Местен компютърни мрежи. Видове и характеристики на LAN
Локална изчислителна мрежа е разпределена система за обработка на данни, покриваща малка площ (до 10 km в диаметър) в рамките на институции, изследователски институти, университети, банки, офиси и др., това е система от взаимосвързани и разпределени съоръжения за предаване и обработка на информация върху фиксирана територия , ориентирани към колективно ползване като цяло мрежови ресурси- хардуер, информация, софтуер. LAN може да се разглежда като комуникационна система, която поддържа, в рамките на една сграда или някаква ограничена зона, един или повече високоскоростни канала за предаване на информация, предоставени на свързаните абонатни системи (AS) за краткосрочна употреба.
В обобщената структура на LAN набор от абонатни възли или системи (броят им може да бъде от десетки до стотици), сървъри и комуникационна подмрежа (CP).
Основни мрежови компоненти са кабели (медия за предаване), работни станции (работни станции на мрежови потребители), мрежови интерфейсни карти (мрежови адаптери), мрежови сървъри.
Работни станции (PC) В LAN, като правило, се използват персонални компютри (PC). На компютри мрежовите потребители изпълняват приложни задачи, чието изпълнение е свързано с концепцията за изчислителен процес.
Мрежови сървъри - това са хардуерни и софтуерни системи, които изпълняват функциите за управление на разпределението на споделени мрежови ресурси, които също могат да работят като обикновени абонатна система. Използваният сървърен хардуер е доста мощен компютър, миникомпютър, мейнфрейм компютър или компютър, проектиран специално като сървър. Може да са няколко различни сървъриза управление на мрежови ресурси, но винаги има един (или повече) файлов сървър (сървър на база данни) за управление на външно хранилище публичен достъпи организиране на разпределени бази данни (RDB).
Работните станции и сървърите се свързват към комуникационния подмрежов кабел с помощта на интерфейсни карти - мрежови адаптери (NA). Основните функции на SA: организиране на приемане (предаване) на данни от (към) компютър, координиране на скоростта на приемане (предаване) на информация (буфериране), формиране на пакет от данни, паралелно-серийно преобразуване (преобразуване), кодиране (декодиране) на данни, проверка на коректността на предаването, установяване на връзка с необходимия мрежов абонат, организиране на действителния обмен на данни. В някои случаи списъкът с функции на CA се увеличава значително и след това те се изграждат на базата на микропроцесори и вградени модеми.
В LAN, усукана двойка, коаксиален кабел и оптичен кабел.
В допълнение към горното, LAN използва следното: мрежов хардуер:
трансивъри (трансивъри) и повторители (ретранслатори) - за комбиниране на сегменти от локална мрежа с топология на шина;
хъбове (хъбове) - за формиране на мрежа с произволна топология (използват се активни и пасивни хъбове);
мостове - Закомбиниране на локални мрежи в едно цяло и повишаване на производителността на това цяло чрез регулиране на трафика (потребителски данни) между отделните подмрежи;
рутери и комутатори - за прилагане на функции за превключване и маршрутизиране при управление на графици в сегментирани (състоящи се от взаимосвързани сегменти) мрежи. За разлика от мостовете, които осигуряват сегментиране на мрежата в физическо ниво,Рутерите изпълняват редица „интелигентни“ функции, когато управляват графика. Суичовете, изпълняващи почти същите функции като рутерите, ги превъзхождат по производителност и имат по-ниска латентност (хардуерно времево забавяне между получаване и изпращане на информация);
модеми (модулатори - демодулатори) - за съпоставяне на цифрови сигнали, генерирани от компютър, с аналогови сигнали на типична съвременна телефонна линия;
анализатори - да контролира качеството на функциониране на мрежата;
мрежови тестери - за проверка на кабели и откриване на повреди в инсталираната кабелна система.
Основни характеристики на LAN:
Териториален обхват на мрежата (дължина на общия комуникационен канал);
Максимална скорост на трансфер на данни;
Максимален брой ACна линия;
Максималното възможно разстояние между работните станции в мрежата;
Мрежова топология;
Вид на физическата среда за предаване на данни;
Максимален брой канали за предаване на данни;
Тип на предаване на сигнала (синхронен или асинхронен);
Метод на абонатен достъп до мрежата;
Структура на мрежовия софтуер;
Възможност за предаване на гласови и видео сигнали;
Условия за надеждна работа на мрежата;
Възможност за LAN комуникация помежду си и с мрежата повече високо ниво;
Възможността за използване на процедурата за задаване на приоритет, като едновременно с това се свързват абонати към общ канал.
