами. Подобная организация локальной вычислительной сети экономит финансы, но не подходит для объединения большого количества компьютеров.

Топология «Кольцо» отличается низкой надежностью за счет особого расположения узлов – каждый из них соединен с двумя другими с помощью сетевых карт. Поломка одного компьютера приводит к остановке работы всей сети, поэтому такой вид топологии применяется все реже.

Рабочее проектирование сети

Локальная вычислительная сеть предприятия включает в себя также различные технологии, оборудование и кабели. Поэтому следующим этапом станет подбор всех этих элементов. Принятие решения в пользу того или иного программного либо аппаратного обеспечения определяется целью создания сети, количеством пользователей, перечнем используемых программ, размерами сети, а также ее месторасположением. В настоящее время чаще всего используются оптоволоконные магистрали, отличающиеся большой надежностью, быстродействием и доступностью.

О видах кабеля

Кабели используются в сетях для передачи сигналов между рабочими станциями, у каждого из них есть свои особенности, что необходимо учитывать при проектировании ЛВС.

Витая пара состоит из нескольких пар проводников, покрытых изоляцией и скрученных между собой. Невысокая цена и простота монтажа являются выгодными преимуществами, что делает такой кабель самым популярным для монтажа локальных сетей.
Коаксиальный кабель включает в себя два проводника, вставленных один в другой. Локальная вычислительная сеть с применением коаксиала уже не так распространена – ее заменила витая пара, однако она встречается в некоторых местах до сих пор.
Оптоволокно представляет собой стеклянную нить, способную переносить свет посредством его отражения от стенок. Кабель из этого материала передает данные на огромные расстояния и отличается высоким быстродействием по сравнению с витой парой и коаксиалом, однако стоит недешево.

Необходимое оборудование

Сетевое оборудование локальных вычислительных сетей включает множество элементов, наиболее часто используемыми среди которых являются:

Концентратор или хаб. Он объединяет некоторое количество устройств в один сегмент при помощи кабеля.
Коммутатор . Использует специальные процессоры для каждого порта, обрабатывающие пакеты обособленно от других портов, за счет чего обладают высокой производительностью.
Маршрутизатор . Это устройство, принимающее решения о рассылке пакетов на основе данных о таблицах маршрутизации и некоторых правил.
Модем . Широко применяется в системах связи, обеспечивая контакт с другими рабочими станциями посредством кабельной или телефонной сети.

Конечное сетевое оборудование

Аппаратное обеспечение локальной вычислительной сети в обязательном порядке включает серверную и клиентскую части.

Сервер – это мощный компьютер, имеющий высокую сетевую значимость. Функции его заключаются в хранении информации, баз данных, обслуживании пользователей и обработке программных кодов. Серверы находятся в специальных помещениях с регулируемой постоянной температурой воздуха – серверных, а корпус их оснащен дополнительной защитой от пыли, случайного выключения, а также мощной охлаждающей системой. Как правило, доступ к серверу имеют только системные администраторы либо руководители предприятия.

Рабочая станция представляет собой обычную вычислительную машину, подключенную к сети, то есть ею является любой компьютер, запрашивающий услуги у главного сервера. Для обеспечения связи на таких узлах используется модем и сетевая плата. Поскольку обычно рабочими станциями используются ресурсы сервера, клиентская часть оснащена слабыми планками памяти и жесткими дисками небольшого объема.

Программное обеспечение

Оборудование локальных вычислительных сетей не сможет полноценноосуществлять свои функции без подходящего программного обеспечения. К программной части относятся:

Сетевые операционные системы на серверах, составляющие основу любой сети. Именно ОС управляет доступом ко всем сетевым ресурсам, координирует маршрутизацию пакетов, разрешает конфликты устройств. В таких системах имеется встроенная поддержка протоколов TCP/IP, NetBEUI, IPX/SPX.
Автономные ОС, управляющие клиентской частью. Ими являются обычные операционные системы, к примеру, Windows XP, Windows 7.
Сетевые службы и приложения. Эти программные элементы позволяют производить различные действия: просмотр удаленной документации, печать на сетевом принтере, рассылка почтовых сообщений. Традиционные службы HTTP, POP-3, SMTP, FTP и Telnet являются основой этой категории и реализуются при помощи программного обеспечения.

Нюансы проектирования локальных сетей

Проектирование локальной вычислительной сети требует долгого и неспешного анализа, а также учета всех тонкостей. Важно предусмотреть возможность роста предприятия, что повлечет за собой и увеличение масштабов локальной сети. Составлять проект необходимо таким образом, чтобы ЛВС в любой момент была готова к подключению новой рабочей станции или другого устройства, а также модернизации любого ее узла и компонента.

Не менее важны и вопросы безопасности. Кабеля, применяемые при построении сети, должны быть надежно защищены от несанкционированного доступа, а магистрали размещены вдали от потенциально опасных мест, где они могут быть повреждены – нечаянно либо умышленно. Компоненты ЛВС, размещаемые за пределами помещения, в обязательном порядке следует заземлить и надежно закрепить.

Разработка локально вычислительной сети – это достаточно трудозатратный процесс, однако при правильном подходе и проявленной должной ответственности ЛВС будет работать надежно и стабильно, обеспечивая бесперебойную работу пользователей.

составляют активные устройства, обеспечивающие передачу информации между узлами сети. В список таких устройств входят сетевые адаптеры, сетевые концентраторы и коммутаторы, мосты и маршрутизаторы.
Сетевой адаптер устанавливается на узле сети и осуществляет соединение его с каналом передачи данных. Для связи с остальными узлами сети выполняет следующие операции – буферизацию данных, формирование пакета, доступ к среде передачи, преобразование данных, их кодирование и декодирование и, наконец, передачу и прием.

Назначение сетевых концентраторов и коммутаторов аналогично – соединение нескольких узлов ЛВС лежащих в пределах одного сегмента. Разница состоит в том, что концентратор транслирует трафик от одного узла всем доступным, а коммутатор – непосредственно узлу-получателю. То или иное аппаратное обеспечение ЛВС может быть выбрано в зависимости, в первую очередь, от информационной загруженности сети и требований к безопасности передачи данных. В сетях, узлы которых не критичны к объемам трафика вполне достаточно концентраторов. Сети, предъявляющие повышенные требования к производительности и безопасности данных, должны быть укомплектованы коммутаторами, которые исключают необходимость и возможность узлам сети обрабатывать не предназначенную для них информацию.

Мосты и маршрутизаторы – это аппаратное обеспечение ЛВС , обеспечивающее связь между сегментами сети. Маршрутизаторы, в отличие от мостов, работающих на канальном уровне – втором в модели OSI, используют третий уровень модели – сетевой. Это позволяет осуществлять передачу пакетов с учетом специфики протоколов, осуществлять выбор оптимального маршрута передачи пакета на основании анализа полученной от других маршрутизаторов информации о топологии и состоянии сети Мост же является прозрачным для всех сетевых протоколов и, подобно коммутаторам, принимает решение о трансляции пакета только на основания MAC-адреса получателя.

Статьи по теме:

Структурная представляет собой графический документ, отображающий физическое расположение и связь составных частей скс.

Следует доверять исключительно квалифицированным специалистам, официально допущенным к работе в электроустановках.

Как вы уже, наверное, догадываетесь, из аппаратного обеспечения вам потребуются сетевые адаптеры для подключения компьютера к кабелю, разъемы, сам кабель и, возможно, устройство для объединения компьютеров при использовании топологии “звезда”.

В зависимости от топологии сети состав сетевого оборудования может меняться.

В любом случае для каждого компьютера, входящего в состав сети, вам потребуется сетевой адаптер. Этот адаптер вставляется в основную плату компьютера (motherboard) и имеет один или два разъема для подключения к кабелю сети (разумеется, сети компьютеров, а не электропитающей или осветительной сети).

Бывают сети, для которых не требуется специальных адаптеров, – сетевой кабель подключается к последовательному порту RS-232-C. Эти сети малопроизводительны и пригодны для решения только простейших задач, таких, как совместное использование принтера. Мы не будем уделять много внимания таким сетям.

А что делать владельцам портативных компьютеров типа Lap-Top и Note Book, не имеющих слотов расширения для подключения сетевых адаптеров? Некоторые фирмы специально для таких компьютеров выпускают адаптеры Ethernet в виде маленькой коробочки, подключающейся к принтерному или последовательному порту компьютера.

Что касается кабеля, то обычно используется коаксиальный кабель или витая пара (обычный телефонный провод). В ответственных случаях, когда необходимо соединять компьютеры, находящиеся в разных зданиях или предъявляются требования к обеспечению защиты информации от несанкционированного доступа, используют оптоволоконный кабель. Кстати, сам оптоволоконный кабель стоит не дороже коаксиального, чего однако не скажешь об адаптерах и другой аппаратуре для подключения такого кабеля.

Если вы используете коаксиальный кабель, он не должен быть слишком длинным. Когда протяженность локальной сети составляет сотни метров, может потребоваться врезать в середину кабеля специальное устройство – репитер. Задача репитера не сводится к простому усилению сигнала. Но об этом мы поговорим позже.

Рассмотрим аппаратное обеспечение, необходимое для реализации наиболее распространенных методов доступа – Ethernet, Arcnet и Token-Ring.

2.1. Аппаратура Ethernet

Аппаратура Ethernet обычно состоит из кабеля, разъемов, T-коннекторов, терминаторов и сетевых адаптеров.

Кабель, очевидно, используется для передачи данных между рабочими станциями. Для подключения кабеля используются разъемы. Эти разъемы через
T-коннекторы подключаются к сетевым адаптерам – специальным платам, вставляемым в слоты расширения материнской платы рабочей станции. Терминаторы подключаются к открытым концам сети. Скоро мы расскажем вам подробнее об аппаратуре Ethernet и о назначении перечисленных выше устройств.

Для Ethernet могут быть использованы кабели разных типов: тонкий коаксиальный кабель, толстый коаксиальный кабель и неэкранированная витая пара. Для каждого типа кабеля используются свои разъемы и свой способ подключения кабеля к сетевому адаптеру.

В зависимости от кабеля меняются такие характеристики сети, как максимальная длина кабеля и максимальное количество рабочих станций, подключаемых к кабелю.

Как правило, скорость передачи данных в сети Ethernet достигает 10 Мбит в секунду, что достаточно для многих приложений.

Рассмотрим подробно состав аппаратных средств Ethernet для различных типов кабеля.

2.1.1. Толстый коаксиальный кабель

Толстый коаксиальный кабель, используемый Ethernet, имеет диаметр 0,4 дюйма и волновое сопротивление 50 Ом. Иногда этот кабель называют “желтым кабелем”. Это самый дорогостоящий из рассматриваемых нами кабелей. Институт IEEE определил спецификацию на этот кабель – 10BASE5.

На рис. 4 схематически изображена локальная сеть на основе толстого коаксиального кабеля.

Рис. 4. Ethernet на толстом коаксиальном кабеле

Здесь приведена конфигурация сети, состоящей из двух сегментов, разделенных репитером. В каждом сегменте находятся три рабочие станции.

Каждая рабочая станция через сетевой адаптер (установлен в материнской плате компьютера и на рисунке не показан) специальным многожильным трансиверным кабелем подключается к устройству, называемому трансивером. Трансивер служит для подключения рабочей станции к толстому коаксиальному кабелю.

На корпусе трансивера имеется три разъема: два – для подключения толстого коаксиального кабеля, и один – для подключения трансиверного кабеля.

В табл. 2 перечислены устройства, необходимые для подключения рабочей станции к толстому коаксиальному кабелю.

Таблица 2. Оборудование для подключения рабочей станции к толстому коаксиальному кабелю Ethernet

К сожалению, длина одного сегмента ограничена и для толстого кабеля не может превышать 500 метров. Если общая длина сети больше 500 метров, ее необходимо разбить на сегменты, соединенные друг с другом через специальное устройство – репитер.

На нашем рисунке изображены два сегмента, соединенные репитером. При этом общая длина сети может достигать одного километра.

Между собой трансиверы соединяются отрезками толстого коаксиального кабеля с припаянными к их концам коаксиальными разъемами.

На концах сегмента подключены специальные заглушки – терминаторы. Это просто коаксиальные разъемы, в корпусе которых установлен резистор с сопротивлением 50 Ом.

Корпус одного из терминаторов должен быть заземлен. Учтите, что в каждом сегменте сети можно заземлять только один терминатор.

Существуют ли какие-нибудь другие ограничения кроме максимальной длины сегмента? Увы, существуют (см. табл. 3).

Таблица 3. Ограничения для Ethernet на толстом кабеле

Кроме ограничения на длину сегмента существуют ограничения на максимальное количество сегментов в сети (и, как следствие, на максимальную длину сети), на максимальное количество рабочих станций, подключенных к сети и на длину трансиверного кабеля.

Однако в большинстве случаев эти ограничения несущественны. Более того, часто возможности толстого кабеля избыточны. Вы можете сэкономить немало денег, если сделаете сеть на основе тонкого кабеля, так как в этом случае вам не потребуются ни трансиверы, ни трансиверные кабели. Да и тонкий сетевой кабель дешевле толстого.

На рис. 5 показано оборудование, необходимое для сети Ethernet на толстом кабеле.

Рис. 5. Оборудование Ethernet для толстого кабеля

2.1.2. Тонкий коаксиальный кабель

Тонкий коаксиальный кабель, используемый для Ethernet, имеет диаметр 0,2 дюйма и волновое сопротивление 50 Ом. Импортный кабель называется RG-58A/U и соответствует спецификации 10BASE2. Можно использовать также кабель РК-50, выпускаемый нашей промышленностью.

Сеть Ethernet на тонком кабеле существенно проще, чем на толстом (рис. 6).

Рис. 6. Ethernet на тонком коаксиальном кабеле

Как правило, все сетевые адаптеры имеют два разъема. Один из них предназначен для подключения многожильного трансиверного кабеля, второй – для подключения небольшого тройника, называемого Т-коннектором.

Т-коннектор с одной стороны подключается к сетевому адаптеру, а с двух других сторон к нему подключаются отрезки тонкого коаксиального кабеля с соответствующими разъемами на концах. При этом получается, что коаксиальный кабель подключается как бы непосредственно к сетевому адаптеру, поэтому не нужны трансивер и трансиверный кабель.

На концах сегмента должны находиться терминаторы, которые подключаются к свободным концам Т-коннекторов. Один (и только один!) терминатор в сегменте должен быть заземлен.

Сети на тонком кабеле имеют худшие параметры по сравнению с сетями на базе толстого кабеля (табл. 4). Но стоимость сетевого оборудования, необходимого для создания сети на тонком кабеле, существенно меньше.

Следует отметить, что некоторые фирмы выпускают адаптеры Ethernet, способные работать при длине сегмента до 300 метров (например, адаптеры фирмы 3COM). Однако такие адаптеры стоят дороже и вся сеть в этом случае должна быть сделана с использованием адаптеров только одного типа. Для того чтобы принять решение о покупке более дорогих адаптеров, сравните дополнительные затраты со стоимостью репитера, который потребуется для получения необходимой общей длины сети.

Таблица 4. Ограничения для Ethernet на тонком кабеле

Как правило, большинство сетей Ethernet создано именно на базе тонкого кабеля. На рис. 7 показано оборудование, необходимое для сети Ethernet на тонком кабеле.

Рис. 7. Оборудование Ethernet для тонкого кабеля

2.1.3. Неэкранированная витая пара

Некоторые (но не все) сетевые адаптеры Ethernet способны работать с кабелем, представляющим собой простую неэкранированную витую пару проводов (спецификация 10BASE-T). В качестве такого кабеля можно использовать обычный телефонный провод и уже имеющуюся в вашей организации телефонную сеть.

Сетевые адаптеры, способные работать с витой парой, имеют разъем, аналогичный применяемому в импортных телефонных аппаратах.

Для сети Ethernet на базе витой пары необходимо специальное устройство – концентратор. К одному концентратору через все те же телефонные розетки можно подключить до 12 рабочих станций. Максимальное расстояние от концентратора до рабочей станции составляет 100 метров. При этом скорость передачи данных такая же, как и для коаксиального кабеля, – 10 Мбит в секунду.

Достоинства сети на базе витой пары очевидны – низкая стоимость оборудования и возможность использования имеющейся телефонной сети. Однако есть серьезные ограничения на количество станций в сети и на ее длину.

2.1.4. Сетевой адаптер Ethernet

Вне зависимости от используемого кабеля для каждой рабочей станции вам потребуется приобрести сетевой адаптер. Сетевой адаптер – это плата, которая вставляется в материнскую плату компьютера. Она имеет как минимум два разъема для подключения к сетевому кабелю.

Для Ethernet в стандарте ISA используется три вида сетевых адаптеров: 8-битовые, 16-битовые и 32-битовые. 8-битовый адаптер может вставляться в 8-битовый или 16-битовый слоты материнской платы и используется главным образом в компьютерах IBM XT или IBM PC, где нет 16-битовых слотов. Иногда 8-битовые адаптеры покупают и для компьютеров IBM AT, если требования к скорости передачи данных невысоки. Для 16-битового адаптера необходимо использовать 16-битовый слот.

Если ваши компьютеры реализованы на базе процессора 80386 или 80486, имеет смысл рассмотреть возможность приобретения скоростного 32-битового сетевого адаптера, по крайней мере для тех станций, на которые приходится максимальная нагрузка.

Сетевые адаптеры могут быть рассчитаны на архитектуру ISA, EISA или Micro Channel. Первая архитектура используется в компьютерах серии IBM AT и совместимых с ними, вторая – в мощных станциях на базе процессоров 80486, третья – в компьютерах PS/2 фирмы IBM. Учтите, что конструктивно эти типы адаптеров отличаются друг от друга. И хотя вы сможете вставить адаптер ISA в шину EISA, вам никогда не удастся установить адаптер EISA в шину ISA. Конструктив Micro Channel полностью несовместим с ISA и EISA.

Для ускорения работы на плате сетевого адаптера может находиться буфер. Размер этого буфера различен для адаптеров разных типов и может составлять от 8 Кбайт для 8-битовых адаптеров до 16 Кбайт и более для 16- и 32-битовых адаптеров.

Сетевые адаптеры Ethernet используют порты ввода/вывода и один канал прерывания. Некоторые адаптеры могут работать с каналом прямого доступа к памяти (DMA).

На плате адаптера может располагаться микросхема постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) для создания так называемых бездисковых рабочих станций. Это компьютеры, в которых нет ни винчестера, ни флоппи-дисков. Загрузка операционной системы выполняется из сети, и выполняет ее программа, записанная в микросхеме дистанционной загрузки.

Перед тем как вставить адаптер в материнскую плату компьютера, необходимо с помощью переключателей (расположенных на плате адаптера) задать правильные значения для портов ввода/вывода, канала прерывания, базовый адрес ПЗУ дистанционной загрузки бездисковой станции. Подробнее об установке переключателей мы расскажем в главе “Монтаж сети”.

2.1.5. Репитер

Если длина сети превышает максимальную длину сегмента сети, необходимо разбить сеть на несколько (до пяти) сегментов, соединив их через репитер.

Конструктивно репитер может быть выполнен либо в виде отдельной конструкции со своим блоком питания, либо в виде платы, вставляемой в слот расширения материнской платы компьютера.

Репитер в виде отдельной конструкции стоит дороже, но он может быть использован для соединения сегментов Ethernet, выполненных как на тонком, так и на толстом кабеле, так как он имеет и коаксиальные разъемы, и разъемы для подключения трансиверного кабеля. С помощью этого репитера можно даже соединять в единую сеть сегменты, выполненные и на тонком, и на толстом кабеле.