Към най-характерните LAN области на приложение включват следното.
Обработване на текст - една от най-често срещаните функции на инструментите за обработка на информация, използвани в LAN. Предаването и обработката на информация в мрежа, разгърната в предприятие (организация, университет и др.), Осигурява реален преход към „безхартиена“ технология, напълно или частично измествайки пишещите машини.
Организиране на собствени информационни системи, съдържащи автоматизирани бази данни - индивидуални и общи, концентрирани и разпределени. Всяка организация или компания може да има такива бази данни.
Обмен на информация между AS мрежи е важно средство за намаляване на бумащината до минимум. Предаването на данни и комуникацията заемат специално място сред мрежовите приложения, тъй като това е основното условие за нормалното функциониране на съвременните организации.
Осигуряване на разпределена обработка на данни , свързани с интегрирането на работните станции на всички специалисти от дадена организация в мрежа. Въпреки значителните разлики в естеството и обема на изчисленията, извършвани на автоматизирани работни станции от специалисти от различни профили, информацията, използвана в рамките на една организация, като правило се намира в единна (интегрирана) база данни. Следователно обединяването на такива работни станции в мрежа е целесъобразно и много ефективно решение.
Подкрепа за вземане на управленски решения, предоставяне на мениджърите и управленския персонал на организацията на надеждна и навременна информация, необходима за оценка на ситуацията и вземане на правилни решения.
Организиране на имейл - един от видовете LAN услуги, който позволява на мениджърите и всички служители на предприятието бързо да получават всички видове информация, необходима в неговата производствена, икономическа, търговска и търговска дейност.
Споделяне на скъпи ресурси - необходимо условие за намаляване на разходите за извършена работа с цел внедряване на горните LAN приложения. Говорим за ресурси като високоскоростни печатащи устройства, устройства за съхранение голям капацитет, мощни инструменти за обработка на информация, приложни софтуерни системи, бази данни, бази знания. Очевидно е, че е непрактично (поради ниската степен на използване и високата цена) да има такива средства във всяка абонатна система на мрежата. Достатъчно е тези инструменти да са налични в едно или повече копия в мрежата, но достъпът до тях е осигурен за всички АС.
В зависимост от естеството на дейността на организацията, в която са разположени една или повече локални мрежи, тези функции се изпълняват в определена комбинация. Освен това могат да се изпълняват и други специфични за организацията функции.
видове LAN. За да се разделят LAN на групи, се използват определени критерии за класификация.
По предназначение LAN се разделят на информационни (извличане на информация), контролни (технологични, административни, организационни и други процеси), сетълмент, информация и сетълмент, обработка на документна информация и др.
По тип, използван в мрежатакомпютър те могат да бъдат разделени на разнородни, където се използват различни класове (микро-, мини-, големи) и модели (в рамките на класове) компютри, както и различно абонатно оборудване, и хомогенни, съдържащи едни и същи модели компютри и един и същи тип абонатно оборудване.
По организация на управление хомогенните локални мрежи се диференцират на мрежи с централизирано и децентрализирано управление.
В мрежи с централизиран контрол, една или повече машини (централни системи или власти) са разпределени за контрол на работата на мрежата. Дисковете на специализирани машини, наречени файлови сървъри или сървъри на база данни, са достъпни за всички други компютри (работни станции) в мрежата. Сървърите работят с мрежова операционна система, обикновено многозадачна. Работните станции имат достъп до сървърни дискове и споделени принтери, но обикновено не могат да работят директно с дисковете на други компютри. Сървърите могат да бъдат предназначени и тогава те изпълняват само задачи за управление на мрежата и не се използват като персонален компютър или неотделени, когато потребителските програми се изпълняват успоредно със задачата за управление на мрежата (това намалява производителността на сървъра и надеждността на цялата мрежа поради възможна грешка в потребителската програма, която може да доведе до спиране на работата на мрежата). Такива мрежи се отличават с простотата на осигуряване на функции за взаимодействие между LAN AS, но използването им е препоръчително, когато в мрежата има относително малък брой AS. В мрежите с централизирано управление по-голямата част от информационните и изчислителните ресурси са концентрирани в централната система. Отличават се и с по-надеждна система за сигурност на информацията.
Ако информацията и изчислителните ресурси на LAN са равномерно разпределени върху голям брой AS, централизираното управление е неефективно поради рязко увеличаване на обслужващата (контролна) информация. В този случай мрежите с децентрализиран (разпределен) контрол или мрежите peer-to-peer са ефективни. В такива мрежи няма специални сървъри; функциите за управление на мрежата се прехвърлят на свой ред от един компютър на друг. Работните станции имат достъп до дисковете и принтерите на други компютри. Това го прави по-лесно работим заедногрупи потребители, но производителността на мрежата е леко намалена. Недостатъци на мрежите peer-to-peer: зависимост на ефективността на мрежата от броя на AS, сложност на управлението на мрежата, трудност при осигуряване на защита на информацията от неоторизиран достъп.
По скорост на трансфер на данни V общ каналразличавам:
LAN с малък пропускателна способност(единици мегабита в секунда), при които обикновено се използва усукана двойка или коаксиален кабел като физическа среда за предаване;
LAN със средна честотна лента (десетки мегабита в секунда), която също използва коаксиален кабел или усукана двойка;
LAN с висока пропускателна способност (стотици мегабита в секунда), използвайки оптични кабели (световоди). от топология, тези. конфигурациите на елементите в една LAN мрежа се делят на: обща шина, пръстен, звезда и др. По топология , т.е. конфигурации на елементи в TVS, мрежите могат да бъдат разделени на два класа: излъчване (фиг. 1) и серийни (фиг. 2). Конфигурациите за излъчване и значителна част от последователните конфигурации (пръстен, звезда с „интелигентен център“, йерархични) са характерни за LAN. За глобалните и регионалните мрежи най-често срещаната е произволна (мрежова) топология. Йерархичната конфигурация и звездата също са намерили приложение.
Ориз. 1. Конфигурации на мрежа за излъчване: a - обща шина;
b - дърво; c - звезда с пасивен център
Ориз. 2. Последователни мрежови конфигурации: a - произволни (mesh), b - йерархични; c - пръстен, d - верига; d - звезда с „интелектуален“ център
Виртуални локални мрежи
Виртуална локална мрежа (VLAN) е логически обединена група от LAN потребители, за разлика от физическа асоциация, основана на териториалност и мрежова топология. Такива мрежи напълно елиминират физическите бариери пред формирането на работни групи „въз основа на интереси“ в мрежов мащаб на по-високо ниво, но това е особено вярно в мащаба на корпоративна компютърна мрежа (CAN), тъй като е възможно да се обединят физически разпръснати служителите на компанията в потребителски групи, като същевременно поддържат целостта на комуникациите в техните групи. Това осигурява висока организационна гъвкавост в управлението на компанията. VLAN технологията позволява на мрежовите администратори да групират различни VLAN потребители, които споделят едни и същи мрежови ресурси. Разделянето на мрежата на логически сегменти, всеки от които представлява VLAN, осигурява значителни предимства в администрирането на мрежата, осигуряването на информационна сигурност и в управлението на излъчвания от виртуална мрежа през гръбнака на корпоративната мрежа.
За организиране и осигуряване на функционирането на VLAN се използват следните основни компоненти:
Високопроизводителни суичове, предназначени за логическо сегментиране на свързаните към тях крайни станции;
Работещи рутери мрежово ниво VOS модели и осигуряване на повишено виртуално взаимодействие между работни групи и повишена съвместимост с установени LAN;
Транспортни протоколи, които регулират предаването на VLAN трафик през гръбнаците на споделени LAN и ATM мрежи;
Решения за управление на мрежата, които предлагат централизирано управление, конфигуриране и функции за планиране.
Тези компоненти ви позволяват да комбинирате потребители във виртуални мрежи въз основа на портове, адреси или протоколи.
Базираната на порт VLAN е най-лесният начин за групиране на мрежови устройства. С тази организация на виртуална мрежа всички отдалечени устройства, присвоени на определени портове на високопроизводителен мрежов комутатор, се комбинират в една VLAN, независимо от техните адреси, протоколи и приложения.
Виртуална мрежа, базирана на адреси, може да поддържа множество работни групи от потребители на един порт на комутатора. Съответните устройства на тези работни групи се комбинират в подмрежи въз основа на техните адреси.