Репитер в виде платы имеет только коаксиальные разъемы и поэтому может соединять только сегменты на тонком коаксиальном кабеле. Однако он стоит дешевле и не требует отдельной розетки для подключения электропитания.

Один из недостатков встраиваемого в рабочую станцию репитера заключается в том, что для обеспечения круглосуточной работы сети станция с репитером также должна работать круглосуточно. Если вы выключите питание, связь между сегментами сети будет нарушена.

Функции репитера заключаются в физическом разделении сегментов сети и обеспечении восстановления пакетов, передаваемых из одного сегмента сети в другой.

Репитер повышает надежность сети, так как отказ одного сегмента (например, обрыв кабеля) не сказывается на работе других сегментов. Однако, разумеется, через поврежденный сегмент данные проходить не могут.

2.2. Аппаратура Arcnet

Для организации сети Arcnet вам потребуется специальный сетевой адаптер. Этот адаптер имеет один внешний разъем для подключения коаксиального кабеля.

Каждый адаптер Arcnet должен иметь для данной сети свой номер. Этот номер устанавливается переключателями, расположенными на адаптере, и находится в пределах от 0 до 255.

Сетевые адаптеры рабочих станций через коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 93 Ом подключаются к специальному устройству – концентратору. Возможно также использование неэкранированной витой пары.

Концентраторы бывают пассивными (Passive Hub) или активными (Active Hub). К одному концентратору (в зависимости от его типа) может подключаться 4, 8, 16 или 32 рабочих станции.

Ограничения для сети Arcnet приведены в табл. 5.

Таблица 5. Ограничения для сети Arcnet

Достоинствами сети Arcnet являются низкая стоимость сетевого оборудования (по сравнению с Ethernet) и большая длина сети (до 6 километров). Однако низкая скорость передачи данных, составляющая 2,44 мегабита в секунду, ограничивает применение сети Arcnet.

2.3. Аппаратура Token-Ring

Что касается сети Token-Ring, то ее название может ввести вас в заблуждение. Топология этой сети больше похожа на топологию звезды, чем на топологию кольца. Вместо того чтобы, соединяясь друг с другом, образовывать кольцо, рабочие станции Token-Ring подключаются радиально к концентратору типа 8228 производства IBM. Правда, концентраторов может быть несколько, и в этом случае концентраторы действительно объединяются в кольцо через специальные разъемы.

Однако если используется только один концентратор, то объединяющие разъемы можно не закольцовывать.

Скорость передачи данных в сети Token-Ring может достигать 4 или
16 Мбит в секунду, однако стоимость сетевого оборудования выше, чем для сети Ethernet. Кроме того, существуют и другие ограничения (см. табл. 6).

Таблица 6. Ограничения для сети Token Ring

Как видно из этой таблицы, сети Token-Ring не рассчитаны на большие расстояния. Все компьютеры должны быть расположены на одном или двух этажах здания. Более высокая стоимость оборудования по сравнению с Ethernet дополнительно уменьшает привлекательность этого изделия IBM.

10.4. Локальные сети. Основы информатики: Учебник для вузов

10.4. Локальные сети

Локальная сеть создается, как правило, для совместного использования ресурсов ЭВМ или данных (обычно в одной организации). С технической точки зрения локальная сеть – совокупность компьютеров и каналов связи, объединяющих компьютеры в структуру с определенной конфигурацией, а также сетевого программного обеспечения, управляющего работой сети. Способ соединения компьютеров в локальную сеть называется топологией.

Топология во многом определяет многие важные свойства сети, например такие, как надежность (живучесть), производительность и др. Существуют разные подходы к классификации топологий сетей. По производительности они делятся на два основных класса: широковещательные и последовательные.

В широковещательных конфигурациях каждый компьютер передает сигналы, которые могут быть восприняты остальными компьютерами. К таким конфигурациям относятся топологии «общая шина», «дерево», «звезда с пассивным центром». Сеть типа «звезда с пассивным центром» можно рассматривать как разновидность «дерева», имеющего корень с ответвлением к каждому подключенному устройству.

В последовательных конфигурациях каждый физический подуровень передает информацию только одному ПК. Примерами последовательных конфигураций являются: произвольная (произвольное соединение компьютеров), иерархическая, «кольцо», «цепочка», «звезда с интеллектуальным центром», «снежинка» и другие.

Топология «Шина»

Рисунок 10.2. Шинная топология локальной сети

При таком соединении обмен может производиться между любыми компьютерами сети, независимо от остальных. При повреждении связи одного компьютера с общей шиной, этот компьютер отключается от сети, но вся сеть работает. В этом смысле сеть достаточно устойчива, но если повреждается шина, то вся сеть выходит из строя.

Топология «Кольцо»

Рисунок 10.3. Кольцевая топология локальной сети

При этом соединении данные также передаются последовательно от компьютера к компьютеру, но по сравнению с простым последовательным соединением данные могут передаваться в двух направлениях, что повышает устойчивость к неполадкам сети. Один разрыв не выводит сеть из строя, но два разрыва делают сеть нерабочей. Кольцевая сеть достаточно широко применяется, в основном из-за высокой скорости передачи данных. Кольцевые сети самые скоростные.

Топология «Звезда»

Рисунок 10.4. Звездообразная топология локальной сети

При соединении звездой сеть очень устойчива к повреждениям. При повреждении одного из соединений от сети отключается только один компьютер. Кроме того, эта схема соединения позволяет создавать сложные разветвленные сети. Устройства, которые позволяют организовывать сложные структуры сетей, называются концентраторами и коммутаторами.

Организация управления локальными сетями

Все указанные схемы могут, в свою очередь, быть организованы двумя способами: на основе одноранговой технологии и технологии «клиент-сервер» (сеть с выделенным сервером).

Сеть с выделенным сервером имеет центральный компьютер – сервер, с которого происходит управление работой сети. Остальные компьютеры называются рабочими станциями.

Под сервером понимается комбинация аппаратных и программных средств, которая служит для управления сетевыми ресурсами общего доступа. Сервер – это компьютер, предоставляющий услуги другим компьютерам сети. При помощи сервера происходит распределение доступа различных пользователей к компьютерам сети и распределение других ресурсов сети. Сеть с выделенным сервером может быть ранжирована, т. е. могут быть выделены компьютеры в сети, к которым будет ограничен доступ с других компьютеров. Кроме того, имеется возможность организовать доступ к общим сетевым принтерам, модемам и другим устройствам с любого компьютера. На сервере могут быть записаны программы, которыми пользуются все компьютеры сети.

Рисунок 10.5. Сеть с выделенным сервером

В сетях с выделенным сервером в основном именно ресурсы сервера, чаще всего дисковая память, они доступны всем пользователям. Серверы, разделяемым ресурсом которых является дисковая память, называются файл-серверами.

Каждый компьютер сети имеет уникальное сетевое имя, позволяющее однозначно его идентифицировать. Каждому пользователю серверной сети необходимо иметь свое сетевое имя и сетевой пароль. Имена компьютеров, сетевые имена и пароли пользователей прописываются на сервере.

Для удобства управления компьютерной сетью, несколько компьютеров, имеющих равные права доступа, объединяют в рабочие группы. Рабочая группа – группа компьютеров в локальной сети.

Совокупность приемов разделения и ограничения прав доступа участников компьютерной сети к ресурсам называется политикой сети. Обеспечением работоспособности сети и ее администрированием занимается системный администратор – человек, управляющий организацией работы компьютерной сети.

Рабочая станция – это индивидуальное рабочее место пользователя. На рабочих станциях устанавливается обычная операционная система. Кроме того, на рабочих станциях устанавливается клиентская часть сетевой операционной системы. Полноправным владельцем всех ресурсов рабочей станции является пользователь, тогда как ресурсы файл-сервера разделяются всеми пользователями. В качестве рабочей станции может использоваться компьютер практически любой конфигурации. Но, в конечном счете, все зависит от тех приложений, которые этот компьютер выполняет.

В одноранговых сетях все компьютеры, как правило, имеют доступ к ресурсам других компьютеров, т. е. все компьютеры сети являются равноправными. Одноранговая ЛВС предоставляет возможность такой организации работы компьютерной сети, при которой каждая рабочая станция одновременно может быть и сервером. Преимущество одноранговых сетей заключается в том, что разделяемыми ресурсами могут являться ресурсы всех компьютеров в сети и нет необходимости копировать все используемые сразу несколькими пользователями файлы на сервер. В принципе, любой пользователь сети имеет возможность использовать все данные, хранящиеся на других компьютерах сети, и устройства, подключенные к ним. Затраты на организацию одноранговых вычислительных сетей относительно небольшие. Однако при увеличении числа рабочих станций эффективность их использования резко уменьшается. Основной недостаток работы одноранговой сети заключается в значительном увеличении времени решения прикладных задач. Это связано с тем, что каждый компьютер сети отрабатывает все запросы, идущие к нему со стороны других пользователей. Следовательно, в одноранговых сетях каждый компьютер работает значительно интенсивнее, чем в автономном режиме. Существует еще несколько важных проблем, возникающих в процессе работы одноранговых сетей: возможность потери сетевых данных при перезагрузке рабочей станции и сложность организации резервного копирования.

Рисунок 10.6. Одноранговая сеть

Поэтому одноранговые ЛВС используются только для небольших рабочих групп, а все сетевые архитектуры для крупномасштабных сетей поддерживают технологию «клиент-сервер».

Сетевые операционные системы

Кроме сетевого оборудования, для работы сети требуется сетевая операционная система. По сравнению с обычной операционной системой, в сетевой имеются возможности работы в сети. К сетевым операционным системам относятся Windows 95, Windows 98, Windows NT, NetWare, UNIX и др. Системы Windows 95 и Windows 98 позволяют организовать только одноранговую сеть. Windows NT, Windows 2000, 2003, NetWare, UNIX, Linux, FreeBSD – сеть с выделенным сервером.

Локальные компьютерные сети можно объединять друг с другом, даже если между ними большие расстояния. Правда, при этом используют не только специальные соединения, но и другие каналы связи. Разница между ними только в надежности (в уровне помех), в скорости передачи данных (пропускная способность линии) и в стоимости использования канала связи. Как правило, чем лучше линия, тем дороже стоит ее аренда, но тем больше данных можно пропустить по ней в единицу времени. При соединении двух или более сетей между собой возникает межсетевое соединение и образуется глобальная компьютерная сеть.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Темы курсовых работ и примерные дидактические планы по темам

1. Анализ и оценка методов доступа к передающей среде в компьютерных сетях

Методы доступа к разделяемой среде. Множественный доступ с контролем несущей и обнаружением конфликтов. Основные временные и логические соотношения, гарантирующие корректную работу всех станций в сети. Ограничения, связанные с методом доступа. Параметры операций передачи и приема кадров Ethernet.

Метод доступа Token Ring. Описание алгоритмов доступа. Время удержания маркера.

Метод доступа Arcnet. Описание алгоритмов доступа. Пример разработки простой ERмодели. Формат кадра, пересылаемого по маркерной шине

2. Особенности сетей и технологий Frame Relay

Технология и протокол Frame Relay. Описание технологии и протокола Frame Relay. Отличительные особенности протокола Frame Relay. Создание коммутируемого виртуального канала.

Стек протоколов Frame Relay. Структура стека протоколов Frame Relay. Структура кадра протокола LAPF.

Параметры качества обслуживания. Согласованная информационная скорость. Согласованный объем пульсации. Дополнительный объем пульсации. Управление перегрузками

3. Характеристика сетей и технологий ISDN

Общие сведения о сети ISDN. Цели и история создания технологии ISDN. Компоненты ISDN. Стандарты ISDN. ISDN и эталонная модель взаимодействия открытых систем. Инкапсуляция ISDN. Использование ISDN.

Сети и технологии ISDN. Типы пользовательского интерфейса, которые поддерживает ISDN. Адресация в сетях ISDN. Стек протоколов ISDN. Архитектура сети ISDN. Уровни ISDN. Использование служб ISDN в корпоративных сетях.

Оборудование ISDN. Основное оборудование ISDN. Подключение пользовательского оборудования к сети ISDN

4. Характеристика сетей и технологий Х.25

Общее понятие о технологии Х.25. Общая характеристика технологий Х.25. Достоинства и недостатки сетей X.25.

Основы технологии Х.25. Спецификация Х.25. Формат блока данных. Основные процедуры Х.25.

Протоколы сетей X.25. Протокол LAPB. Коммутируемый виртуальный канал (SVC) и постоянный виртуальный канал. Пакетные адаптеры данных

5. Характеристика технологии FDDI

Общее понятие о технологии FDDI. Общая характеристика технологии FDDI. История создания стандарта FDDI. Особенности технологии FDDI. Свойства сетей FDDI. Достоинства и недостатки технологии FDDI.

Оборудование FDDI. Типы концентраторов. Подключение оборудования к сети FDDI.

Структуры FDDI. Структура протоколов технологии FDDI. Структуры кадра FDDI. Поля кадра FDDI.

6. Характеристика сети Token Ring топология, организация функционирования, области применения

Общие сведения о технологии Token Ring. Основные характеристики технологии. История создания технологии Token Ring. Сравнение Token Ring и IEEE 802.5. Области применения. Модификации Token Ring.

Маркерный метод доступа к разделяемой среде. Описание алгоритмов доступа. Форматы кадров Token Ring. Передача маркера. Алгоритм маркерного доступа. Коды типа кадра.

Физический уровень технологии Token Ring. Типы концентраторов. Вариации топологии сети Token Ring

7. Виртуальные ЛКС назначение, средства формирования, организация функционирования, оценка

Виртуальные ЛКС. Назначение, оценка. Технология виртуальных локальных сетей. Назначение виртуальных сетей. Области применения виртуальных локальных сетей.

Способы построения виртуальных сетей. Группировка портов. Группировка МАСадресов. Использование меток в дополнительном поле кадра частные протоколы и спецификации IEEE 802.1 Q/p. Спецификация LANE для АТМкомутаторов. Использование сетевого уровня.

Оборудование для построения виртуальных сетей. Коммутаторы 3го уровня. Особенности коммутаторов 3го уровня. Совместимость виртуальных сетей от разных производителей

8. Сети и технологии АТМ характеристика, структура, организация функционирования

Общее понятие о технология АТМ. Применение технологии АТМ. Компонены сети АТМ. Структура сети АТМ. Уровни и классы служб АТМ.

ATM и межсетевое взаимодействие. Взаимодействие сетей с помощью ATM. Эмуляция нескольких сетей. Оптимизация процедуры выбора маршрутов через сеть АТМ.

Классы трафиков, обрабатываемых в АТМсетях. Атрибуты качества обслуживания. Дескрипторы трафика. Классы обслуживания

9. Корпоративные информационные порталы (КИП) в ККС назначение, структура, функционирование

Классификация корпоративных порталов. Классификация по назначению. Классификация порталов в соответствии с целевой пользовательской аудиторией. Место корпоративного информационного портала в классификации информационных порталов.

Назначение КИП. История создания информационных порталов. Понятие КИП. Общая характеристика КИП. Цель создания КИП.

Структура и функционирование КИП. Процесс работы информационного портала. Функциональная структура корпоративного информационного портала

10. Типы ГКС состав, характеристика, области применения

ГКС. Общие понятия. Функции. Основные понятия и определения. Функции глобальной сети. Высокоуровневые услуги глобальных сетей.

Принципы построения ГКС. Структура ГКС. Интерфейсы DTEDCE.

Типы ГКС. ГКС, построенные с использованием выделенных каналов. ГКС, построенные с использованием коммутации каналов. ГКС, построенные с использованием коммутации пакетов

11. Состав и характеристика уровневых протоколов в сети Internet

Характеристика сети Internet. История создания всемирной глобальной сети Internet. Протоколы семейства TCP/IP. Многоуровневая структура протоколов TCP/IP. Основные функции протоколов каждого уровня стека TCP/IP.

Протоколы транспортного уровня. Сегменты TCP. Порты и установление TCPсоединений. Концепция квитирования. Реализация скользящего окна в протоколе TCP. Протокол дейтаграмм пользователя UCP. Протокол доставки пользовательских дейтаграмм UDP.

Протоколы сетевого уровня. Протокол межсетевого взаимодействия IP. Формат пакета IP. Адресация. Маршрутизация Internet. Протокол обмена управляющими сообщениями ICMP

12. Методы передачи информации в телекоммуникационных системах (ТКС) на канальном уровне

Основные понятия о методах передачи информации в телекоммуникационных системах (ТКС) на канальном уровне. Характеристики метода передачи. Асинхронные протоколы. Синхронные символьноориентированные. Биториентированные протоколы. Протоколы с гибким форматом кадра.

Передача с установлением соединения и без установления соединения. Цели установления соединения. Характеристики способа связи без установления соединения. Характеристики способа связи с установлением соединения.

Обнаружение и коррекция ошибок на канальном уровне. Метод с простоями. Метод «скользящего окна»

13. Методы передачи информации в ТКС на физическом уровне

Аналоговая модуляция. Методы аналоговой модуляции. Спектр модулированного сигнала. Дискретная модуляция аналоговых сигналов. Асинхронная и синхронная передачи.

Цифровое кодирование. Требования к методам цифрового кодирования. Потенциальный код без возвращения к нулю. Метод биполярного кодирования с альтернативной инверсией. Потенциальный код с инверсией при единице. Биполярный импульсный код. Манчестерский код. Потенциальный код 2B1Q.

Логическое кодирование. Избыточные коды. Скрэмблирование

14. Системы видеоконференц-связи в информационных сетях

Видеоконференцсвязь (ВКС). Области применения видеоконференцсвязи. Преимущества видеоконференцсвязи.

Видеоконференции по каналам Интернет и ISDN. Технология codec. Базовый протокол h.323. Протоколы семейства H.32x. Описание архитектуры системы ВКС.

Типовые решения видеоконференцсвязи. Базовые решения ВКС. Решения ВКС с расширенным функционалом. Решения операторского класса. Точкаточка. Многоточное соединение. Решения с расширенным функционалом (более 10 удаленных участков). Мобильный комплект ВКС

15. Анализ способов коммутации абонентов в КС

Коммутация пакетов. Общая характеристика способа коммутации пакетов. Принципы коммутации пакетов. Виртуальные каналы в сетях с коммутацией пакетов.

Коммутация каналов. Общая характеристика способа коммутации каналов. Коммутация каналов на основе частотного мультиплексирования. Коммутация каналов на основе разделения времени. Общие свойства сетей с коммутацией каналов. Обеспечение дуплексного режима работы на основе технологий FDM, TDM и WDM.

Коммутация сообщений. Общая характеристика способа коммутации сообщений. Техника коммутации сообщений

16. Состав и функции сетевого оборудования ККС

Общая характеристика корпоративных компьютерных сетей. Понятие корпоративных компьютерных сетей. Характеристики корпоративных компьютерных сетей. Принципы управления корпоративной сетью.

Структурированная кабельная система. Типовой состав оборудования локальной сети. Роль кабельной системы. Сетевые адаптеры. Понятие структурированной кабельной системы. Преимущества структурированных кабельных систем.

Физическая структуризация сети. Повторители и концентраторы. Особенности работы концентраторов. Назначение и классификация концентраторов.