Във виртуална мрежа, базирана на протоколи, мрежовите устройства, базирани на протоколи IP, IPX и др., се комбинират в различни логически групи. Тези устройства обикновено работят на мрежово ниво и се наричат рутери.Ако те могат да комбинират работа с няколко протокола, тогава това многопротоколни рутери.
С тяхна помощ потребителите могат да работят със същите ресурси, програми, данни, без да напускат собственото си работно място.
Какво е LAN?
Най-често срещаният тип мрежа е локалната
LAN е компютърна мрежа, която свързва локални машини на потребители, разположени на известно разстояние един от друг. Въпреки че обхватът на такава мрежа достига няколко километра, тя обикновено се използва за свързване на компютри кратко разстояние. Като правило това са работни машини на едно предприятие или домашни персонални компютри.
LAN конфигурация
Според конфигурацията, локалните мрежи могат да бъдат отбелязани с управление на сървъраи без него (равно).
Peer-to-Peer локални мрежи
В такива мрежи всички компютри са подобни технически спецификации. Peer-to-peer LAN е локалната мрежа, в която всеки работна станцияможе всичко налични функциикакто клиент, така и сървър. За да се разпредели ефективно натоварването в такава локална мрежа, броят на участващите компютри не може да бъде повече от 10. в противен случайПроизводителността на цялата мрежа страда.
Мрежи, контролирани от сървър (многостепенни)
В такива LAN един от компютрите е различен по-добра производителност, капацитет на паметта и други показатели. Такъв компютър е присвоен на LAN - това са компютри с висока производителност и голямо количество памет в сравнение с потребителските локални машини. Той е този, който осигурява взаимодействието на други компютри в мрежата, съхранява публично достъпни файлове и организира достъпа до тях, прехвърля данни на клиента под формата на информация за обработка или крайния резултат. LAN мрежите, в които сървърът се използва само за хостване на споделени данни, се наричат специализирани файлови сървърни мрежи. Наред с такива системи има локални мрежи, в които сървърът също извършва работата, а клиентът получава само резултата. Това са така наречените клиент-сървър системи.
LAN топология
Всички компютри в мрежата са физически свързани помежду си. LAN топологията е начин за свързване на локални машини. В наши дни локалните мрежи използват методи за свързване като шина, звезда и пръстен.
Шинова топология
В LAN, чието инсталиране е планирано съгласно тази топология, по време на монтажа се използва един кабел, към който са свързани локалните потребителски компютри. Така информацията от една машина преминава през всички останали. Работната станция, към която се адресират данните, избира необходимата информация от общия поток.
Предимства на топологията на LAN шината:
- повреда на един от локални компютрине засяга работата на други машини и мрежата като цяло;
- сравнително проста настройка и проектиране на LAN;
- относително ниска цена Консумативи(с малък обхват, например в рамките на една организация).
Недостатъци на топологията:
- повредата на кабела блокира работата на мрежата като цяло;
- ограничен кръг и малък брой потребители;
- относително ниска производителност (в зависимост от броя на компютрите в мрежата).
Звездна топология
Топология от този тип включва взаимодействието на локални компютри чрез мрежов хардуер(хъб или хъб), който осигурява паралелно свързване на работните машини. Всяка станция е свързана към централното устройство чрез мрежова карта с отделен кабел. Както в предишния тип топология, изходящите данни са достъпни за всички компютри в мрежата и се приемат само от потребителя, за когото са предназначени.
Предимства на топологията:
- лекота на организиране на ново работно място;
- висока производителност;
- бързо отстраняване на неизправности или счупване на кабела;
- Работата на мрежата не се влияе от грешки на отделни локални машини.
Недостатъци на топологията:
- провал централно устройствоспира цялата мрежа;
- броят на потребителите е ограничен от броя на портовете на централното устройство;
- неикономична консумация на кабел;
- разходите за закупуване на хъб (или друго мрежово оборудване).
Топология на пръстена
LAN, която е инсталирана по правилата на този тип топология, се състои от работещи машини, свързани последователно, образувайки пръстен. Данните в този случай преминават от един компютър на друг и спират на този, към който са адресирани.
Предимства на топологията на пръстена:
- няма разходи за мрежово оборудване (хъб, рутер);
- възможност за предаване на информация от няколко компютъра едновременно.
Недостатъци на топологията:
- производителността на цялата мрежа зависи от производителността на всеки компютър;
- ако се счупи кабел или един компютър се повреди, функционалността на цялата мрежа се блокира;
- сложност на настройката и конфигурацията;
- организирането на ново работно място временно парализира работата на локалната мрежа.