Логическая структуризация сети. Коммутаторы. Мосты. Маршрутизаторы

17. Способы адресации в сети Internet состав, оценка, области применения

Общее понятие о способах адресации в сети Internet. Типы адресов стека TCP/IP: локальные адреса, IPадреса, символьные доменные имена. Понятие «локальные адреса».

IPадреса. Структура IPадресов разных классов. Особые IPадреса. Использо–вание масок в IPадресации. Порядок распределения IPадресов. Автоматизация процесса назначения IPадресов.

Отображение доменных имен на IPадреса. Организация доменов и доменных имен. Система доменных имен DNS

18. Структура и функции коммутаторов и маршрутизаторов в КС

Коммутаторы локальных сетей. Принцип работы коммутатора. Этапы передачи кадра способом коммутации «на лету» («onthefly») или «напролет» («cutthrough»). Основные характеристики коммутатора, измеряющие его производительность. Классы коммутаторов.

Маршрутизаторы. Определение маршрутизатора. Классификация маршрутизаторов по областям применения. Основные технические характеристики маршрутизатора.

Функции маршрутизатора. Функциональная модель маршрутизатора. Функции уровня интерфейсов. Функции уровня сетевого протокола. Функции уровня протоколов маршрутизации. Дополнительные функциональные возможности маршрутизаторов

19. Характеристика беспроводных КС

Общие понятия о беспроводных локальных сетях. Стандарт сетей

IEEE 802.11. Методы передачи информации в стандарте IEEE 802.11. Режимы работы стандарта IEEE 802.11. Классы передаваемых по каналу кадров, которые предусматривает стандарт IEEE 802.11. Применение беспроводных компьютерных сетей

Классификация беспроводных компьютерных сетей. Radio Ethernet. WiFi: стандарты 802.11а, 802.11b, 802.11g. Принцип работы WiFi. Преимущества WiFi. WiMAX. Bluetooth: История, принцип действия.

Защита беспроводных сетей. Уровни средств безопасности. Несанкционированное вторжение в беспроводную сеть

20. Характеристика и особенности локальных компьютерных сетей (ЛКС)

Общие понятия о локальных сетях. Определение локальной компьютерной сети. Основные характеристики локальных компьютерных сетей. Типичные области применения локальных компьютерных сетей. Протоколы и стандарты локальных сетей. Особенности локальных компьютерных сетей и их отличия от глобальных сетей

Классификация локальных сетей. Классификация локальных сетей по области применения. Классификация локальных сетей по топологии. Классификация локальных сетей по методу управления доступом к среде передачи данных. Классификация локальных сетей по программному и техническому обеспечению.

Типовой состав оборудования локальной сети. Структурированные кабельные системы. Физическая структуризация локальной сети. Логическая структуризация сети

21. Характеристики линий связи в компьютерных сетях

Основные характеристики линий связи. Группы характеристик линий связи. Первичные и вторичные параметры каждой из групп. Спектральный анализ сигналов на линиях связи. Амплитудночастотная характеристика. Перекрестные наводки на ближнем конце линии. Удельная стоимость. Шумы.

Характеристики степени искажения синусоидальных сигналов линиями связи. Затухание. Волновое сопротивление.

Помехоустойчивость и достоверность. Помехоустойчивость. Методы улучшения помехоустойчивости. Достоверность передачи данных.

Полоса пропускания и пропускная способность. Полоса пропускания. Пропускная способность. Связь между пропускной способностью линии и ее полосой пропускания

22. Структура и функции программного обеспечения ЛКС

Сетевые операционные системы. Критерии выбора сетевой операционной системы. Состав сетевых операционных систем. Примеры сетевых операционных систем.

Проксисервер. Определение проксисервера. Процесс сетевого посредничества. Типы прокси.

Межстевые экраны (брандмауэры). Понятие брандмауэра. Типы брандмауэров. Сравнительные характеристики типов брандмауэров.

Прочее программное обеспечение. Базы данных в локальных сетях. Электронная почта. Системы удаленного доступа. Системы для автоматизации групповой работы

23. Структура и функции программного обеспечения корпоративной компьютерной сети

Понятие корпоративной компьютерной сети. Основные характеристики корпоративной компьютерной сети. Преимущества и недостатки корпоративных компьютерных сетей.

Структура и функции программного обеспечения корпоративных компьютерных сетей. Архитектура приложений корпоративных компьютерных сетей. Стратегические проблемы создания корпоративных приложений. Средства разработки, эксплуатации и сопровождения корпоративных приложений.

Сетевые операционные системы. Критерии выбора сетевой операционной системы. Состав сетевых операционных систем. Примеры сетевых операционных систем

24. Способы маршрутизации пакетов в сетях состав, оценка, области применения

Общие сведения о маршрутизации. Компоненты маршрутизации. Статические маршруты. Общая постановка задачи маршрутизации. Основные характеристики задачи маршрутизации.

Цели разработки алгоритмов маршрутизации. Оптимальность. Простота и низкие непроизводительные затраты. Живучесть и стабильность. Быстрая сходимость. Гибкость.

Классификация алгоритмов маршрутизации. Статические и динамические алгоритмы. Одномаршрутные или многомаршрутные алгоритмы. Одноуровневые или иерархические алгоритмы. Алгоритмы с интеллектом в главной вычислительной машине или в роутере. Внутридоменные и междоменные алгоритмы. Алгоритмы состояния канала или вектора расстояний

Глобальные сети, обобщенная структура и функции

Глава №5:”Глобальные сети”

5.1. Основные понятия и определения

Глобальные сети Wide Area Networks, WAN), которые также называют территориальными компьютерными сетями, служат для того, чтобы предоставлять свои сервисы большому количеству конечных абонентов, разбросанных по большой территории – в пределах области, региона, страны, континента или всего земного шара. Ввиду большой протяженности каналов связи построение глобальной сети требует очень больших затрат, в которые входит стоимость кабелей и работ по их прокладке, затраты на коммутационное оборудование и промежуточную усилительную аппаратуру, обеспечивающую необходимую полосу пропускания канала, а также эксплуатационные затраты на постоянное поддержание в работоспособном состоянии разбросанной по большой территории аппаратуры сети.

Типичными абонентами глобальной компьютерной сети являются локальные сети предприятий, расположенные в разных городах и странах, которым нужно обмениваться данными между собой. Услугами глобальных сетей пользуются также и отдельные компьютеры. Крупные компьютеры класса мэйнфреймов обычно обеспечивают доступ к корпоративным данным, в то время как персональные компьютеры используются для доступа к корпоративным данным и публичным данным Internet.

Глобальные сети обычно создаются крупными телекоммуникационными компаниями для оказания платных услуг абонентам. Такие сети называют публичными или общественными. Существуют также такие понятия, как оператор сети и поставщик услуг сети. Оператор сети (network operator) – это та компания, которая поддерживает нормальную работу сети. Поставщик услуг, часто называемый также провайдером (service provider), – та компания, которая оказывает платные услуги абонентам сети. Владелец, оператор и поставщик услуг могут объединяться в одну компанию, а могут представлять и разные компании.

Гораздо реже глобальная сеть полностью создается какой-нибудь крупной корпорацией (такой, например, как Dow Jones или «Транснефть») для своих внутренних нужд. В этом случае сеть называется частной. Очень часто встречается и промежуточный вариант – корпоративная сеть пользуется услугами или оборудованием общественной глобальной сети, но дополняет эти услуги или оборудование своими собственными. Наиболее типичным примером здесь является аренда каналов связи, на основе которых создаются собственные территориальные сети.

Кроме вычислительных глобальных сетей существуют и другие виды территориальных сетей передачи информации. В первую очередь это телефонные и телеграфные сети, работающие на протяжении многих десятков лет, а также телексная сеть.

Ввиду большой стоимости глобальных сетей существует долговременная тенденция создания единой глобальной сети, которая может передавать данные любых типов: компьютерные данные, телефонные разговоры, факсы, телеграммы, телевизионное изображение, телетекс (передача данных между двумя терминалами), видеотекс (получение хранящихся в сети данных на свой терминал) и т. д., и т. п. На сегодня существенного прогресса в этой области не достигнуто, хотя технологии для создания таких сетей начали разрабатываться достаточно давно – первая технология для интеграции телекоммуникационных услуг ISDN стала развиваться с начала 70-х годов. Пока каждый тип сети существует отдельно и наиболее тесная их интеграция достигнута в области использования общих первичных сетей – сетей PDH и SDH, с помощью которых сегодня создаются постоянные каналы в сетях с коммутацией абонентов. Тем не менее каждая из технологий, как компьютерных сетей, так и телефонных, старается сегодня передавать «чужой» для нее трафик с максимальной эффективностью, а попытки создать интегрированные сети на новом витке развития технологий продолжаются под преемственным названием Broadband ISDN (B-ISDN), то есть широкополосной (высокоскоростной) сети с интеграцией услуг. Сети B-ISDN будут основываться на технологии АТМ, как универсальном транспорте, и поддерживать различные службы верхнего уровня для распространения конечным пользователям сети разнообразной информации – компьютерных данных, аудио- и видеоинформации, а также организации интерактивного взаимодействия пользователей.

Хотя в основе локальных и глобальных вычислительных сетей лежит один и тот же метод – метод коммутации пакетов, глобальные сети имеют достаточно много отличий от локальных сетей. Эти отличия касаются как принципов работы (например, принципы маршрутизации почти во всех типах глобальных сетей, кроме сетей TCP/IP, основаны на предварительном образовании виртуального канала), так и терминологии. Поэтому целесообразно изучение глобальных сетей начать с основных понятий и определений.

5.1.1. Обобщенная структура и функции глобальной сети

Транспортные функции глобальной сети

В идеале глобальная вычислительная сеть должна передавать данные абонентов любых типов, которые есть на предприятии и нуждаются в удаленном обмене информацией. Для этого глобальная сеть должна предоставлять комплекс услуг:

передачу пакетов локальных сетей, передачу пакетов мини-компьютеров и мейнфреймов, обмен факсами, передачу трафика офисных АТС, выход в городские, междугородные и международные телефонные сети, обмен видеоизображениями для организации видеоконференций, передачу трафика кассовых аппаратов, банкоматов и т. д. и т. п. Основные типы потенциальных потребителей услуг глобальной компьютерной сети изображены на рис. 5.1.

Рис. 5.1. Абоненты глобальной сети

Нужно подчеркнуть, что когда идет речь о передаче трафика офисных АТС, то имеется в виду обеспечение разговоров только между сотрудниками различных филиалов одного предприятия, а не замена городской, национальной или международной телефонной сети. Трафик внутренних телефонных разговоров имеет невысокую интенсивность и невысокие требования к качеству передачи голоса, поэтому многие компьютерные технологии глобальных сетей, например frame relay, справляются с такой упрощенной задачей.

Большинство территориальных компьютерных сетей в настоящее время обеспечивают только передачу компьютерных данных, но количество сетей, которые могут передавать остальные типы данных, постоянно растет.

ПРИМЕЧАНИЕ Отметим, что термин «передача данных» в территориальных сетях используется в узком смысле и означает передачу только компьютерных данных, а передачу речи и изображения обычно к передаче данных не относят.

Высокоуровневые услуги глобальных сетей

Из рассмотренного списка услуг, которые глобальная сеть предоставляет конечным пользователям, видно, что в основном она используется как транзитный транспортный механизм, предоставляющий только услуги трех нижних уровней модели OSI. Действительно, при построении корпоративной сети сами данные хранятся и вырабатываются в компьютерах, принадлежащих локальным сетям этого предприятия, а глобальная сеть их только переносит из одной локальной сети в другую. Поэтому в локальной сети реализуются все семь уровней модели OSI, включая прикладной, которые предоставляют доступ к данным, преобразуют их форму, организуют защиту информации от несанкционированного доступа.

Однако в последнее время функции глобальной сети, относящиеся к верхним уровням стека протоколов, стали играть заметную роль в вычислительных сетях. Это связано в первую очередь с популярностью информации, предоставляемой публично сетью Internet. Список высокоуровневых услуг, который предоставляет Internet,достаточно широк. Кроме доступа к гипертекстовой информации Web-узлов с большим количеством перекрестных ссылок, которые делают источником данных не отдельные компьютеры, а действительно всю глобальную сеть, здесь нужно отметить и широковещательное распространение звукозаписей, составляющее конкуренцию радиовещанию, организацию интерактивных «бесед» – chat, организацию конференций по интересам (служба News), поиск информации и ее доставку по индивидуальным заказам и многое другое.

Эти информационные (а не транспортные) услуги оказывают большое влияние не только на домашних пользователей, но и на работу сотрудников предприятий, которые пользуются профессиональной информацией, публикуемой другими предприятиями в Internet, в своей повседневной деятельности, общаются с коллегами с помощью конференций и chat, часто таким образом достаточно быстро выясняя наболевшие нерешенные вопросы.

Информационные услуги Internet оказали влияние на традиционные способы доступа к разделяемым ресурсам, на протяжении многих лет применявшиеся в локальных сетях. Все больше корпоративной информации «для служебного пользования» распространяется среди сотрудников предприятия с помощью Web-службы, заменив многочисленные индивидуальные программные надстройки над базами данных, в больших количествах разрабатываемые на предприятиях. Появился специальный термин – intranet, который применяется в тех случаях, когда технологии Internet переносятся в корпоративную сеть. К технологиям intranet относят не только службу Web, но и использование Internet как глобальной транспортной сети, соединяющей локальные сети предприятия, а также все информационные технологии верхних уровней, появившиеся первоначально в Internet и поставленные на службу корпоративной сети.

В результате глобальные и локальные сети постепенно сближаются за счет взаимопроникновения технологий разных уровней – от транспортных до прикладных.

В данной книге основное внимание уделяется транспортным технологиям глобальных сетей, как основе любой высокоуровневой службы верхнего уровня. Кроме того, глобальные сети при построении корпоративных сетей в основном пока используются именно в этом качестве.

Структура глобальной сети

Типичный пример структуры глобальной компьютерной сети приведен на рис. 5.2. Здесь используются следующие обозначения: S (switch) – коммутаторы, К – компьютеры, R (router) – маршрутизаторы, MUX (multiplexor)- мультиплексор, UNI (User-Network Interface) – интерфейс пользователь – сеть и NNI (Network-Network Interface) – интерфейс сеть – сеть. Кроме того, офисная АТС обозначена аббревиатурой РВХ, а маленькими черными квадратиками – устройства DCE,о которых будет рассказано ниже.

Рис. 5.2. Пример структуры глобальной сети

Сеть строится на основе некоммутируемых (выделенных) каналов связи, которые соединяют коммутаторы глобальной сети между собой. Коммутаторы называют также центрами коммутации пакетов (ЦКП), то есть они являются коммутаторами пакетов, которые в разных технологиях глобальных сетей могут иметь и другие названия – кадры, ячейки cell. Как и в технологиях локальных сетей принципиальной разницы между этими единицами данных нет, однако в некоторых технологиях есть традиционные названия, которые к тому же часто отражают специфику обработки пакетов. Например, кадр технологии frame relay редко называют пакетом, поскольку он не инкапсулируется в кадр или пакет более низкого уровня и обрабатывается протоколом канального уровня.

Коммутаторы устанавливаются в тех географических пунктах, в которых требуется ответвление или слияние потоков данных конечных абонентов или магистральных каналов, переносящих данные многих абонентов. Естественно, выбор мест расположения коммутаторов определяется многими соображениями, в которые включается также возможность обслуживания коммутаторов квалифицированным персоналом, наличие выделенных каналов связи в данном пункте, надежность сети, определяемая избыточными связями между коммутаторами.

Абоненты сети подключаются к коммутаторам в общем случае также с помощью выделенных каналов связи. Эти каналы связи имеют более низкую пропускную способность, чем магистральные каналы, объединяющие коммутаторы, иначе сеть бы не справилась с потоками данных своих многочисленных пользователей. Для подключения конечных пользователей допускается использование коммутируемых каналов, то есть каналов телефонных сетей, хотя в таком случае качество транспортных услуг обычно ухудшается. Принципиально замена выделенного канала на коммутируемый ничего не меняет, но вносятся дополнительные задержки, отказы и разрывы канала по вине сети с коммутацией каналов, которая в таком случае становится промежуточным звеном между пользователем и сетью с коммутацией пакетов. Кроме того, в аналоговых телефонных сетях канал обычно имеет низкое качество из-за высокого уровня шумов. Применение коммутируемых каналов на магистральных связях коммутатор-коммутатор также возможно, но по тем же причинам весьма нежелательно.

В глобальной сети наличие большого количества абонентов с невысоким средним уровнем трафика весьма желательно – именно в этом случае начинают в наибольшей степени проявляться выгоды метода коммутации пакетов. Если же абонентов мало и каждый из них создает трафик большой интенсивности (по сравнению с возможностями каналов и коммутаторов сети), то равномерное распределение во времени пульсаций трафика становится маловероятным и для качественного обслуживания абонентов необходимо использовать сеть с низким коэффициентом нагрузки.

Конечные узлы глобальной сети более разнообразны, чем конечные узлы локальной сети. На рис. 5.2. показаны основные типы конечных узлов глобальной сети: отдельные компьютеры К, локальные сети, маршрутизаторы R и мультиплексоры MUX, которые используются для одновременной передачи по компьютерной сети данных и голоса (или изображения). Все эти устройства вырабатывают данные для передачи в глобальной сети, поэтому являются для нее устройствами типа DTE (Data Terminal Equipment). Локальная сеть отделена от глобальной маршрутизатором или удаленным мостом (который на рисунке не показан), поэтому для глобальной сети она представлена единым устройством DTE – портом маршрутизатора или моста.

При передаче данных через глобальную сеть мосты и маршрутизаторы, работают в соответствии с той же логикой, что и при соединении локальных сетей. Мосты, которые в этом случае называются удаленными мостами (remote bridges), строят таблицу МАС – адресов на основании проходящего через них трафика, и по данным этой таблицы принимают решение – передавать кадры в удаленную сеть или нет. В отличие от своих локальных собратьев, удаленные мосты выпускаются и сегодня, привлекая сетевых интеграторов тем, что их не нужно конфигурировать, а в удаленных офисах, где нет квалифицированного обслуживающего персонала, это свойство оказывается очень полезным. Маршрутизаторы принимают решение на основании номера сети пакета какого-либо протокола сетевого уровня (например, IP или IPX) и, если пакет нужно переправить следующему маршрутизатору по глобальной сети, например frame relay, упаковывают его в кадр этой сети, снабжают соответствующим аппаратным адресом следующего маршрутизатора и отправляют в глобальную сеть.

Мультиплексоры «голос – данные» предназначены для совмещения в рамках одной территориальной сети компьютерного и голосового трафиков. Так как рассматриваемая глобальная сеть передает данные в виде пакетов, то мультиплексоры «голос – данные», работающие на сети данного типа, упаковывают голосовую информацию в кадры или пакеты территориальной сети и передают их ближайшему коммутатору точно так же, как и любой конечный узел глобальной сети, то есть мост или маршрутизатор. Если глобальная сеть поддерживает приоритезацию трафика, то кадрам голосового трафика мультиплексор присваивает наивысший приоритет, чтобы коммутаторы обрабатывали и продвигали их в первую очередь. Приемный узел на другом конце глобальной сети также должен быть мультиплексором «голос – данные», который должен понять, что за тип данных находится в пакете – замеры голоса или пакеты компьютерных данных, – и отсортировать эти данные по своим выходам. Голосовые данные направляются офисной АТС, а компьютерные данные поступают через маршрутизатор в локальную сеть. Часто модуль мультиплексора «голос – данные» встраивается в маршрутизатор. Для передачи голоса в наибольшей степени подходят технологии, работающие с предварительным резервированием полосы пропускания для соединения абонентов, – frame relay, ATM.

Так как конечные узлы глобальной сети должны передавать данные по каналу связи определенного стандарта, то каждое устройство типа DTE требуется оснастить устройством типа DCE (Data Circuit terminating Equipment) которое обеспечивает необходимый протокол физического уровня данного канала. В зависимости от типа канала для связи с каналами глобальных сетей используются DCE трех основных типов: модемы для работы по выделенным и коммутируемым аналоговым каналам, устройства DSU/CSU для работы по цифровым выделенным каналам сетей технологии TDM и терминальные адаптеры (ТА) для работы по цифровым каналам сетей ISDN. Устройства DTE и DCE обобщенно называют оборудованием, размещаемым на территории абонента глобальной сети – Customer Premises Equipment, CPE.

Если предприятие не строит свою территориальную сеть, а пользуется услугами общественной, то внутренняя структура этой сети его не интересует. Для абонента общественной сети главное – это предоставляемые сетью услуги и четкое определение интерфейса взаимодействия с сетью, чтобы его оконечное оборудование и программное обеспечение корректно сопрягались с соответствующим оборудованием и программным обеспечением общественной сети.

Поэтому в глобальной сети обычно строго описан и стандартизован интерфейс «пользователь-сеть» (User-to-Network Interface, UNI). Это необходимо для того, чтобы пользователи могли без проблем подключаться к сети с помощью коммуникационного оборудования любого производителя, который соблюдает стандарт UNI данной технологии (например, Х.25).

Протоколы взаимодействия коммутаторов внутри глобальной сети, называемые интерфейсом «сеть-сеть»(Network-to-Network Interface, NNI), стандартизуются не всегда. Считается, что организация, создающая глобальную сеть, должна иметь свободу действий, чтобы самостоятельно решать, как должны взаимодействовать внутренние узлы сети между собой. В связи с этим внутренний интерфейс, в случае его стандартизации, носит название «сеть-сеть», а не «коммутатор-коммутатор», подчеркивая тот факт, что он должен использоваться в основном при взаимодействии двух территориальных сетей различных операторов. Тем не менее если стандарт NNI принимается, то в соответствии с ним обычно организуется взаимодействие всех коммутаторов сети, а не только пограничных.

Интерфейсы DTE-DCE

Для подключения устройств DCE к аппаратуре, вырабатывающей данные для глобальной сети, то есть к устройствам DTE, существует несколько стандартных интерфейсов, которые представляют собой стандарты физического уровня. К этим стандартам относятся стандарты серии V CCITT,а также стандарты EIA серии RS (Recomended Standards). Две линии стандартов во многом дублируют одни и те же спецификации, но с некоторыми вариациями. Данные интерфейсы позволяют передавать данные со скоростями от 300 бит/с до нескольких мегабит в секунду на небольшие расстояния (15-20 м), достаточные для удобного размещения, например, маршрутизатора и модема.

Интерфейс RS-232C/V.24 является наиболее популярным низкоскоростным интерфейсом. Первоначально он был разработан для передачи данных между компьютером и модемом со скоростью не выше 9600 бит/с на расстояние до 15 метров. Позднее практические реализации этого интерфейса стали работать и на более высоких скоростях – до 115200 бит/с. Интерфейс поддерживает как асинхронный, так и синхронный режим работы. Особую популярность этот интерфейс получил после его реализации в персональных компьютерах (его поддерживают СОМ – порты), где он работает, как правило, только в асинхронном режиме и позволяет подключить к компьютеру не только коммуникационное устройство (такое, как модем), но и многие другие периферийные устройства – мышь, графопостроитель и т. д.

Интерфейс использует 25-контактный разъем или в упрощенном варианте – 9-контактный разъем (рис. 5.3).

Рис. 5.3. Сигналы интерфейса RS-232C/ V.24

Для обозначения сигнальных цепей используется нумерация CCITT, которая получила название «серия 100». Существуют также двухбуквенные обозначения EIA, которые на рисунке не показаны.

В интерфейсе реализован биполярный потенциальный код (+V, -V на линиях между DTE и DCE. Обычно используется довольно высокий уровень сигнала: 12 или 15 В, чтобы более надежно распознавать сигнал на фоне шума.

При асинхронной передаче данных синхронизирующая информация содержится в самих кодах данных, поэтому сигналы синхронизации TxClk и RxClk отсутствуют. При синхронной передаче данных модем (DCE) передает на компьютер (DTE) сигналы синхронизации, без которых компьютер не может правильно интерпретировать потенциальный код, поступающий от модема по линии RxD. В случае когда используется код с несколькими состояниями (например, QAM), то один тактовый сигнал соответствует нескольким битам информации.

Нулъ-модемный интерфейс характерен для прямой связи компьютеров на небольшом расстоянии с помощью интерфейса RS-232C/V.24. В этом случае необходимо применить специальный нуль-модемный кабель, так как каждый компьютер будет ожидать приема данных по линии RxD, что в случае применения модема будет корректно, но в случае прямого соединения компьютеров – нет. Кроме того, нуль-модемный кабель должен имитировать процесс соединения и разрыва через модемы, в котором используется несколько линий (RI, СВ и т. д.). Поэтому для нормальной работы двух непосредственно соединенных компьютеров нуль-модемный кабель должен выполнять следующие соединения:

RI-1+DSR-1- DTR-2;
DTR-1-RI-2+DSR-2;
CD-1-CTS-2+RTS-2;
CTS-1+RTS-1-CD-2;
RxD-l-TxD-2;
TxD-l-RxD-2;
SIG-l-SIG-1;
SHG-l-SHG-2.

Знак «+» обозначает соединение соответствующих контактов на одной стороне кабеля.

Иногда при изготовлении нуль-модемного кабеля ограничиваются только перекрестным соединением линий приемника RxD и передатчика TxD, что для некоторого программного обеспечения бывает достаточно, но в общем случае может привести к некорректной работе программ, рассчитанных на реальные модемы.

Интерфейс RS-449/V.10/V.11 поддерживает более высокую скорость обмена данными и большую удаленность DCE от DTE.Этот интерфейс имеет две отдельные спецификации электрических сигналов. Спецификация RS-423/V.10 (аналогичные параметры имеет спецификация Х.26) поддерживает скорость обмена до 100000 бит/с на расстоянии до 10 ми скорость до 10000 бит/с на расстоянии до 100 м. Спецификация RS-422/V.11(X 27 поддерживает скорость до 10 Мбит/с на расстоянии до 10 ми скорость до 1 Мбит/с на расстоянии до 100 м. Как и RS-232C, интерфейс RS4 – 49 поддерживает асинхронный и синхронный режимы обмена между DTE и DCE. Для соединения используется 37-контактный разъем.

Интерфейс V.35 был разработан для подключения синхронных модемов. Он обеспечивает только синхронный режим обмена между DTE и DCE на скорости до 168 Кбит/с. Для синхронизации обмена используются специальные тактирующие линии. Максимальное расстояние между DTE и DCE не превышает 15 м, как и в интерфейсе RS-232C.

Интерфейс Х.21 разработан для синхронного обмена данными между DTE и DCE в сетях с коммутацией пакетов Х.25. Это достаточно сложный интерфейс, который поддерживает процедуры установления соединения в сетях с коммутацией пакетов и каналов. Интерфейс был рассчитан на цифровые DCE. Для поддержки синхронных модемов была разработана версия интерфейса Х.21 bis, которая имеет несколько вариантов спецификации электрических сигналов: RS-232C, V.10, V.I 1 и V.35.

Интерфейс «токовая петля 20 л<Л» используется для увеличения расстояния между DTE и DCE. Сигналом является не потенциал, а ток величиной 20 мА, протекающий в замкнутом контуре передатчика и приемника. Дуплексный обмен реализован на двух токовых петлях. Интерфейс работает только в асинхронном режиме. Расстояние между DTE и DCE может составлять несколько километров, а скорость передачи – до 20 Кбит/с.

Интерфейс HSSI (High-Speed Serial Interface) разработан для подключения к устройствам DCE, работающим на высокоскоростные каналы, такие как каналы ТЗ (45 Мбит/с), SONET ОС-1 (52 Мбит/с). Интерфейс работает в синхронном режиме и поддерживает передачу данных в диапазоне скоростей от 300 Кбит/с до 52 Мбит/с.

5.1.2. Типы глобальных сетей

Приведенная на рис. 5.2 глобальная вычислительная сеть работает в наиболее подходящем для компьютерного трафика режиме – режиме коммутации пакетов. Оптимальность этого режима для связи локальных сетей доказывают не только данные о суммарном трафике, передаваемом сетью в единицу времени, но и стоимость услуг такой территориальной сети. Обычно при равенстве предоставляемой скорости доступа сеть с коммутацией пакетов оказывается в 2-3 раза дешевле, чем сеть с коммутацией каналов, то есть публичная телефонная сеть.

Поэтому при создании корпоративной сети необходимо стремиться к построению или использованию услуг территориальной сети со структурой, подобной структуре, приведенной на рис. 5.2, то есть сети с территориально распределенными коммутаторами пакетов.

Однако часто такая вычислительная глобальная сеть по разным причинам оказывается недоступной в том или ином географическом пункте. В то же время гораздо более распространены и доступны услуги, предоставляемые телефонными сетями или первичными сетями, поддерживающими услуги выделенных каналов. Поэтому при построении корпоративной сети можно дополнить недостающие компоненты услугами и оборудованием, арендуемыми у владельцев первичной или телефонной сети.

В зависимости от того, какие компоненты приходится брать в аренду, принято различать корпоративные сети, построенные с использованием:

выделенных каналов;
коммутации каналов;
коммутации пакетов.

Последний случай соответствует наиболее благоприятному случаю, когда сеть с коммутацией пакетов доступна во всех географических точках, которые нужно объединить в общую корпоративную сеть. Первые два случая требуют проведения дополнительных работ, чтобы на основании взятых в аренду средств построить сеть с коммутацией пакетов.

Выделенные каналы

Выделенные (или арендуемые – leased) каналы можно получить у телекоммуникационных компаний, которые владеют каналами дальней связи (таких, например, как «РОСТЕЛЕКОМ»), или от телефонных компаний, которые обычно сдают в аренду каналы в пределах города или региона.

Использовать выделенные линии можно двумя способами. Первый состоит в построении с их помощью территориальной сети определенной технологии, например frame relay, в которой арендуемые выделенные линии служат для соединения промежуточных, территориально распределенных коммутаторов пакетов, как в случае, приведенном на рис. 5.2.

Второй вариант – соединение выделенными линиями только объединяемых локальных сетей или конечных абонентов другого типа, например мэйнфреймов, без установки транзитных коммутаторов пакетов, работающих по технологии глобальной сети (рис. 5.4). Второй вариант является наиболее простым с технической точки зрения, так как основан на использовании маршрутизаторов или удаленных мостов в объединяемых локальных сетях и отсутствии протоколов глобальных технологий, таких как Х.25 или frame relay. По глобальным каналам передаются те же пакеты сетевого или канального уровня, что и в локальных сетях.

Рис.5.4. Использование выделенных каналов

Именно второй способ использования глобальных каналов получил специальное название «услуги выделенных каналов», так как в нем действительно больше ничего из технологий собственно глобальных сетей с коммутацией пакетов не используется.

Выделенные каналы очень активно применялись совсем в недалеком прошлом и применяются сегодня, особенно при построении ответственных магистральных связей между крупными локальными сетями, так как эта услуга гарантирует пропускную способность арендуемого канала. Однако при большом количестве географически удаленных точек и интенсивном смешанном трафике между ними использование этой службы приводит к высоким затратам за счет большого количества арендуемых каналов.

Сегодня существует большой выбор выделенных каналов – от аналоговых каналов тональной частоты с полосой пропускания 3,1 кГц до цифровых каналов технологии SDH с пропускной способностью 155 и 622 Мбит/с.

Глобальные сети с коммутацией каналов

Сегодня для построения глобальных связей в корпоративной сети доступны сети с коммутацией каналов двух типов – традиционные аналоговые телефонные сети и цифровые сети с интеграцией услуг ISDN. Достоинством сетей с коммутацией каналов является их распространенность, что характерно особенно для аналоговых телефонных сетей. В последнее время сети ISDN во многих странах также стали вполне доступны корпоративному пользователю, а в России это утверждение относится пока только к крупным городам.

Известным недостатком аналоговых телефонных сетей является низкое качество составного канала, которое объясняется использованием телефонных коммутаторов устаревших моделей, работающих по принципу частотного уплотнения каналов (FDM-технологии). На такие коммутаторы сильно воздействуют внешние помехи (например, грозовые разряды или работающие электродвигатели), которые трудно отличить от полезного сигнала. Правда, в аналоговых телефонных сетях все чаще используются цифровые АТС, которые между собой передают голос в цифровой форме. Аналоговым в таких сетях остается только абонентское окончание. Чем больше цифровых АТС в телефонной сети, тем выше качество канала, однако до полного вытеснения АТС, работающих по принципу FDM-коммутации, в нашей стране еще далеко. Кроме качества каналов, аналоговые телефонные сети также обладают таким недостатком, как большое время установления соединения, особенно при импульсном способе набора номера, характерного для нашей страны.

Телефонные сети, полностью построенные на цифровых коммутаторах, и сети ISDN свободны от многих недостатков традиционных аналоговых телефонных сетей. Они предоставляют пользователям высококачественные линии связи, а время установления соединения в сетях ISDN существенно сокращено.

Однако даже при качественных каналах связи, которые могут обеспечить сети с коммутацией каналов, для построения корпоративных глобальных связей эти сети могут оказаться экономически неэффективными. Так как в таких сетях пользователи платят не за объем переданного трафика, а за время соединения, то при трафике с большими пульсациями и, соответственно, большими паузами между пакетами оплата идет во многом не за передачу, а за ее отсутствие. Это прямое следствие плохой приспособленности метода коммутации каналов для соединения компьютеров.

Тем не менее при подключении массовых абонентов к корпоративной сети, например сотрудников предприятия, работающих дома, телефонная сеть оказывается единственным подходящим видом глобальной службы из соображений доступности и стоимости (при небольшом времени связи удаленного сотрудника с корпоративной сетью).

Глобальные сети с коммутацией пакетов

В 80-е годы для надежного объединения локальных сетей и крупных компьютеров в корпоративную сеть использовалась практически одна технология глобальных сетей с коммутацией пакетов – Х.25. Сегодня выбор стал гораздо шире, помимо сетей Х.25 он включает такие технологии, как frame relay, SMDS и АТМ. Кроме этих технологий, разработанных специально для глобальных компьютерных сетей, можно воспользоваться услугами территориальных сетей TCP/IP, которые доступны сегодня как в виде недорогой и очень распространенной сети Internet, качество транспортных услуг которой пока практически не регламентируется и оставляет желать лучшего, так и в виде коммерческих глобальных сетей TCP/IP, изолированных от Internet и предоставляемых в аренду телекоммуникационными компаниями.

В табл. 5.1 приводятся характеристики этих сетей, причем в графе «Трафик» указывается тип трафика, который наиболее подходит для данного типа сетей, а в графе «Скорость доступа» – наиболее типичный диапазон скоростей, предоставляемых поставщиками услуг этих сетей.

Таблица 5.1. Характеристики сетей с коммутацией пакетов

Принципы работы сетей TCP/IP уже были подробно рассмотрены в главе 5. Эти принципы остаются неизменными и при включении в состав этих сетей глобальных сетей различных технологий. Для остальных технологий, кроме SMDS, будут рассмотрены принципы доставки пакетов, пользовательский интерфейс и типы оборудования доступа к сетям данных технологий.

Технология SMDS (Switched Multi-megabit Data Service) была разработана в США для объединения локальных сетей в масштабах мегаполиса, а также предоставления высокоскоростного выхода в глобальные сети. Эта технология поддерживает скорости доступа до 45 Мбит/с и сегментирует кадры МАС – уровня в ячейки фиксированного размера 53 байт, имеющие, как и ячейки технологии АТМ, поле данных в 48 байт. Технология SMDS основана на стандарте IEEE 802.6, который описывает несколько более широкий набор функций, чем SMDS. Стандарты SMDS приняты компанией Bellcore, но международного статуса не имеют. Сети SMDS были реализованы во многих крупных городах США, однако в других странах эта технология распространения не получила. Сегодня сети SMDS вытесняются сетями АТМ, имеющими более широкие функциональные возможности, поэтому в данной книге технология SMDS подробно не рассматривается.

Магистральные сети и сети доступа

Целесообразно делить территориальные сети, используемые для построения корпоративной сети, на две большие категории:

Магистральные территориальные сети (backbone wide-area networks) используются для образования одноранговых связей между крупными локальными сетями, принадлежащими большим подразделениям предприятия. Магистральные территориальные сети должны обеспечивать высокую пропускную способность, так как на магистрали объединяются потоки большого количества подсетей. Кроме того, магистральные сети должны быть постоянно доступны, то есть обеспечивать очень высокий коэффициентом готовности, так как по ним передается трафик многих критически важных для успешной работы предприятия приложений (business-critical applications). Ввиду особой важности магистральных средств им может «прощаться» высокая стоимость. Так как у предприятия обычно имеется не так уж много крупных сетей, то к магистральным сетям не предъявляются требования поддержания разветвленной инфраструктуры доступа.

Обычно в качестве магистральных сетей используются цифровые выделенные каналы со скоростями от 2 до 622 Мбит/с, по которым передается трафик IP, IPX или протоколов архитектуры SNA компании IBM, сети с коммутацией пакетов frame relay, ATM, X.25 или TCP/IP. При наличии выделенных каналов для обеспечения высокой готовности магистрали используется смешанная избыточная топология связей, как это показано на рис. 5.5.

Рис. 5.5. Структура глобальной сети предприятия

Под сетями доступа понимаются территориальные сети, необходимые для связи небольших локальных сетей и отдельных удаленных компьютеров с центральной локальной сетью предприятия. Если организации магистральных связей при создании корпоративной сети всегда уделялось большое внимание, то организация удаленного доступа сотрудников предприятия перешла в разряд стратегически важных вопросов только в последнее время. Быстрый доступ к корпоративной информации из любой географической точки определяет для многих видов деятельности предприятия качество принятия решений его сотрудниками. Важность этого фактора растет с увеличением числа сотрудников, работающих на дому (telecommuters – телекоммьютеров), часто находящихся в командировках, и с ростом количества небольших филиалов предприятий, находящихся в различных городах и, может быть, разных странах.

В качестве отдельных удаленных узлов могут также выступать банкоматы или кассовые аппараты, требующие доступа к центральной базе данных для получения информации о легальных клиентах банка, пластиковые карточки которых необходимо авторизовать на месте. Банкоматы или кассовые аппараты обычно рассчитаны на взаимодействие с центральным компьютером по сети Х.25, которая в свое время специально разрабатывалась как сеть для удаленного доступа неинтеллектуального терминального оборудования к центральному компьютеру.

К сетям доступа предъявляются требования, существенно отличающиеся от требований к магистральным сетям. Так как точек удаленного доступа у предприятия может быть очень много, одним из основных требований является наличие разветвленной инфраструктуры доступа, которая может использоваться сотрудниками предприятия как при работе дома, так и в командировках. Кроме того, стоимость удаленного доступа должна быть умеренной, чтобы экономически оправдать затраты на подключение десятков или сотен удаленных абонентов. При этом требования к пропускной способности у отдельного компьютера или локальной сети, состоящей из двух-трех клиентов, обычно укладываются в диапазон нескольких десятков килобит в секунду (если такая скорость и не вполне удовлетворяет удаленного клиента, то обычно удобствами его работы жертвуют ради экономии средств предприятия).