Топологията "пръстен" практически не се използва на практика поради общата си ненадеждност, но подлежи на различни модификации.
В момента почти никоя организация не може без LAN. Мрежите със звездна топология са по-често срещани поради тяхната надеждност и устойчивост на грешки. LAN топологията "пръстен", напротив, не отговаря на съвременните стандарти за производителност и сигурност. Въпреки това LAN като цяло са станали част от живота ни и допринасят за ефективността на всяко предприятие.
Всеки офис разполага с компютри, телефони, факсове, СОТ, видеонаблюдение и друго оборудване, необходимо за пълноценното функциониране на предприятието.
За да се гарантира, че всички устройства работят безпроблемно и осигуряват на служителите на компанията комфортни условия на работа, те са комбинирани в специални кабелни системи - SCS и LAN. Какви са тези понятия? За какво точно се използват и по какво се различават един от друг?
Какво е SCS?
SCS или структурирана кабелна система е пълен набор от проводници и превключващи устройства, които позволяват информационните услуги да бъдат обединени за различни цели. За по-добро разбиране може да се даде прост пример. Често различни съоръжения в една и съща сграда се комбинират в отделни кабелни системи.
Компютрите и факсовете са свързани помежду си с един кабел, телефоните с друг, алармените системи с трети. Всяка система разполага със собствени контакти и кабели, които се обслужват от отделни специализирани екипи.
Подобно подреждане на офиси създава известно неудобство, особено в случай на повреди, когато необходимият екип от майстори не е на място. Ако сградата е оборудвана със SCS, такива проблеми не възникват, тъй като всички кабели и контакти в сградата са от един и същи тип, тоест няма никакво значение в кой контакт е включен телефонът и кой компютър или видео камера. 
С други думи, SCS е универсална кабелна мрежа, която осигурява споделяне на цялото оборудване.
За какво се използва SCS?
Основната цел на SCS е да създаде гъвкав информационна инфраструктура, който не зависи от крайната медия и обхваща цялото предприятие, свързвайки всички точки на медиите за предаване на данни. По правило SCS има един комутационен център, към който се събират всички опорни подсистеми от различни етажи.
Структурираната система включва кабели, изходи, свързващи кабели и панели, за да помогне за сигурното управление на цялата кабелна система на сградата, осигурявайки гъвкавост и лекота на работа на цялото оборудване.
Какво означава LAN?
LAN или локалната мрежа е един от елементите на SCS и свързва всичко компютърни системиофис. С прости думи, представлява група персонални компютриИ периферно оборудване, което ви позволява да решите информационни задачипредприятия и обмен на данни. 
Инсталирането му позволява на офис служителите да се прехвърлят един на друг електронни документи, графики, таблици и др необходимата информациябез използване на сменяем носител.
Обикновено локалната мрежа покрива малко пространство (офис, жилищна сграда, образователна институция), въпреки че понякога се инсталира в глобален мащаб. Например орбиталните центрове и космическите станции също са локални мрежи.
Компютрите могат да бъдат свързани помежду си различни начини, но най-често локалните мрежи са изградени върху Ethernet технологии. Преди това други протоколи бяха широко използвани в предприятията, но сега те стават все по-рядко срещани.
Защо ви трябва LAN?
Инсталирането на LAN се определя преди всичко от необходимостта споделянересурси в рамките на един офис. Ресурсите включват не само компютри, но и модеми, принтери, скенери, твърди дисковеи всякакви други устройства, свързани към компютър.
При инсталиране на локална мрежа, служителите имат възможност да се свързват интерактивно помежду си, за да изпращат и получават съобщения, да получат достъп до централизирана инсталирани програми, а също така изоставете отделни устройства за съхранение на информация на всяко работно място.
Каква е разликата между LAN и SCS?
Разликата между кабелните мрежи е, че SCS е повече глобална концепция, обхващаща буквално цялото оборудване в предприятието – от компютри и телефони до охранителни и противопожарни системи. SCS е в състояние да поддържа широк набор от приложения и да гарантира използването на един и същ канал за предаване на различни сигнали. 
LAN, за разлика от тях, е отделна мрежа, която свързва само компютърно оборудване. В съвременните условия тя се организира на базата на СКС.