В качестве сетей доступа обычно применяются телефонные аналоговые сети, сети ISDN и реже – сети frame relay. При подключении локальных сетей филиалов также используются выделенные каналы со скоростями от 19,2 до 64 Кбит/с. Качественный скачок в расширении возможностей удаленного доступа произошел в связи со стремительным ростом популярности и распространенности Internet. Транспортные услуги Internet дешевле, чем услуги междугородных и международных телефонных сетей, а их качество быстро улучшается.

Программные и аппаратные средства, которые обеспечивают подключение компьютеров или локальных сетей удаленных пользователей к корпоративной сети, называются средствами удаленного доступа. Обычно на клиентской стороне эти средства представлены модемом и соответствующим программным обеспечением.

Организацию массового удаленного доступа со стороны центральной локальной сети обеспечивает сервер удаленного доступа (Remote Access Server, RAS). Сервер удаленного доступа представляет собой программно-аппаратный комплекс, который совмещает функции маршрутизатора, моста и шлюза. Сервер выполняет ту или иную функцию в зависимости от типа протокола, по которому работает удаленный пользователь или удаленная сеть. Серверы удаленного доступа обычно имеют достаточно много низкоскоростных портов для подключения пользователей через аналоговые телефонные сети или ISDN.

Показанная на рис. 5.5. структура глобальной сети, используемой для объединения в корпоративную сеть отдельных локальных сетей и удаленных пользователей, достаточно типична. Она имеет ярко выраженную иерархию территориальных транспортных средств, включающую высокоскоростную магистраль (например, каналы SDH 155-622 Мбит/с), более медленные территориальные сети доступа для подключения локальных сетей средних размеров (например, frame relay) и телефонную сеть общего назначения для удаленного доступа сотрудников.

Глобальные компьютерные сети (WAN) используются для объединения абонентов разных типов: отдельных компьютеров разных классов – от мэйнфреймов до персональных компьютеров, локальных компьютерных сетей, удаленных терминалов.
Ввиду большой стоимости инфраструктуры глобальной сети существует острая потребность передачи по одной сети всех типов трафика, которые возникают на предприятии, а не только компьютерного: голосового трафика внутренней телефонной сети, работающей на офисных АТС (РВХ), трафика факс-аппаратов, видеокамер, кассовых аппаратов, банкоматов и другого производственного оборудования.
Для поддержки мультимедийных видов трафика создаются специальные технологии: ISDN, B-ISDN. Кроме того, технологии глобальных сетей, которые разрабатывались для передачи исключительно компьютерного трафика, в последнее время адаптируются для передачи голоса и изображения. Для этого пакеты, переносящие замеры голоса или данные изображения, приоритезируются, а в тех технологиях, которые это допускают, для их переноса создается соединение с заранее резервируемой пропускной способностью. Имеются специальные устройства доступа – мультиплексоры «голос – данные» или «видео – данные», которые упаковывают мультимедийную информацию в пакеты и отправляют ее по сети, а на приемном конце распаковывают и преобразуют в исходную форму – голос или видеоизображение.
Глобальные сети предоставляют в основном транспортные услуги, транзитом перенося данные между локальными сетями или компьютерами. Существует нарастающая тенденция поддержки служб прикладного уровня для абонентов глобальной сети: распространение публично-доступной аудио-, видео- и текстовой информации, а также организация интерактивного взаимодействия абонентов сети в реальном масштабе времени. Эти службы появились в Internet и успешно переносятся в корпоративные сети, что называется технологией intranet.
Все устройства, используемые для подключения абонентов к глобальной сети, делятся на два класса: DTE, собственно вырабатывающие данные, и DCE, служащие для передачи данных в соответствии с требованиями интерфейса глобального канала и завершающие канал.
Технологии глобальных сетей определяют два типа интерфейса: «пользователь-сеть» (UNI) и «сеть-сеть» (NNI). Интерфейс UNI всегда глубоко детализирован для обеспечения подключения к сети оборудования доступа от разных производителей. Интерфейс NNI может быть детализирован не так подробно, так как взаимодействие крупных сетей может обеспечиваться на индивидуальной основе.
Глобальные компьютерные сети работают на основе технологии коммутации пакетов, кадров и ячеек. Чаще всего глобальная компьютерная сеть принадлежит телекоммуникационной компании, которая предоставляет службы своей сети в аренду. При отсутствии такой сети в нужном регионе предприятия самостоятельно создают глобальные сети, арендуя выделенные или коммутируемые каналы у телекоммуникационных или телефонных компаний.
На арендованных каналах можно построить сеть с промежуточной коммутацией на основе какой-либо технологии глобальной сети (Х.25, frame relay, АТМ) или же соединять арендованными каналами непосредственно маршрутизаторы или мосты локальных сетей. Выбор способа использования арендованных каналов зависит от количества и топологии связей между локальными сетями.
Глобальные сети делятся на магистральные сети и сети доступа.

Базовые компоненты компьютерной сети – Викиверситет

Компьютерные сети используют общие устройства, функции и особенности, включая серверы, клиенты, среду передачи, общие данные, общие принтеры и другие аппаратные и программные ресурсы, сетевую карту (NIC), локальную операционную систему (LOS) и сетевую операционную систему. (БДУ).

Серверы – Серверы – это компьютеры, на которых хранятся общие файлы, программы и сетевая операционная система. Серверы предоставляют доступ к сетевым ресурсам всем пользователям сети.Существует много разных типов серверов, и один сервер может выполнять несколько функций. Например, существуют файловые серверы, серверы печати, почтовые серверы, серверы связи, серверы баз данных, факс-серверы и веб-серверы, и это лишь некоторые из них. Иногда его также называют хост-компьютером, серверы – это мощный компьютер, который хранит данные или приложения и подключается к ресурсам, которые используются совместно пользователем сети.

Клиенты – Клиенты – это компьютеры, которые получают доступ и используют сеть и общие сетевые ресурсы.Клиентские компьютеры в основном являются клиентами (пользователями) сети, поскольку они запрашивают и получают услуги от серверов. В наши дни типичным клиентом является персональный компьютер, который пользователи также используют для своих собственных несетевых приложений.

Среда передачи – Среда передачи – это средства, используемые для соединения компьютеров в сети, такие как витая пара, коаксиальный кабель и оптоволоконный кабель. Среды передачи иногда называют каналами, связями или линиями среды передачи.

Общие данные – Общие данные – это данные, которые файловые серверы предоставляют клиентам, например файлы данных, программы доступа к принтеру и электронная почта.

Общие принтеры и другие периферийные устройства – Общие принтеры и периферийные устройства – это аппаратные ресурсы, предоставляемые пользователям сети серверами. Предоставляемые ресурсы включают файлы данных, принтеры, программное обеспечение или любые другие элементы, используемые клиентами в сети.

Карта сетевого интерфейса – Каждый компьютер в сети имеет специальную карту расширения, называемую сетевой картой (NIC).Сетевая карта подготавливает (форматирует) и отправляет данные, принимает данные и управляет потоком данных между компьютером и сетью. На стороне передачи сетевая карта передает кадры данных на физический уровень, который передает данные по физическому каналу. На стороне получателя сетевая карта обрабатывает биты, полученные с физического уровня, и обрабатывает сообщение на основе его содержимого.

Локальная операционная система – Локальная операционная система позволяет персональным компьютерам получать доступ к файлам, печатать на локальном принтере, а также иметь и использовать один или несколько дисков и компакт-дисков, расположенных на компьютере.Примерами являются MS-DOS, Unix, Linux, Windows 2000, Windows 98, Windows XP и т. Д. Сетевая операционная система – это программное обеспечение сети. Он служит той же цели, что и ОС в автономном компьютере.

Сетевая операционная система – Сетевая операционная система – это программа, которая запускается на компьютерах и серверах и позволяет компьютерам обмениваться данными по сети.

Концентратор – Концентратор – это устройство, которое разделяет сетевое соединение на несколько компьютеров.Это похоже на распределительный центр. Когда компьютер запрашивает информацию из сети или определенного компьютера, он отправляет запрос концентратору по кабелю. Хаб получит запрос и передаст его по всей сети. Затем каждый компьютер в сети должен выяснить, предназначены ли широковещательные данные для них или нет.

Коммутатор – Коммутатор – это телекоммуникационное устройство, сгруппированное как один из компонентов компьютерной сети. Switch похож на концентратор, но имеет расширенные функции.Он использует адреса физических устройств в каждом входящем сообщении, чтобы доставить сообщение в нужное место назначения или порт.

В отличие от концентратора, коммутатор не транслирует полученное сообщение по всей сети, а перед его отправкой проверяет, в какую систему или порт следует отправить сообщение. Другими словами, коммутатор напрямую соединяет источник и пункт назначения, что увеличивает скорость сети. И коммутатор, и концентратор имеют общие характеристики: несколько портов RJ-45, источник питания и индикаторы подключения.

Маршрутизатор – Когда мы говорим о компонентах компьютерной сети, другое устройство, которое используется для подключения локальной сети к Интернету, называется маршрутизатором. Когда у вас есть две отдельные сети (LAN) или вы хотите использовать одно подключение к Интернету для нескольких компьютеров, мы используем маршрутизатор. В большинстве случаев недавние маршрутизаторы также включают коммутатор, который, другими словами, может использоваться как коммутатор. Вам не нужно покупать и коммутатор, и маршрутизатор, особенно если вы устанавливаете малый бизнес и домашние сети.Есть два типа маршрутизаторов: проводные и беспроводные. Выбор зависит от вашего физического офиса / дома, скорости и стоимости.

Кабель LAN Кабель локальной сети также известен как кабель для передачи данных или кабель Ethernet, который представляет собой проводной кабель, используемый для подключения устройства к Интернету или другим устройствам, таким как компьютер, принтеры и т. Д.

Как работают компьютерные сети?

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 9 июня 2021 г.

Слава Богу, компьютерные сети! Если бы они не были изобретены, вы бы не были читая это сейчас (используя Интернет) и Я бы не стал писать это либо (используя беспроводной дом сеть для подключения моего компьютера оборудование).Нет сомнений в том, что компьютерные сети чрезвычайно важны. сложно, если вникнуть глубоко, но основная концепция соединить компьютеры, чтобы они могли разговаривать друг с другом, это довольно просто. Давайте подробнее разберемся, как это работает!

Artwork: Базовая концепция компьютерной сети: совокупность компьютеров (и связанного с ними оборудования), подключенных к проводным или беспроводным каналам связи, так что любая машина может обмениваться информацией с любой другой.

Что такое компьютерная сеть?

Вы можете делать много вещи с компьютером, но подключите его к другим компьютерам и периферийные устройства (общее название дополнительных компонентов компьютера такое оборудование, как модемы, струйные и лазерные принтеры и сканеры), и вы можете сделать намного больше.[1] Компьютерная сеть – это просто набор компьютеров. оборудование, подключенное с помощью проводов, оптических волокна или беспроводные связывает, чтобы различные отдельные устройства (известные как узлов ) могли “разговаривать” друг другу и поменять местами данных (компьютеризированная информация).

Типы сетей

Не все компьютерные сети одинаковы. Сеть, которую я использую подключить этот ноутбук к моему беспроводному маршрутизатору, принтеру и другому оборудованию – самый маленький можно вообразить. Это пример того, что иногда называют PAN. (личная сеть) – по сути, удобный, индивидуальный сеть.Если вы работаете в офисе, вы, вероятно, используете локальную сеть (местная локальная сеть) , что обычно представляет собой несколько отдельных компьютеров, связанных с одним или два принтера, сканер и, возможно, одно общее подключение к интернет. Сети могут быть намного больше. Напротив В конце шкалы мы говорим о MAN (городских сетях) , которые охватывают весь город или город, и WAN (глобальные сети) , который может охватывать любую географическую зону. Интернет – это глобальная сеть, которая охватывает весь мир, но на практике это сеть сетей а также отдельные компьютеры: многие из машин, подключенных к Подключение к сети через локальные сети, которыми управляют школы и предприятия.

Фото: ЛВС стали действительно популярными в 1980-х, когда предприятия, школы, и другие организации могут позволить себе несколько компьютеров, но не обязательно несколько принтеров, сканеры и другие сопутствующие периферийные устройства. Это типичный школьный компьютерный класс с 1980-х / 1990-х годов. Все настольные компьютеры подключены к общим принтеры и другая периферия. Фото любезно предоставлено архивом Кэрол М. Хайсмит, Библиотека Конгресса, Отдел эстампов и фотографий.

Большая разница между Интернетом и многими другими PAN, LAN и WAN заключается в том, что он открытые для публики, так что это еще один способ дифференциации сетей: общедоступные или частное ? Если вы работаете в большой корпорации, вы, вероятно, привыкли информация, которой вы делитесь с коллегами, доступна только через внутренние машины; если доступ к нему осуществляется через Интернет, то, что у вас есть, называется Intranet (своего рода частный, внутренний Интернет / Интернет, недоступный через общедоступный Интернет).Но что, если ты работаешь из дома, и вам нужно получить доступ к частным частям вашей корпоративной сети через общедоступный Интернет? Затем вы можете использовать что-то под названием VPN (виртуальная частная сеть) , которая это безопасный способ доступа к частной сети через публичную. Иногда разница между общедоступными и частными сетями становится немного размытым. Например, используя Во всемирной паутине вы можете встретить файлы, защищенные паролем или сайты только по подписке. Таким образом, даже в полностью общедоступной сети можно создать ученую степень избирательного, частного доступа.

Правила

Компьютеры все о логике, а логика – это следование правилам. Компьютер сети немного похожи на армию: все в сети должно быть устроен с почти военной точностью, и он должен вести себя по очень четко определенным правилам. Например, в локальной сети вы не могут соединить вещи вместе старые как: все узлы (компьютеры и другие устройства) в сети должны быть подключены шаблон, известный как топология сети .Вы можете подключать узлы в простая линия (также называемая гирляндной цепью или шиной), каждая из которых подключена к следующей в линия. Вы можете соединить их в форме звезды с помощью различных машин. исходящий от центрального контроллера, известного как сетевой сервер. Или вы можете связать их в петлю (известную как кольцо). Другие топологии включают сетки (где каждая машина напрямую подключена к некоторые из других или все из них – что называется полной сеткой) и деревья (где сети малых звезд соединены вместе в линию или шину).Все устройства в сети также должны соответствовать четко определенным правилам. (называемые протоколами ), когда они обмениваются данными, чтобы гарантировать, что они понимают друг друга – например, чтобы все они не пытались отправлять сообщения на ровно в то же время, что вызывает недоумение.

Иллюстрация: Самые известные топологии компьютерных сетей: линия (цепь / шина), кольцо, звезда, сетка (где каждый узел соединен с некоторыми другими), полная сетка (каждый узел связан ко всем остальным), и дерево (звездообразные сети, соединенные в линию).

Разрешения и безопасность

Просто потому что машина находится в сети, он не следует автоматически, что все остальные машина и устройство имеют к нему доступ (или могут быть доступны с его помощью). В Интернет – очевидный пример. Если вы в сети, вы получаете доступ к миллиарды веб-страниц, которые представляют собой просто файлы, хранящиеся на других машины (серверы) разбросаны по всей сети. Но вы не можете получить доступ каждый файл на каждом компьютере, подключенном к Интернету: вы не можете читать мои личные файлы, и я не могу читать ваши, если мы специально выберите, чтобы это произошло.

Разрешения и безопасность является центральным элементом идеи сети: вы можете получить доступ к файлам и делитесь ресурсами только в том случае, если кто-то дает вам на это разрешение. Большинство персональных компьютеров, подключенных к Интернету, допускают исходящие соединения (так что теоретически вы можете подключиться к любому другому компьютеру), но заблокировать большинство входящих соединений или полностью запретить их. Серверы (машины в Интернете, которые обслуживают и обслуживают Интернет). страниц и других файлов) применяют более мягкую политику в отношении входящих соединения.Вы, наверное, слышали о , взломанном , который в одном Чувство слово, означает получение несанкционированного доступа к компьютерной сети путем взлом паролей или обход других проверок безопасности. Сделать сеть более безопасна, вы можете добавить брандмауэр (либо физический устройство или часть программного обеспечения, работающего на вашем компьютере, или и то, и другое) в момент где ваша сеть соединяется с другой сетью или Интернетом, чтобы отслеживать и запрещать любые попытки несанкционированного входящего доступа.

Что делает сеть?

Чтобы создать сеть, вы нужны узлы и связи (иногда называемые связями) между ними.Связывание узлов означает создание какого-то временного или временного постоянная связь между ними. В последнее десятилетие или около того беспроводная связи стали одним из самых популярных способов сделать это, особенно в домах. В офисах проводных подключений еще больше. обычное дело – не в последнюю очередь потому, что они, как правило, быстрее и более безопасным и потому, что во многих новых офисах уже проложены сетевые кабели. место.

Фото: Если в вашем ноутбуке нет сетевой карты, вы можно просто подключить адаптер PCMCIA, подобный этому.В адаптере есть сетевая карта встроен в него.

Помимо компьютеров, периферийные устройства и связи между ними, что еще вам нужно? Каждому узлу в сети требуется специальный канал, известный как сеть . карта (или, более формально, сетевая карта или NIC), чтобы сообщить Это как взаимодействовать с сетью. Большинство новых компьютеров имеют сеть карты встроены в стандартную комплектацию. Если у вас старый компьютер или ноутбук, вам, возможно, придется установить отдельную сменную печатную плату (или, в портативного компьютера, добавьте карту PCMCIA), чтобы ваша машина могла подключаться к сети.Каждая сетевая карта имеет собственный отдельный числовой идентификатор, известный как MAC (управление доступом к среде) код или MAC-адрес LAN. MAC-код это немного похоже на номер телефона: любая машина в сети может общаться с другим, отправив сообщение с указанием его MAC-кода. В аналогичным образом, MAC-коды могут использоваться для управления тем, какие машины на сеть может получить доступ к файлам и другим общим ресурсам. Например, Я настроил беспроводное соединение с Интернетом так, чтобы только два MAC коды могут когда-либо получить к нему доступ (ограничение доступа к сети карты, встроенные в два моих компьютера).Это помогает останавливать других людей в близлежащих зданиях (или на улице) взламывая мое соединение или используя его по ошибке.

Чем больше вы сделаете сеть, тем больше дополнительных частей вам нужно добавить, чтобы она работала эффективно. Сигналы могут распространяться только по кабелю или по кабелю. беспроводные соединения, поэтому, если вы хотите создать большую сеть, вам нужно добавить в устройствах, называемых повторителями , – эффективные усилители сигнала. Ты мог бы также потребуется мостов , коммутаторов и маршрутизаторов —устройства которые помогают связать вместе сети (или части сетей, известные как сегментов), регулировать трафик между ними и пересылать трафик из одной части сети в другую.

Фото: Беспроводной маршрутизатор, подобный этому, производства Netgear, – это сердце многих домашних PAN.

Понимание компьютерных сетей со слоями

Фото: Архитектура компьютера: Мы можем рассматривать компьютеры по слоям, от оборудования и BIOS в настоящий момент до операционной системы и приложений наверху. Мы можем думать о компьютерных сетях аналогичным образом.

Компьютеры – это машины общего назначения, которые означают разные вещи для разных людей.Некоторые из нас просто хотят выполнять базовые задачи, такие как обработка текста или общение с друзьями. на Facebook, и нам наплевать, как это происходит под прикрытием – или даже что мы используем для этого компьютер (если мы используем смартфон, мы, вероятно, даже не думаем то, что мы делаем, это «вычисления» – или установка нового приложения, по сути, представляет собой компьютерное программирование). На противоположном конце спектра некоторые из нас любят модифицировать наши компьютеры, чтобы они работали быстрее, устанавливая более быстрые процессоры или больше памяти, или что-то еще; для компьютерных фанатов копаться в компьютерах – самоцель.Где-то между этими крайностями есть люди с умеренной технической подготовкой, которые используют компьютеры для выполнять повседневную работу с разумным пониманием того, как работают их машины. Поскольку компьютеры означают разные вещи для разных людей, это может помочь нам понять их, думая о стеке уровней: оборудование внизу, операционная система где-то наверху, а затем приложения, работающие на самом высоком уровне. Вы можете «взаимодействовать» с компьютером на любом из этих уровней, не думая ни о каких других уровнях.Тем не менее, каждый уровень стал возможным благодаря тому, что происходит на более низком уровне. уровней, знаете ли вы об этом или нет. То, что происходит на более высоких уровнях, может быть выполнено в много разных способов на нижних уровнях; например, вы можете использовать веб-браузер, такой как Firefox (приложение), во многих различных операционных системах, и вы можете запускать различные операционные системы на конкретном ноутбуке, даже если оборудование вообще не меняется.

Компьютерные сети похожи: у всех нас разные представления о них, и мы в той или иной степени заботимся о них. о том, что они делают и почему.Если вы работаете в небольшом офисе, подключив компьютер к чужие машины и общие принтеры, вероятно, все, что вас волнует, это то, что вы можете отправлять электронные письма на свой коллеги и распечатайте свои материалы; вас не беспокоит, как это на самом деле происходит. Но если вы в первую очередь отвечаете за настройку сети, вы должны учитывать такие вещи, как то, как они физически связаны друг с другом, какие кабели вы используете и какой длины они могут быть, каковы MAC-адреса и всевозможные прочие мелочи.Опять же, как и в случае с компьютерами, мы можем думать о сети с точки зрения ее различных уровней – и есть два популярных способа сделать это.

Модель OSI

Возможно, самый известный способ – это так называемая модель OSI (Open Systems Interconnect) , основанная на согласованном на международном уровне наборе стандартов, разработанном комитетом компьютерных экспертов и впервые опубликованном в 1984. [2] Он описывает компьютерную сеть как стек из семи уровней. Нижние уровни наиболее близки к компьютерному оборудованию; более высокие уровни ближе к пользователям-людям; и каждый уровень делает возможным то, что происходит на более высоких уровнях:

Физический : Основное оборудование сети, включая кабели и соединения, а также способ подключения устройств к определенной топологии сети (кольцо, шина или что-то еще).Физический уровень никоим образом не связан с данными, которые несет сеть, и для большинства пользователей сети он неинтересен и неуместен.
Канал передачи данных : Здесь рассматриваются такие вещи, как упаковка данных, обнаружение и исправление ошибок.
Сеть : Этот уровень связан с тем, как данные адресуются и маршрутизируются от одного устройства к другому.
Транспорт : Управляет способом, которым данные эффективно и надежно перемещаются по сети, обеспечивая правильную доставку всех битов данного сообщения.
Сеанс : Этот параметр контролирует, как разные устройства в сети устанавливают временные «разговоры» (сеансы), чтобы они могли обмениваться информацией.
Presentation : эффективно переводит данные, созданные удобными для пользователя приложениями, в удобные для компьютера форматы, которые пересылаются по сети. Например, он может включать в себя такие вещи, как сжатие (для уменьшения количества битов и байтов, которые необходимо передать), шифрование (для обеспечения безопасности данных) или преобразование данных между различными наборами символов (чтобы вы могли читать смайлы («смайлы») или смайлики в ваших письмах).
Приложение : Верхний уровень модели и наиболее близкий к пользователю. Это касается таких вещей, как программы электронной почты, которые используют сеть таким образом, чтобы это было значимо для пользователей-людей, и то, чего они пытаются достичь.

Изображение: Модель OSI. Я нарисовал это простым способом, чтобы показать, как семь уровней соответствуют более знакомой четырехуровневой модели TCP / IP, описанной ниже.

OSI был задуман как способ заставить все виды компьютеров и сетей взаимодействовать друг с другом, что было серьезной проблемой в 1960-х, 1970-х и 1980-х годах, когда практически все вычислительное оборудование было проприетарным, а оборудование одного производителя редко работало с ним. чужой.

Модель TCP / IP (DARPA)

Если вы никогда не слышали о модели OSI, то вполне вероятно, что это произошло потому, что другой способ подключения компьютеров мира восторжествовал над ней, создав потрясающую компьютерную сеть, которую вы используете прямо сейчас: Интернет. Интернет основан на двухкомпонентной сетевой системе, называемой TCP / IP, в которой компьютеры подключаются к сети (используя так называемый TCP, протокол управления передачей) для обмена информацией в пакетах (с использованием Интернет-протокола, IP).Мы можем понять TCP / IP, используя четыре немного более простых уровня, иногда известных как модель TCP / IP (или модель DARPA, для Агентства перспективных исследовательских проектов правительства США, которое спонсировало ее разработку):

Сетевой доступ (иногда называемый уровнем сетевого интерфейса): представляет базовое сетевое оборудование и соответствует физическому уровню и уровню канала передачи данных модели OSI. Примером может служить подключение к Интернету через Ethernet или Wi-Fi.
Интернет (иногда называемый сетевым уровнем): это способ передачи данных по сети, эквивалентный сетевому уровню в модели OSI. На этом уровне работает коммутация пакетов IP (Интернет-протокол) – доставка реальных пакетов данных на ваш компьютер из Интернета.
Транспортный : соответствует транспортному уровню в модели OSI. TCP (протокол управления передачей) работает на этом уровне, управляет доставкой данных, фактически не доставляя их.TCP преобразует переданные данные в пакеты (и обратно, когда они получены) и гарантирует, что эти пакеты будут надежно доставлены и повторно собраны в том же порядке, в котором они были отправлены.
Приложение : эквивалентно уровням сеанса, презентации и приложения в модели OSI. Хорошо известные интернет-протоколы, такие как HTTP (скрытый «диалог» между веб-браузерами и веб-серверами), FTP (способ загрузки данных с серверов и их выгрузки в обратном направлении) и SMTP (способ, которым ваш программа электронной почты отправляет письма через сервер вашего интернет-провайдера) все работает на этом уровне.

Artwork: Модель TCP / IP проста для понимания. В этом примере предположим, что вы отправляете кому-то электронное письмо через Интернет. Фактически, два ваших устройства связаны одним длинным «кабелем», проложенным между их сетевыми картами. Это то, что представляет собой зеленый слой доступа к сети внизу. Ваша электронная почта передается в виде пакетов (оранжевые квадраты) с использованием Интернет-протокола (IP), что иллюстрируется оранжевым Интернет-слоем. Протокол управления передачей (TCP) наблюдает за этим процессом в синем транспортном узле. слой; и, по сути, TCP и IP работают вместе.Вверху, на уровне приложения, вы сидите за своим компьютером и используете почтовую программу (приложение), которая использует все уровни ниже.

В то время как модель OSI является довольно абстрактной и академической концепцией, редко встречающейся вне книг и статей о компьютерных сетях, модель TCP / IP является более простым, понятным и более практичным предложением: это основа Интернета – и та самая технология, которую вы сейчас используете, чтобы читать эти слова.

Как мы видели выше, более высокие уровни базовых моделей вычислений не зависят от более низких уровней: вы можете запустить свой браузер Firefox в различных операционных системах Windows или Linux, например.То же самое и с сетевыми моделями. Таким образом, вы можете запускать множество приложений, используя коммутацию пакетов Интернета, из Интернета и электронной почты в Skype. (VoIP) и интернет-телевидение. И вы можете подключить свой компьютер к сети, используя Wi-Fi, проводной широкополосный доступ или коммутируемое соединение по телефонной линии (различные формы доступа к сети). Другими словами, более высокие уровни модели выполняют одну и ту же работу, хотя более низкие уровни работают по-разному.

Сети на лету

Как автомагистрали или железные дороги, соединяющие города, компьютерные сети часто бывают очень сложными, хорошо спланированными вещами.В те дни, когда компьютеры были большими статическими коробками, которые компьютерные сети, которые никогда не переходили из центров обработки данных и настольных компьютеров, также имели тенденцию быть довольно статичными; часто они не сильно менялись от одной недели, месяца или года к следующему. Интернет, например, основан на набор четко определенных соединений, называемых магистралью Интернета, включая обширные подводная лодка кабели, которые, очевидно, должны оставаться на месте годами. Это компьютерные сети с одной стороны.

Изображение: Подводные (подводные) кабели составляют большую часть «хребта» современного, международный интернет.Это был их предок: первый трансатлантический телеграфный кабель, проложенный в 1858 году между Ирландией и Ньюфаундлендом. [3] Работа, опубликованная Oliver Ditson & Co., c.1858, любезно предоставлена Библиотекой Конгресса.

Тем не менее, мы все чаще переходим на мобильные устройства, которым необходимо импровизировать сети при перемещении. мир. Wi-Fi (беспроводной Ethernet) – это один из примеров того, как смартфоны, планшеты и другие мобильные компьютеры может присоединяться и выходить из фиксированных сетей (основанных на «горячих точках» или точках доступа) очень произвольным образом.Bluetooth еще более импровизирован: соседние устройства обнаруживают друг друга, соединяются вместе (когда вы даете им разрешение), и сформировать (как правило) недолговечную компьютерную сеть – прежде чем разойтись. Такие специальные технологии по-прежнему основаны на классических концепциях компьютерных сетей, но они также связаны с рядом новых проблем. Как мобильные устройства обнаруживают друг друга? Как одно устройство (например, маршрутизатор Wi-Fi) узнает, когда другое внезапно подключается к сети или покидает ее? Как он может поддерживать производительность сети, когда множество людей пытаются присоединиться одновременно? Что делать, если все сетевые устройства используют несколько разные версии Wi-Fi или Bluetooth; будут ли они все еще можно будет подключиться? Если связь полностью беспроводная, как ее надежно защитить? Мы обсуждаем подобные вопросы более подробно в наших основных статьях о Wi-Fi и Bluetooth.

Как работает Ethernet

Фото: Типичный сетевой кабель Ethernet.

Не так давно все компьютеры производили разные компании, работал в разных способами и не могли общаться друг с другом. Часто они этого не делали даже такие же вилки и розетки на корпусах! В течение в 80-е и 90-е годы все стало более стандартизированным и теперь можно подключить практически любую машину к любой другой и заставить их обмениваться данными без особых усилий.Это в значительной степени потому что в большинстве сетей сейчас используется одна и та же система, которая называется Ethernet . Это был разработан в мае 1973 г. американским инженером-компьютерщиком доктором Робертом («Боб»). Меткалф (1946–), который впоследствии основал 3Com, а затем стал известный эксперт компьютерной индустрии (возможно, несколько несправедливо, лучший известен тем, что предсказал грандиозный крах Интернета в 1995 году. чего на самом деле никогда не было).

Как изначально Меткалф Создавая его, Ethernet был основан на трех очень простых идеях.Первый, компьютеры будут подключаться через “эфир” (полусерьезное, полунаучное название разделяющей их пустоты) используя стандартный коаксиальный кабель (провода, подобные тем, которые используются в телевизоре антенное соединение, состоящее из концентрических металлических слоев). В Говоря языком Ethernet, физическое соединение между узлами (компьютерами и другие устройства) в сети также известен как среда . Вещи немного изменились с начала 1970-х, и сейчас так же часто беспроводная радиосвязь (вы, наверное, слышали о Wi-Fi , что является беспроводной версией Ethernet).Во-вторых, все компьютеры и устройства в сети будут молчать, за исключением тех случаев, когда они отправка или получение сообщений. Наконец, когда они захотели общаться, они делали это, разбивая сообщения на небольшие пакеты данных и отправка их по сети высокоэффективным метод, известный как , коммутация пакетов (обсуждается более подробно в нашей статье в Интернете).

Если одна машина хочет чтобы отправить сообщение на другую машину в сети Ethernet, оно идет через процесс, немного похожий на отправку письма.Сообщение должно быть упакованы в стандартный формат, называемый кадром (немного похожим на конверт который содержит букву). Фрейм включает стандартный заголовок, адрес устройства в сети, для которой он предназначен (например, адрес на конверте), адрес машины, которая его отправила (например, адрес получателя конверта или адрес отправителя), указание сколько данных он содержит, сами данные, некоторые отступы и некоторые информация о проверке ошибок в конце (используется для быстрой проверки правильно ли переданы данные).В отличие от письма, которое отправляется только получателю, рама отправляется на каждую машину и устройство в сети. Каждая машина считывает адрес назначения на выяснить, предназначена ли рама для них. Если так, они действуют Это; если нет, они это игнорируют. Любая машина в сети может передавать сообщения через эфир в любое время, но проблемы возникнут, если две или более машины пытаются говорить одновременно (это называется столкновением). Если что случается, все машины замолкают на случайный период времени раз, прежде чем повторить попытку.В конце концов, вы обнаружите, что эфир очистить и вывести сначала его сообщение, а затем другое, так что все сообщения в конечном итоге будут доставлены. Типичное оборудование Ethernet может обрабатывать тысячи кадров в секунду. Говоря техническим языком, этот метод использование сети называется множественным доступом с контролем несущей с обнаружение столкновений (CSMA / CD) : это причудливый способ сказать, что узлы изо всех сил стараются передавать, когда эфир свободен (“несущая смысл “), теоретически все они могут отправлять или получать в любое время (“множественный доступ”), и у них есть способ решить проблему, если два случая передаются в одно и то же время («обнаружение столкновения»).

Узнать больше

Интервью с Бобом Меткалфом: Манек Дубаш предлагает это увлекательное интервью с пионером Ethernet в ознаменование 40-летия его изобретения, изменившего мир.
Устная история Боба Меткалфа: гораздо более длинное (почти трехчасовое) интервью с Леном Шустеком из Музея компьютерной истории.

Как компьютерные сети обнаруживают ошибки?

Предположим, вы заказываете книгу по почте, и через несколько дней она приходит с разорванной упаковкой и крышка слегка помята или порвана.Это своего рода ошибка передачи. К счастью, поскольку книга это аналоговая информация, немного повреждена крышка не мешает вам ценить историю, которую рассказывает книга, или содержащуюся в ней информацию. Но что, если вы загружаете электронную книгу (электронную книгу), а в передача, поэтому некоторые данные теряются. Возможно, вы не сможете открыть book, делая все это бесполезным. Или что, если банк отправляет электронный платеж кому-то, и данные, которые он передает по сети, повреждены, поэтому номер учетной записи или сумма, подлежащая выплате, перемешивается? Что, если военный центр управления отправит сигнал установка ядерной ракеты и сообщение в сети изменяют содержащиеся в ней данные, поэтому вместо этого о “отключении питания” ракете сказано “немедленно запустить”? Дело простое: когда мы отправляем данные по компьютерным сетям, мы должны быть абсолютно уверены , что информация полученная информация идентична переданной информации.Но как мы можем это сделать когда по всему миру постоянно пересылаются огромные объемы данных?

Artwork: Проверка целостности большой загрузки с помощью кода MD5: Если вы когда-либо загружали дистрибутив Linux (от нескольких сотен мегабайт до нескольких гигабайт данных), вы, вероятно, это сделали – или, безусловно, должны были сделано! На исходной странице загрузки вам будет предоставлен код контрольной суммы MD5, соответствующий файлу, который вы хотите загрузить. После завершения загрузки вы просто запускаете файл через программу-калькулятор MD5 (здесь я использую winMd5sum), чтобы вычислить код MD5 из данных, которые вы загрузили.Если два кода MD5 совпадают, вы можете быть уверены, что ваш файл загружен без ошибок.

Компьютеры и компьютерные сети имеют всевозможные гениальные способы проверки информации. Они отправляют. Один простой метод – отправить все дважды и сравнить два набора данных, которые получены; если они не совпадают, вы можете запросить повторную отправку всех данных. Это трудоемко и неэффективно – удваивает время, необходимое для передачи информации, – и есть гораздо более эффективные методы сохранения данных в чистом виде.Один из самых простых – – проверка четности (или проверка битов четности). Предположим, вы отправляете по сети строки двоичных цифр (биты, состоящие из нулей и единиц). Каждый раз, когда вы отправляете семь битов, вы складываете количество отправленных вами. Если вы отправили нечетное количество единиц (1, 3, 5 или 7 из них), вы затем отправляете дополнительную 1, чтобы подтвердить это; если вы отправили четное количество единиц (0, 2, 4 или 6), вместо этого вы отправите ноль. Получатель может делать те же суммы с данными, которые он видит, проверять бит четности и, таким образом, определять, была ли сделана ошибка.К сожалению, с простой проверкой четности невозможно сказать, где была сделана ошибка, или исправить ее на месте, но получатель может, по крайней мере, обнаружить пакет неверных данных и запросить его повторную отправку.

Более изощренные способы обнаружения ошибок обычно представляют собой варианты контрольных сумм, когда вы время от времени складываете числа, которые вы ранее отправили, а затем передаете общую сумму (сумму) в качестве чека. Получатель выполняет тот же расчет и сравнивает его с контрольной суммой.Но что, если возникает несколько ошибок (скажем, контрольная сумма передается неправильно, а также некоторые исходные данные), поэтому они компенсируют друг друга и остаются незамеченными? Существуют гораздо более сложные версии контрольных сумм, в которых вместо простого добавления данных, которые вы передали, вы обрабатываете их более сложными способами, что значительно затрудняет прохождение ошибок. Например, когда вы загружаете большие файлы, вам иногда будет предложено проверить так называемый хэш-код MD5 , который представляет собой длинное число (часто в шестнадцатеричном формате или формате с основанием 16, состоящее из чисел 0–9 и буквы A – F), вычисленные из исходного файла с помощью сложного математического алгоритма.Типичный хэш-код MD5 – 7b7c56c74008da7d97bd49669c8a045d или ef6a998ac98a440b6e58bed8e7a412db. После того, как вы загрузили свой файл, вы просто запускаете его в программе проверки хеширования, чтобы таким же образом сгенерировать код. Сравнивая коды, вы можете увидеть, правильно ли загружен файл, и, если нет, попробуйте еще раз. Некоторые формы проверки ошибок не только позволяют обнаруживать ошибки, но и позволяют исправить их без повторной передачи всех данных. Среди наиболее известных – коды Хэмминга , изобретенные в 1950 году американским математиком Ричардом Хэммингом для повышения точности и надежности всех видов передачи данных.Они работают за счет использования большего количества битов обнаружения ошибок, чтобы можно было определить положение ошибки в передаваемых данных, а не только простой факт возникновения ошибки.

Что такое сетевая операционная система?

Сетевая операционная система (NOS) – это компьютерная операционная система (ОС), которая предназначена в первую очередь для поддержки рабочих станций, персональных компьютеров и, в некоторых случаях, старых терминалов, подключенных к локальной сети (LAN).Программное обеспечение, лежащее в основе NOS, позволяет нескольким устройствам в сети обмениваться данными и ресурсами друг с другом.