Локалната мрежа е концепция, позната на мнозина от първа ръка. Почти всяко предприятие използва тази технология, така че може да се каже, че всеки човек се е сблъсквал с нея по един или друг начин. Локалните мрежи значително ускориха производствените процеси, като по този начин дадоха внезапен скокпо-нататъшното им приложение в целия свят. Всичко това ни позволява да предвидим по-нататъшния растеж и развитие на такава система за предаване на данни, до въвеждането на LAN във всяко, дори и най-малкото предприятие.
Концепцията за локална мрежа
Локалната мрежа е набор от компютри, свързани помежду си чрез специално оборудване, което позволява пълен обмен на информация между тях. Важна характеристикаТози тип предаване на данни е сравнително малка област, където са разположени комуникационните възли, тоест самите компютри.
Локалните мрежи не само значително улесняват взаимодействието между потребителите, но и изпълняват някои други функции:
- Опростете работата с документация. Служителите могат да редактират и преглеждат файлове на работното си място. В същото време няма нужда от колективни срещи и срещи, което спестява ценно време.
- Те ви позволяват да работите върху документи заедно с колеги, когато всеки е на своя компютър.
- Позволява достъп до приложения, инсталирани на сървъра, което ви позволява да запазвате свободно пространствона инсталирания твърд диск.
- Спестете място на твърдия диск, като ви позволява да запазвате документи на вашия хост компютър.
Видове мрежи
Локалната мрежа може да бъде представена от два модела: peer-to-peer мрежа и йерархична. Те се различават по начините, по които комуникационните възли взаимодействат.
Мрежата peer-to-peer се основава на равнопоставеността на всички машини и данните се разпределят между всяка от тях. По същество потребител на един компютър може да има достъп до ресурсите и информацията на друг. Ефективността на модела peer-to-peer директно зависи от броя на работните възли и нивото му на сигурност е незадоволително, което, съчетано с доста сложен процес на управление, прави такива мрежи не много надеждни и удобни.
Йерархичният модел включва един (или повече) основен сървър, където се съхраняват и обработват всички данни, и няколко клиентски възела. Този тип мрежа се използва много по-често от първия, като има предимството на скорост, надеждност и сигурност. Скоростта на такава LAN обаче до голяма степен зависи от сървъра, което при определени условия може да се счита за недостатък.
Изготвяне на технически изисквания
Проектирането на локална мрежа е доста сложен процес. Започва се с развитие техническо задание, който трябва да бъде внимателно обмислен, тъй като недостатъците в него застрашават последващи трудности при изграждането на мрежа и допълнителни финансови разходи. Първичният дизайн може да се извърши с помощта на специални конфигуратори, които ще ви позволят да изберете оптималното мрежово оборудване. Такива програми са особено удобни с това, че можете да коригирате различни стойности и параметри директно по време на работа, както и да генерирате отчет в края на процеса. Само след тези стъпки можете да преминете към следващия етап.
Схематичен дизайн
Този етап се състои в събиране на данни за предприятието, където се планира да се инсталира локална мрежа, и анализ на получената информация. Количеството се определя:
- Потребители.
- Работни станции.
- Сървърни стаи.
- Портове за свързване.
Важен момент е наличието на данни за маршрутите за полагане на магистрали и планирането на конкретна топология. Като цяло е необходимо да се спазват редица изисквания, наложени от стандарта IEEE 802.3. Но въпреки тези правила понякога може да се наложи да се направят изчисления на закъсненията на разпространението на сигнала или да се консултират с производителите на мрежово оборудване.
Основни характеристики на LAN
Когато избирате метод за поставяне на комуникационни възли, трябва да запомните основните изисквания за локални мрежи:
- Производителност, която съчетава няколко концепции: пропускателна способност, време за реакция, забавяне на предаването.
- Съвместимост, т.е. възможност за свързване на различно оборудване и софтуер за локална мрежа.
- Безопасност, надеждност, т.е. възможности за предотвратяване на неоторизиран достъп и пълна защитаданни.
- Мащабируемост - възможност за увеличаване на броя на работните станции без влошаване на производителността на мрежата.
- Управляемост - способността за контролиране на основните елементи на мрежата, предотвратяване и отстраняване на проблеми.
- Прозрачност на мрежата, която се състои в представяне на едно изчислително устройство на потребителите.
Основни топологии на локални мрежи: предимства и недостатъци
Топологията на мрежата представлява нейното физическо оформление, което значително влияе върху основните й характеристики. В съвременните предприятия се използват главно три типа топологии: „Звезда“, „Автобус“ и „Пръстен“.
Топологията "Звезда" е най-често срещаната и има много предимства пред останалите. Този метод на инсталиране е различен висока надеждност; Ако някой компютър се повреди (с изключение на сървъра), това няма да повлияе на работата на останалите.
Топологията "Bus" е единичен опорен кабел със свързани компютри. Такава организация на локална мрежа спестява средства, но не е подходяща за обединяване голямо количествокомпютри.
Топологията "Пръстен" се характеризира с ниска надеждност поради специалното разположение на възлите - всеки от тях е свързан с два други с помощта на мрежови карти. Отказът на един компютър води до изключване на цялата мрежа, така че този тип топология се използва все по-рядко.
Детайлен мрежов дизайн
Корпоративната локална мрежа също включва различни технологии, оборудване и кабели. Следователно следващата стъпка ще бъде изборът на всички тези елементи. Вземането на решение в полза на един или друг софтуер или хардуер се определя от целта на създаването на мрежата, броя на потребителите, списъка с използвани програми, размера на мрежата и нейното местоположение. В момента най-често се използват оптични магистрали, които се отличават с висока надеждност, скорост и достъпност.
Относно видовете кабели
Кабелите се използват в мрежи за предаване на сигнали между работни станции; всеки от тях има свои собствени характеристики, които трябва да се вземат предвид при проектирането на LAN.
- Усуканата двойка се състои от няколко двойки проводници, покрити с изолация и усукани заедно. Ниска ценаи лекотата на инсталиране са полезни предимства, което прави този кабел най-популярен за инсталиране на локални мрежи.
- Коаксиалният кабел се състои от два проводника, поставени един в друг. Локална мрежа, използваща коаксиален кабел, вече не е толкова често срещана - тя беше заменена от усукана двойка, но все още се среща на някои места.
- Оптичното влакно е стъклена нишка, която може да пренася светлина, като я отразява от стените. Кабел, направен от този материал, предава данни на дълги разстояния и е бърз в сравнение с усуканата двойка и коаксиалните кабели, но не е евтин.
Необходима екипировка
Мрежовото оборудване на локалните мрежи включва много елементи, най-често използваните от които са:
- Хъб или главина.Той свързва няколко устройства в един сегмент с помощта на кабел.
- Превключване. Употреби специални процесориза всеки порт, обработка на пакети отделно от други портове, поради което имат висока производителност.
- Рутер. Това е устройство, което взема решения за изпращане на пакети въз основа на данни за таблици за маршрутизиране и някои правила.
- Модем. Широко използвани в комуникационни системи, осигуряващи контакт с други работни станции чрез кабелна или телефонна мрежа.
Крайно мрежово оборудване
Хардуер на локалната мрежа в задължителенвключва сървърни и клиентски части.
Сървърът е мощен компютър, с високо мрежово значение. Неговите функции включват съхраняване на информация, бази данни, обслужване на потребители и обработка на програмни кодове. Сървърите са разположени в специални помещения с контролирана постоянна температура на въздуха – сървърни помещения, а корпусът им е оборудван с допълнителна защитаот прах, случайно изключване, както и мощна охладителна система. По правило само системни администраториили мениджъри на фирма.
Работната станция е обикновен компютър, свързан към мрежа, тоест всеки компютър, който иска услуги от главния сървър. За да се осигури комуникация в такива възли, се използват модем и мрежова карта. Тъй като работните станции обикновено използват сървърни ресурси, клиентска частоборудван със слаби памети и твърди дисковемалък обем.
Софтуер
Оборудването на локалната мрежа няма да може да изпълнява напълно своите функции без подходящ софтуер. Софтуерната част включва:
- Мрежови операционни системи на сървъри, които формират основата на всяка мрежа. Това е ОС, която контролира достъпа до всички мрежови ресурси, координира маршрутизирането на пакети и разрешава конфликти на устройства. Такива системи имат вградена поддръжка за протоколите TCP/IP, NetBEUI, IPX/SPX.
- Автономни операционни системи, които управляват клиентската страна. Те са често срещани операционни системи, например Windows XP, Windows 7.
- Мрежови услуги и приложения. Тези софтуерни елементипозволяват да произвеждат различни действия: Преглед на отдалечена документация, печат към мрежов принтер, бюлетин пощенски съобщения. Традиционните услуги HTTP, POP-3, SMTP, FTP и Telnet са в основата на тази категория и се изпълняват чрез софтуер.