Состав оборудования, которое обычно использует NOS, включает несколько персональных компьютеров, принтер, сервер и файловый сервер с локальной сетью, которая соединяет их вместе. Роль NOS заключается в предоставлении основных сетевых услуг и функций, которые поддерживают одновременное выполнение нескольких входных запросов в многопользовательской среде.

Из-за того, что более ранние версии основных операционных систем не были предназначены для использования в сети, сетевые операционные системы возникли как решение для однопользовательских компьютеров.

Типы сетевых операционных систем
Существует два основных типа сетевых операционных систем: одноранговая NOS и клиент / серверная NOS:
Операционные системы одноранговой сети позволяют пользователям совместно использовать сетевые ресурсы, сохраненные в общем доступном сетевом расположении. В этой архитектуре все устройства имеют одинаковую функциональность. Одноранговая сеть обычно лучше всего подходит для малых и средних локальных сетей и дешевле в установке.
Сетевые операционные системы клиент / сервер предоставляют пользователям доступ к ресурсам через сервер.В этой архитектуре все функции и приложения объединены на одном файловом сервере, который можно использовать для выполнения отдельных действий клиента независимо от физического расположения. Клиент / сервер, как правило, является наиболее дорогостоящим в реализации и требует значительного технического обслуживания. Преимущество модели клиент / сервер заключается в том, что сеть управляется централизованно, что упрощает внедрение изменений или дополнений в технологии.
Общие черты сетевых операционных систем
Функции сетевых операционных систем обычно связаны с функциями администрирования пользователей, обслуживания системы и управления ресурсами.Сюда входят:
Базовая поддержка операционных систем, таких как поддержка протоколов и процессоров, обнаружение оборудования и многопроцессорность.
Совместное использование принтера и приложений.
Общая файловая система и совместное использование базы данных.
Возможности сетевой безопасности, такие как аутентификация пользователей и контроль доступа.
Справочник
Резервное копирование и веб-сервисы.
Межсетевое взаимодействие.
Примеры сетевых операционных систем
Настоящие сетевые операционные системы относятся к категории программного обеспечения, которое расширяет функциональные возможности операционных систем, предоставляя дополнительные сетевые функции.Вот несколько примеров этих сетевых операционных систем и их поставщиков услуг:
Artisoft’s LANtastic – это простая, удобная для пользователя ОС, которая поддерживает большинство операционных систем ПК.
Banyan’s VINES – здесь используется архитектура клиент-сервер для запроса определенных функций и услуг.
Novell NetWare – это первая выпущенная сетевая операционная система, разработанная на основе архитектуры протокола XNS.
LAN Manager от Microsoft. Он работает как серверное приложение и был разработан для работы под управлением ОС Microsoft.Теперь большая часть функций LAN Manager включена в саму ОС Windows.
Кроме того, некоторые многоцелевые операционные системы, такие как Windows NT и Digital’s OpenVMS, имеют возможности, которые позволяют описывать их как сетевые операционные системы. Кроме того, наиболее популярные операционные системы, такие как Windows, Unix, Linux и Mac, включают встроенные сетевые функции, которые могут не требовать дополнительных сетевых служб.
Последнее обновление: май 2019 г.
Продолжить чтение о сетевой операционной системе (NOS)
Узнайте больше о сетевой инфраструктуре
Как работает домашняя сеть | HowStuffWorks
Ethernet и беспроводные сети имеют свои преимущества и недостатки; в зависимости от ваших потребностей, один может служить вам лучше, чем другой.Проводные сети обеспечивают пользователям большую безопасность и возможность очень быстро перемещать большие объемы данных. Проводные сети обычно быстрее беспроводных и могут быть очень доступными. Однако стоимость кабеля Ethernet может увеличиваться – чем больше компьютеров в вашей сети и чем дальше они находятся, тем дороже будет ваша сеть. Кроме того, если вы не строите новый дом и не прокладываете кабель Ethernet в стенах, вы сможете видеть, как кабели проложены с места на место по всему дому, а провода могут значительно ограничить вашу мобильность.Например, владелец ноутбука не сможет легко передвигаться, если его компьютер привязан к стене.
Есть три основных системы, которые люди используют для создания проводных сетей. В системе Ethernet используется транспортная система на основе витой медной пары или коаксиального кабеля. Наиболее часто используемым кабелем для Ethernet является неэкранированная витая пара (UTP) категории 5 – он полезен для предприятий, которые хотят соединить вместе несколько устройств, таких как компьютеры и принтеры, но он громоздкий и дорогой, что делает его менее практичным. для домашнего использования.Телефонная линия , с другой стороны, просто использует существующую телефонную проводку, которая есть в большинстве домов, и может предоставлять быстрые услуги, такие как DSL. Наконец, широкополосные системы предоставляют кабельный Интернет и используют тот же тип коаксиального кабеля, что и кабельное телевидение.
Если вы планируете подключить только два компьютера, все, что вам понадобится, это сетевая карта (NIC) на каждом компьютере и кабель для прокладки между ними. Если вы хотите подключить несколько компьютеров или других устройств, вам понадобится дополнительное оборудование: маршрутизатор Ethernet.Вам также понадобится кабель для подключения каждого компьютера или устройства к маршрутизатору.
Когда у вас есть все оборудование, все, что вам нужно сделать, это установить его и настроить компьютеры так, чтобы они могли общаться друг с другом. То, что вам нужно делать, зависит от типа сети и имеющегося у вас оборудования. Например, если ваши компьютеры поставляются с уже установленными сетевыми картами, все, что вам нужно сделать, это купить маршрутизатор и кабели и настроить компьютеры для их использования. Независимо от того, какой тип вы выберете, маршрутизаторы, адаптеры и другое оборудование, которое вы покупаете, должны поставляться с полными инструкциями по установке.
Действия, которые необходимо предпринять для настройки компьютеров, также зависят от вашего оборудования и операционной системы. Руководства пользователя обычно предоставляют необходимую информацию, а веб-сайты, посвященные конкретным операционным системам, часто содержат полезные советы, как заставить несколько разных компьютеров взаимодействовать друг с другом.
Далее мы рассмотрим преимущества и недостатки беспроводных сетей.
Что такое SD-WAN? | Киндрил
Что такое SD-WAN и WAN и как работает SD-WAN?
Techopedia определяет программно-определяемую глобальную сеть или программно-определяемую глобальную сеть, сокращенно SD-WAN, как «глобальную сеть, которая использует программные компоненты для управления сетевыми операциями».¹ Определение Techopedia расширяется, отмечая, что «[определенное] программное обеспечение для управления виртуализирует сетевое оборудование таким же образом, как гипервизоры и другие компоненты виртуализируют операции центра обработки данных». ¹
Чтобы лучше понять, как работает SD-WAN, сначала нужно понять, что такое глобальная сеть (WAN). Techopedia определяет WAN как «сеть, которая существует в крупномасштабной географической области по сравнению с другими типами сетей, такими как локальная сеть (LAN)».² Локальные сети обычно более изолированы, чем глобальные, ограничиваясь небольшими сетями в домах или офисах. Глобальные сети соединяют различные небольшие сети, такие как локальные сети и городские сети (MAN). Это соединение позволяет компьютерам и пользователям из одного места общаться с компьютерами и пользователями в разных местах.
Techopedia отмечает, что программный механизм управления SD-WAN помогает управлять всеми различными географическими частями глобальной сети, что помогает повысить производительность и эффективность.Специальные протоколы, которые реализует SD-WAN, обеспечивают интуитивно понятный интерфейс и помогают WAN обрабатывать сетевой трафик. ¹ SD-WAN также могут поддерживать брандмауэры, шлюзы, инструменты виртуальной частной сети (VPN) и другие функции, повышающие конфиденциальность, киберустойчивость и безопасность.
SD-WAN в сравнении с MPLS
SD-WAN предлагает предприятиям оптимизированные возможности приложений. Это приложение включает такие преимущества, как высокая доступность для критически важных корпоративных приложений в сочетании с предсказуемым обслуживанием и несколькими гибридными активными-активными конфигурациями, в отличие от активно-пассивных конфигураций, ссылки для сетевых сценариев.SD-WAN позволяет динамически направлять трафик приложений с использованием маршрутизации с учетом приложений, обеспечивая оптимизированную доставку и удобство для пользователя.
Cisco отмечает, что SD-WAN предлагает «улучшенные эксплуатационные расходы, заменяя дорогостоящие услуги многопротокольной коммутации по меткам (MPLS) на более экономичный и гибкий широкополосный доступ, включая безопасные соединения VPN». ³ Более 20 лет технология MPLS помогает обеспечивать частные подключения. SD-WAN возникла из этой технологии MPLS. Cisco продолжает отмечать, что «SD-WAN можно рассматривать как программную абстракцию технологии MPLS, которая применима к более широким сценариям», ³, предлагая безопасные частные соединения, которые не зависят от каналов и провайдеров и поддерживают облачные технологии.
Для сравнения, SD-WAN обрабатывает будущие сценарии с использованием централизованного управления трафиком в реальном времени на основе политик, а MPLS обрабатывает эти сценарии с использованием резервных каналов. Поскольку SD-WAN объединяет магистраль WAN, он обеспечивает комплексную аналитику по всей глобальной сети.
SD-WAN по сравнению с SDN
Часто представленный как программно-определяемая сеть (SDN) для WAN, SD-WAN, возможно, является наиболее широко используемым вариантом использования SDN. Cisco отмечает, что парадигма SDN «стала популярной для абстрагирования сетевой инфраструктуры в центре обработки данных и других частях периметра предприятия.«SD-WAN работает аналогично SDN, однако SD-WAN требует абстрагирования различных элементов инфраструктуры, в том числе из разных типов каналов, географических регионов и поставщиков SD-WAN.
В то время как SDN предназначен для работы в сетях LAN и для создания сетей, которые можно быстро модифицировать по мере необходимости, SD-WAN разработан для WAN, которая соединяет различные сайты и поддерживает WAN из большой географической области. Подобно SDN, SD-WAN устраняет необходимость в обслуживании большого количества сетевого оборудования.SD-WAN может использоваться из SDN, где он обеспечивает географические возможности SD-WAN и масштабируемость SDN.
В то время как поставщики контролируют сервис SD-WAN, SDN контролируется ИТ-администратором или пользователем. Развертывание SD-WAN обычно упрощается, поскольку пользователи не несут ответственности за предоставление услуги.
Возможности SD-WAN
SD-WAN может решить множество межотраслевых проблем, используя следующие возможности для создания решений:
Централизованное управление и облачные средства управления помогают ИТ-командам настраивать конфигурации WAN в нескольких местах и виртуальных каналах.Контроллер SD-WAN также собирает данные, в том числе показатели производительности и условия ошибок, которые впоследствии могут быть обобщены в отчетах, использованы для запуска предупреждений и переданы системам регистрации неисправностей и другим подобным ИТ-функциям.
Сквозное шифрование помогает повысить безопасность с помощью протокола IPsec или аналогичных зашифрованных туннелей, которые автоматически защищают виртуальные частные глобальные сети, расположенные в общедоступных общих сетях. Кроме того, шифрование в сетях MPLS помогает защититься от утечки данных и кибератак.
Поддержка многолучевости и многоканальности с динамическим выбором пути помогает объединить несколько физических цепей в один логический канал для повышения совокупной емкости и надежности. После связывания эти каналы могут поддерживать виртуальную маршрутизацию и пересылку (VRF), позволяя сегментацию сети и контроль над политиками маршрутизации частной сети в общедоступных широкополосных сетях.
Подготовка пути и оптимизация WAN помогает со сжатием и дедупликацией данных, формированием трафика для управления конфликтами и задержками, кэшированием на стороне клиента и оптимизацией протокола управления передачей (TCP).
Службы безопасности и брандмауэра , которые варьируются от простой блокировки TCP и протокола пользовательских дейтаграмм (UDP) на основе портов до сложных функций обнаружения и предотвращения вредоносных программ.
Приоритизация трафика качества обслуживания с упреждающим исправлением ошибок предлагает гарантии полосы пропускания для различных классов обслуживания. Эта возможность может улучшить производительность в некоторых приложениях, чувствительных к задержкам и потерям, которые включают передачу голоса по Интернет-протоколу (VoIP), видеоконференцсвязь и совместное использование экрана.В некоторых решениях используются методы избыточности путей и исправления ошибок, которые помогают обнаруживать и исправлять ошибки, чтобы избежать повторных передач данных, снижающих производительность.
Управление на основе политик и объединение сервисов может обеспечивать интеллектуальную маршрутизацию трафика на основе политик. Эта возможность также предлагает возможность динамически вставлять виртуализированные сетевые функции (VNF), такие как межсетевые экраны, фильтры содержимого, прокси-серверы и другие сетевые функции L7, в поток трафика. Он также вставляет эти функции, не подавляя базовую сеть.
Локальный прорыв для облачных сервисов позволяет локально проверять и направлять трафик, предназначенный для доверенных облачных сервисов, таких как Salesforce. Это вдвойне устраняет необходимость направлять весь трафик в централизованное место для проверки и помогает сэкономить на использовании полосы пропускания при максимальном использовании более дешевого локального прямого доступа в Интернет. Это также делается без ущерба для кибербезопасности. ⁴
Как различные сектора оптимизируют преимущества SD-WAN?
Обладая всеми значительными возможностями и преимуществами, внедрение SD-WAN – это то, что разрозненным компаниям и организациям следует учитывать при поиске путей улучшения своих сетей.Развертывание SD-WAN имеет большие потенциальные преимущества для предприятий, которые полагаются на ИТ-приложения, которые требуют частого обмена данными с различными географическими точками, отдельными лицами и устройствами предприятия.
Сектор розничной торговли
Розничным организациям, имеющим несколько филиалов или удаленных офисов, требуются безопасные и устойчивые к киберпространству сети, которые помогают обеспечить защиту передаваемых данных. Эти данные могут включать номера кредитных карт, информацию о клиентах и аналогичные данные, которые обрабатываются во время платежей.
Как и большинству предприятий с широким кругом сотрудников, розничным компаниям нужны сети, которые могут поддерживать их сотрудников и работу, которую они выполняют. Медленные сети могут вызвать множество технических проблем, многие из которых могут повлиять на производительность. Технология SD-WAN помогает предоставить организациям быстрые, эффективные и безопасные сети, необходимые для безопасной и надежной обработки транзакций, отправки и получения данных, а также для их сотрудников, чтобы они могли эффективно выполнять свою работу.
Финансовый сектор
Подобно розничному сектору, финансовый сектор также извлекает выгоду из повышенной безопасности и надежности, которые технология SD-WAN может обеспечить своим сетям.Финансовые организации, такие как банки, страховые фирмы и кредитные союзы, нуждаются в быстром и надежном доступе к базе данных для обработки транзакций и информации своих клиентов. Для оптимизации функциональности финансовым сетям необходим доступ к облачным сервисам, что нечасто встречается в частных сетях.
Сектор образования
Вероятно, сектор, который больше всего выигрывает от цифровой трансформации, – это сектор образования, который использует личные устройства, цифровые учебные программы и онлайн-тесты для удовлетворения потребностей сегодняшних студентов.ITProPortal отмечает, что в дополнение к масштабированию в соответствии с потребностями управления пропускной способностью каждой школы или университета «SD-WAN позволяет университетам определять приоритеты академического трафика и приложений над потребностями студентов, [например, доступ студентов к] потоковым сервисам, таким как Netflix ». ⁵ SD-WAN также помогает школам определять различные типы трафика, такие как ученик, учитель, администратор и гость, и масштабировать в соответствии с этими потребностями. SD-WAN помогает сектору образования создавать современные возможности цифрового обучения с более высокой пропускной способностью по сниженной цене для школ, университетов и аналогичных государственных и частных учебных заведений.
Что такое архитектура SD-WAN?
Примеры использования программно определяемых глобальных сетей
Network World отмечает, что существует три основных типа архитектуры SD-WAN, каждый из которых имеет свои преимущества, которые, как правило, связаны с тем, как они используют глобальные сети. Вот эти три типа архитектур SD-WAN:
Только локальная архитектура
Облачная архитектура
Облачная связь плюс магистраль ⁶
Только локальная архитектура
В соответствии со своим одноименным названием, локальная архитектура SD-WAN обнаруживается на месте и устанавливается с помощью блока SD-WAN или аналогичного маршрутизатора plug-and-play, который формирует трафик из своего местоположения в режиме реального времени.Этот локальный блок SD-WAN не подключается к облачному шлюзу, а подключается только к сайтам вашего предприятия.
Каковы преимущества локальной архитектуры?
Некоторые из преимуществ локальной архитектуры SD-WAN включают следующее:
Минимальные или нулевые ежемесячные затраты на пропускную способность облачных технологий SD-WAN
Балансировка нагрузки и переключение при отказе в нескольких схемах
Балансировка нагрузки интернет-провайдера (ISP)
Формирование трафика в реальном времени, которое помогает повысить производительность приложений WAN
Увеличенное резервное копирование подключения, которое помогает при аварийном восстановлении (DR)
Облачная архитектура
В отличие от локальной архитектуры SD-WAN, облачная архитектура SD-WAN использует локальный блок SD-WAN, который подключается к облачному шлюзу.Этот облачный шлюз соединяется с основными поставщиками облачных услуг, такими как Amazon Web Services (AWS), Microsoft Office 365 или Salesforce, и помогает повысить производительность и надежность облачных приложений вашего предприятия.
Каковы преимущества облачной архитектуры?
Архитектура
с поддержкой облачных вычислений предлагает некоторые из преимуществ локальной архитектуры, включая формирование трафика в реальном времени, повышение производительности всех приложений WAN, балансировку нагрузки по нескольким схемам и усиление резервного копирования с возможностью подключения, которое улучшает аварийное восстановление.
Если интернет-канал вашего предприятия выходит из строя, когда вы используете облачное приложение, то облачный шлюз может поддерживать активность этого облачного сеанса. Если есть другой интернет-канал, то облачный шлюз может предотвратить любое прерывание, мгновенно перенаправив облачное приложение на этот интернет-канал. Благодаря облачной архитектуре облачные шлюзы могут помочь повысить как производительность, так и надежность облачных приложений.
Облако плюс магистральная архитектура
Новый уровень облачной архитектуры, облачная и магистральная архитектура SD-WAN, предоставляет локальный блок SD-WAN, который соединяет сайт вашего предприятия с ближайшей сетевой точкой присутствия (PoP) провайдера SD-WAN.PoP – это место, где трафик вашего предприятия попадает в частную оптоволоконную сеть провайдера SD-WAN. В период, когда трафик WAN вашего предприятия проходит по частной магистрали поставщика SD-WAN, он с большей вероятностью будет поддерживать более низкие уровни задержки, джиттера и потери пакетов. Более низкие уровни задержки, джиттера и потери пакетов обычно приводят к увеличению производительности сетевого трафика, чаще всего с голосом, видео, виртуальным рабочим столом и аналогичным трафиком в реальном времени.
Частная магистраль поставщика SD-WAN также напрямую связана с основными поставщиками облачных услуг, такими как AWS, Office 365 или Salesforce.Как и в случае с небезопасной облачной архитектурой SD-WAN, это прямое подключение к основным поставщикам облачных услуг помогает повысить производительность и надежность облачных приложений.
Каковы преимущества облачной и магистральной архитектуры?
Помимо повышения производительности и надежности облачных приложений и повышения производительности всех сетевых приложений, включая приложения реального времени, архитектура SD-WAN с поддержкой облачных вычислений и магистральной сети имеет и другие преимущества. Преимущества включают в себя балансировку нагрузки с несколькими схемами и ISP, а также увеличенную емкость аварийного восстановления в результате увеличенного резервного копирования подключений.
Как внедрение SD-WAN приносит положительные результаты?
Недавно проведенный опрос показал, что предприятия, которые внедрили SD-WAN, получили положительные результаты, а пользователи SD-WAN получили следующие преимущества:
65% пользователей отметили снижение затрат на 10% или больше.
40% пользователей отметили повышение производительности сети на 10% или больше.
33% пользователей улучшили управление за счет внедрения топологий WAN ⁷
Как технология SD-WAN способствует поддержке предприятий?
В интервью о WAN и SD-WAN выдающийся инженер и главный изобретатель IBM Брайан О’Коннелл и выдающийся инженер Стив Карри обсуждают услугу Kyndryl SD-WAN и преимущества, которые получают предприятия при переходе на нее.В интервью утверждалось, что «SD-WAN – это не просто внедрение новой технологии, но средство для перехода к новым моделям потребления». ⁹
Карри отмечает, что у предприятий есть невероятная возможность «преобразовать свой ИТ-бизнес, чтобы технологии поддерживали его, а не формировали». Он добавил, что «предприятия могут формировать сеть, чтобы наилучшим образом соответствовать потребностям своего рынка, и [использовать] различные технологии и возможности для удовлетворения своих требований». О’Коннелл отмечает, что «клиенты могут переоценить то, как они хотят, чтобы их сеть выглядела и как [это позволяет] их компании удовлетворять потребности клиентов».⁸
Как можно преобразовать свою сеть с помощью SD-WAN?
Легко потеряться в спешке, чтобы преобразовать вашу сеть из традиционной и сложной сети, ориентированной на оборудование, в нечто гибкое и современное. Современные динамичные бизнес-потребности должны удовлетворяться за счет гибких и отказоустойчивых сетей, простых в управлении и безопасных. Эти сети должны использовать самые последние инновации и когнитивные возможности и сокращать расходы, способствуя росту с помощью новых бизнес-моделей.Масштабируемость является обязательной, и эти сети требуют встроенных программных средств управления, которые могут развертывать приложения где угодно от часов до минут. SD-WAN помогает удовлетворить эти потребности, обеспечивая настоящую трансформацию сети. Это помогает обеспечить переход приложения в облако с помощью платформы предоставления услуг, которая сокращает расходы за счет автоматизации, аналитики и когнитивных возможностей. ⁹
Источники
¹ Программно-определяемая глобальная сеть (SD-WAN), Techopedia, 5 сентября 2018 г.
² Глобальная сеть (WAN), Techopedia , 25 августа 2020 г.
³ Что такое SD-WAN ?, Cisco
⁴ Реальное развертывание SD-WAN, SDxCentral , 2018
⁵ Влияние SD-WAN на бизнес , ITProPortal , 22 ноября 2018 г.
⁶ 3 типа архитектуры SD-WAN, Network World , 25 августа 2017 г.
⁷ Внедрение SD-WAN: организации, которые переходят на автономную программно определяемую глобальную сеть, достигают неожиданно положительных результатов, IBM Services® , 2018
⁸ О’Коннелл и Карри из IBM обсуждают, как включить автоматизацию в глобальную сеть, SDxCentral , 2018
⁹ Используйте программно-определяемые сети (SDN), будьте готовы к будущему – IBM Services, IBM IT Services , 10 февраля 2019 г.
Объяснение 11 типов сетей: VPN, LAN и др.
Мы составили это удобное справочное руководство, чтобы объяснить, какие типы сетей используются сегодня и для чего они используются.
11 типов сетей, используемых сегодня
1. Персональная сеть (PAN)
Самый маленький и самый простой тип сети, PAN, состоит из беспроводного модема, компьютера или двух, телефонов, принтеров, планшетов и т. Д. И вращается вокруг одного человека в одном здании. Эти типы сетей обычно находятся в небольших офисах или жилых помещениях и управляются одним человеком или организацией с одного устройства.
2.Локальная сеть (LAN)
Мы уверены, что вы слышали об этих типах сетей раньше. ЛВС – это наиболее часто обсуждаемые сети, одна из самых распространенных, одна из самых оригинальных и одна из самых простых сетей. ЛВС соединяют группы компьютеров и низковольтных устройств вместе на небольших расстояниях (в пределах одного здания или между группой из двух или трех зданий в непосредственной близости друг от друга) для обмена информацией и ресурсами. Предприятия обычно управляют и обслуживают локальные сети.
Используя маршрутизаторы, локальные сети могут подключаться к глобальным сетям (глобальные сети, описанные ниже) для быстрой и безопасной передачи данных.
3. Беспроводная локальная сеть (WLAN)
Работая как локальная сеть, WLAN использует технологию беспроводной сети, например Wi-Fi. Эти типы сетей, которые обычно используются в тех же типах приложений, что и локальные сети, не требуют, чтобы устройства полагались на физические кабели для подключения к сети.
4.Сеть кампуса (CAN)
Больше, чем локальные сети, но меньше, чем городские сети (MAN, поясняется ниже), эти типы сетей обычно используются в университетах, крупных школьных округах K-12 или на малых предприятиях. Их можно распределить по нескольким зданиям, которые расположены довольно близко друг к другу, чтобы пользователи могли совместно использовать ресурсы.
5. Городская сеть (MAN)
Эти типы сетей больше, чем LAN, но меньше, чем WAN, и включают элементы из обоих типов сетей.MAN охватывают всю географическую область (обычно город или город, но иногда и кампус). Владением и обслуживанием занимается одно лицо или компания (местный совет, крупная компания и т. Д.).
6. Глобальная сеть (WAN)
Чуть более сложная, чем локальная сеть, глобальная сеть соединяет компьютеры друг с другом на больших физических расстояниях. Это позволяет удаленно подключать компьютеры и низковольтные устройства друг к другу по одной большой сети для обмена данными, даже если они находятся на большом расстоянии друг от друга.
Интернет – это самый простой пример глобальной сети, объединяющей все компьютеры по всему миру. Из-за широкого охвата глобальной сети, как правило, ею владеют и обслуживают несколько администраторов или все пользователи.
7. Сеть хранения данных (SAN)
В качестве выделенной высокоскоростной сети, которая соединяет общие пулы устройств хранения с несколькими серверами, эти типы сетей не зависят от LAN или WAN. Вместо этого они перемещают ресурсы хранения из сети и помещают их в свою высокопроизводительную сеть.Доступ к SAN можно получить так же, как к диску, подключенному к серверу. Типы сетей хранения данных включают конвергентные, виртуальные и унифицированные SAN.
8. Системная сеть (также известная как SAN)
Этот термин появился довольно недавно за последние два десятилетия. Он используется для объяснения относительно локальной сети, которая предназначена для обеспечения высокоскоростного соединения в межсерверных приложениях (кластерных средах), сетях хранения данных (также называемых «SAN») и межпроцессорных приложениях.Компьютеры, подключенные к сети SAN, работают как единая система на очень высоких скоростях.
9. Пассивная оптическая локальная сеть (POLAN)
В качестве альтернативы традиционным локальным сетям Ethernet на базе коммутаторов, технология POLAN может быть интегрирована в структурированные кабели, чтобы преодолеть опасения по поводу поддержки традиционных протоколов Ethernet и сетевых приложений, таких как PoE (Power over Ethernet). POLAN представляет собой многоточечную архитектуру LAN, в которой используются оптические разветвители для разделения оптического сигнала от одной нити одномодового оптического волокна на несколько сигналов для обслуживания пользователей и устройств.
10. Корпоративная частная сеть (EPN)
Эти типы сетей построены и принадлежат предприятиям, которые хотят безопасно соединить свои различные местоположения для совместного использования компьютерных ресурсов.
11. Виртуальная частная сеть (VPN)
Расширяя частную сеть через Интернет, VPN позволяет пользователям отправлять и получать данные, как если бы их устройства были подключены к частной сети, даже если это не так. Благодаря виртуальному двухточечному соединению пользователи могут получить удаленный доступ к частной сети.
Если у вас есть вопросы о том, какой тип сети подходит для вашей организации, или вы хотите узнать больше о сетевых решениях Belden, которые увеличивают время безотказной работы, поддерживают безопасность и помогают улучшить доступ пользователей, нажмите здесь.
Сетевые операционные системы – обзор
7.4 Программируемый стек протоколов
Понятия программируемого стека протоколов и операционной системы беспроводной сети являются дополнительными важными концепциями в контексте виртуализации сети и виртуализации сетевых функций.Унаследованные сетевые протоколы, как они есть, становятся все менее эффективными и менее эффективными в удовлетворении определенных условий QoS (например, задержки), особенно с учетом пути к сетям будущего поколения. Удовлетворение и прогнозирование конкретных уровней QoS становится все труднее, особенно при рассмотрении комбинаций нескольких протоколов. Координация между различными протоколами также усложнилась, особенно с учетом отсутствия унифицированной архитектуры.Предстоящая реализация уникальной архитектуры SDN-NFV представляет собой благодатную почву для растущего внимания к разработке реконфигурируемых стеков протоколов.
Эта тенденция приводит к вопросу Что такое программируемый стек протоколов? Эта парадигма представляет собой реализацию программной среды, которая поддерживает гибкое и адаптивное управление протоколами и сетевыми уровнями. Реконфигурация относится к действиям (таким как переназначение параметров, обновление услуг и замена функциональных возможностей) в соответствии с требованиями пользователя / сети / среды.
Идея программируемых протоколов и, следовательно, программируемых стеков основана на предварительных работах в конце прошлого века [152]. С появлением приложений для распространения мультимедийного контента через сети исследовательское сообщество начало думать об адаптивных / программируемых транспортных протоколах, которые могли бы лучше отвечать требованиям – с точки зрения лучшего качества обслуживания – конечных пользователей. Эта протовиртуальная система имеет уровень абстракции для управления и удаленного управления системой сигнализации.
В самом начале нынешнего тысячелетия общество значительно увеличило количество пользователей мобильного интернета вместе с большим развитием беспроводных сетей. Эти исторические факторы увеличили степень неоднородности по нескольким параметрам, таким как технология доступа, сетевая модель, устройство и требования приложений. Такой все более сложный контекст усилил идею необходимости разной природы стека сетевых протоколов, способной динамически адаптировать его разные уровни к изменяющейся операционной среде.Решение под названием AdaptNet [153] предлагало стек сетевых протоколов, в котором разные уровни (такие как прикладной, транспортный и канальный уровни) содержали адаптивные протоколы. В предложении системы остался неизменным только сетевой уровень с IP, чтобы упростить развертывание при сохранении существующей инфраструктуры маршрутизации.
Рис. 7.7 иллюстрирует адаптивную архитектуру, предложенную в [153]. Блоки в стеке с серым фоном – это программные блоки, которые могут адаптироваться в соответствии с вариациями сети / приложения.Канальный уровень включает в себя адаптивный MAC для плавного изменения характеристик MAC без необходимости каких-либо дополнительных изменений в существующей сетевой инфраструктуре. Транспортный уровень имеет адаптивную структуру в соответствии с мобильными хостами. Кроме того, этот уровень включает в себя алгоритм адаптивного управления перегрузкой, настраиваемый в соответствии с конкретными операционными средами. Во время спецификации прикладной уровень был ориентирован на поддержку потоковой передачи видео в реальном времени. Таким образом, архитектура включает в себя кодирование с адаптацией к источнику и каналу, чтобы эффективно обрабатывать колебания данных и частоты ошибок по битам беспроводного канала.
Рисунок 7.7. Стек адаптивного протокола (AdaptNet) предложен в [153].
После первого десятилетия 21-го века реализации виртуализации сети стали реальностью и стали доступными для развертывания. Впоследствии идея виртуализации стека протоколов смогла достичь более высокого уровня обобщения. В 2012 г. была предложена основанная на модели структура для реконфигурируемых стеков протоколов [154]. Реализация программируемого стека, способного поддерживать различные виды приложений и протоколов реального времени, потребовала описания и моделирования всей структуры системы, включая классификацию трафика и ограничения.Конструкция включает интерфейсы для передачи данных в приложения реального времени, эффективно обеспечивая межзадачный канал связи в реальном времени, который позволяет выполнять реконфигурацию протоколов и логических блоков уровня. В период с 2017 по 2018 год парадигмы SDN и NFV начали созревать, что повлияло на эволюцию архитектур и практических реализаций полностью виртуализированных стеков протоколов, как это можно увидеть в новых предложениях [155, 156].
На рис. 7.8 изображена логическая архитектура операционной системы беспроводной сети (WNOS).Большая часть усилий исследовательского сообщества и отрасли сосредоточена на SDN и NFV, поскольку основной интерес представляет виртуализация маршрутизации, сетевых ресурсов и сетевых функций. Тем не менее, проблемы управления в беспроводных сетях могут потребовать рассмотрения дополнительных элементов для оптимального распределения ресурсов. В частности, решения о распределении должны учитывать многоуровневые характеристики стека сетевых протоколов.
Рисунок 7.8. Архитектура операционной системы беспроводной сети предложена в [155].
Инфраструктура абстракции сети – это интерфейс, с помощью которого можно разработать целевую задачу управления сетью в соответствии с конкретными целями сквозных приложений. Этот логический блок обеспечивает характеристику поведения сети и централизованное определение проблемы управления сетью. Цели могут быть определены через API-интерфейсы для достижения максимальной пропускной способности, низкой задержки и т. Д. Кроме того, следует также включить ограничения, чтобы учесть характеристики физической сети.
Затем автоматическая декомпозиция задачи управления сетью рассматривает определение поведения беспроводной сети, чтобы разделить целевую задачу управления сетью на распределенные подзадачи с их конкретными характеристиками. В соответствии со структурами задач управления сетью и сетью декомпозиция может принимать разные формы и может подразумевать разные накладные расходы и сложность. Важно отметить, что проблема управления сетью и ее декомпозиция могут включать в себя подмножества сетевых уровней и протоколов без обязательного применения изменений ко всем уровням стека.
Наконец, программируемый стек протоколов представляет собой программный стек, который вводит информацию с более высоких логических уровней и настраивает различные параметры на каждом уровне, повторяя процедуру на каждом сетевом устройстве. Это обновление параметров является динамическим в соответствии с изменениями в сети и требованиями к сквозному обслуживанию. Адаптивный характер стека программируемых протоколов также включает физический уровень за счет развертывания SDR для оптимизации распределения спектра и управления беспроводными ресурсами.
На рис. 7.9 показана структура системы с программно-определяемым протоколом (SDP). Эта система состоит из контроллеров и серверов SDP, которые содержат блоки SDP. В частности, блоки SDP выполняют обработку путей пакетов. Новые соединения отправляют запросы SDP к контроллеру SDP, который устанавливает все функции и характеристики (и, в конечном итоге, агрегирование нескольких потоков данных) для освобождения стека протоколов по запросу для удовлетворения требуемого QoS. Фактически, контроллер SDP отображает существующие запросы SDP на доступные серверы SDP.Количество функциональных блоков, задействованных в тракте обработки, в основном зависит от требований к сквозной задержке. Кроме того, контроллер SDP принимает решения о процедурах обработки для конкретных потоков трафика, о конфигурации таблицы потоков в коммутаторах и о функциональных блоках на серверах SDP.
Рисунок 7.9. Программно-определяемая архитектура протокола, предложенная в [156].
На рис. 7.9 также показана внутренняя логическая структура сервера SDP. Этот объект состоит из четырех основных логических блоков: i) управляющий агент, ii) пул блоков SDP, iii) модуль коммутации и iv) интерфейсы нижнего уровня.Управляющий агент принимает управляющие команды от контроллера SDP, которые преобразуются в правила для функциональных блоков в модуле коммутации. Более того, контроллер также обновляет таблицы потоков, чтобы назначать пакеты их конкретным потокам. Пул блоков SDP содержит различные виды функций, которые должны выполняться. Обработка, выполняемая этими функциями, также может подвергаться декомпозиции (таблицы потоков предназначены для поддержки этой функции).
Затем пакеты, принадлежащие потоку, отправляются в необходимые таблицы потоков, которые они запрашивают: i) основную таблицу потоков, ii) таблицу потоков пользовательского уровня, iii) таблицу потоков логического уровня и iv) физический уровень. таблица расхода.Таблица основного потока сортирует входящие пакеты данных. Далее, таблица потоков пользовательского уровня и таблица потоков логических каналов соответственно классифицируют пакеты данных в соответствии с различными пользователями и логическими связями / услугами / приложениями, которым они принадлежат.

Локальные сети (ЛВС) | Краснодарский методический центр информационно-коммуникационных технологий “Старт”

Основы организации вычислительных сетей – Российская Федерация

Что такое компьютерная сеть?

Типы компьютерных сетей

Важные термины и концепции

Примеры компьютерных сетей

Компьютерные сети и Интернет

Как они работают?

Архитектура

Основные типы сетевых архитектур

Топология сети

Безопасность

Ячеистые сети

Типы ячеистых сетки

Распределители нагрузки и сети

Сети доставки материалов

IBM и решения для компьютерных сетей

Корпоративные сети

Рекомендации по типовой структуре сети компании малого/среднего бизнеса

Рекомендации по размещению сетевого оборудования, серверов и рабочих станций

Понятие локальной сети

Виды сетей

Составление технических требований

Эскизное проектирование

Основные характеристики ЛВС

Основные топологии локально-вычислительных сетей: достоинства и недостатки

Рабочее проектирование сети

О видах кабеля

Необходимое оборудование

Конечное сетевое оборудование

Программное обеспечение

Нюансы проектирования локальных сетей

2.1. Аппаратура Ethernet

2.1.1. Толстый коаксиальный кабель

2.1.2. Тонкий коаксиальный кабель

2.1.3. Неэкранированная витая пара

2.1.4. Сетевой адаптер Ethernet

2.1.5. Репитер

2.2. Аппаратура Arcnet

2.3. Аппаратура Token-Ring

10.4. Локальные сети. Основы информатики: Учебник для вузов

Темы курсовых работ и примерные дидактические планы по темам

Глобальные сети, обобщенная структура и функции

5.1. Основные понятия и определения

5.1.1. Обобщенная структура и функции глобальной сети

Транспортные функции глобальной сети

Высокоуровневые услуги глобальных сетей

Структура глобальной сети

Интерфейсы DTE-DCE

5.1.2. Типы глобальных сетей

Выделенные каналы

Глобальные сети с коммутацией каналов

Глобальные сети с коммутацией пакетов

Магистральные сети и сети доступа

Базовые компоненты компьютерной сети – Викиверситет

Как работают компьютерные сети?

Что такое компьютерная сеть?

Типы сетей

Правила

Разрешения и безопасность

Что делает сеть?

Понимание компьютерных сетей со слоями

Модель OSI

Модель TCP / IP (DARPA)

Сети на лету

Как работает Ethernet

Узнать больше

Как компьютерные сети обнаруживают ошибки?

Что такое сетевая операционная система?

Как работает домашняя сеть | HowStuffWorks

Что такое SD-WAN? | Киндрил

Что такое SD-WAN и WAN и как работает SD-WAN?

SD-WAN в сравнении с MPLS

SD-WAN по сравнению с SDN

Возможности SD-WAN

Как различные сектора оптимизируют преимущества SD-WAN?

Что такое архитектура SD-WAN?

Как внедрение SD-WAN приносит положительные результаты?

Как технология SD-WAN способствует поддержке предприятий?

Как можно преобразовать свою сеть с помощью SD-WAN?