Нюанси на проектиране на локални мрежи
Проектирането на локална мрежа изисква дълъг и спокоен анализ, както и отчитане на всички тънкости. Важно е да се осигури възможност за растеж на предприятието, което ще доведе до увеличаване на мащаба на локалната мрежа. Проектът трябва да бъде изготвен по такъв начин, че LAN да е готова по всяко време да свърже нова работна станция или друго устройство, както и да надстрои всеки от своите възли и компоненти.
Проблемите със сигурността са не по-малко важни. Кабелите, използвани за изграждане на мрежата, трябва да бъдат надеждно защитени от неоторизиран достъп, а линиите да бъдат разположени далеч от потенциално опасни места, където могат да бъдат повредени - случайно или умишлено. LAN компонентите, разположени извън помещенията, трябва да бъдат заземени и сигурно обезопасени.
Разработването на локална мрежа е доста трудоемък процес, но правилният подходи подходяща отговорност, LAN ще работи надеждно и стабилно, осигурявайки непрекъснато потребителско изживяване.
Локалните мрежи (LAN) получиха най-голямо разпространение с появата на персоналните компютри. Те позволиха да се издигне управлението на производствените съоръжения на ново ниво, да се повиши ефективността на използването на компютърните ресурси, да се подобри качеството на обработваната информация, да започне въвеждането на безхартиена технология и да се създадат нови технологии за разпределена обработка на информация. LAN сливанеи глобалните мрежи направиха възможно получаването на достъп до глобални информационни ресурси.
Локални мрежифокусиран върху комбинирането на компютри и периферни устройства, концентрирани в малко пространство (например в рамките на една стая, сграда, група сгради в рамките на няколко километра).
Предимства на локалната мрежа:
Използвайте в режим на много потребители споделени ресурсимрежи (дискове, модеми, принтери, програми и данни);
- възможност за прехвърляне на информация от един компютър на друг;
- сравнително ниска цена;
- висока устойчивост и лекота на интегриране;
- оборудвани с модерно операционна системаза различни цели;
- висока скорост на трансфер на данни.
Основните хардуерни компоненти на LAN са:
работни станции
сървъри
интерфейсни платки
кабели
Работни станции- това е обикновено персонални компютри, които са работните места на потребителите на мрежата.
Сървъри LAN мрежите изпълняват функциите за разпределяне на мрежови ресурси. Обикновено неговите функции се възлагат на доста мощен компютър, мини-компютър, голям компютър или специален компютър - сървър. В една мрежа може да има един или повече сървъри.
Сървърните локални мрежи реализират два модела на взаимодействие на потребителя с работни станции (компютри): моделът „файл-сървър“ и моделът „клиент-сървър“.
При първия модел сървърът осигурява достъп до файловете на базата данни за всяка работна станция и с това работата му приключва. Например, ако се използва база данни на файлов сървър за получаване на информация за данъкоплатци, живеещи на определена улица, цялата таблица за града ще бъде предадена по мрежата и е необходимо да се реши кои записи в нея удовлетворяват искането и кои не правете самата работна станция.
В модела клиент-сървър приложната система е разделена на две части: външна, обърната към потребителя и наречена клиент, и вътрешна, обслужваща и наречена сървър. Сървърът е машина, която има ресурси и ги предоставя, а клиентът е потенциален потребител на тези ресурси. Може да се играе ролята на ресурсите файлова система(файлов сървър), процесор ( компютърен сървър), база данни (сървър на база данни), принтер (принтер - сървър) и т.н. Тъй като сървърът (или сървърите) обслужват много клиенти едновременно, тогава сървърен компютъртрябва да функционира многозадачна операционна система.
В модела клиент-сървър сървърът играе активна роля, защото софтуерът му принуждава сървъра „първо да мисли и да действа по-късно“. Потокът от информация в мрежата става по-малък, защото сървърът първо обработва заявките и след това изпраща това, от което се нуждае клиентът. Сървърът също така контролира дали записите могат да бъдат достъпни на индивидуална основа, осигурявайки по-голяма сигурност на данните. Моделът клиент-сървър, създаден на компютър, предлага следното:
Мрежата съдържа значителен брой сървъри и клиенти;
Основата изчислителна системапредставляват работни станции, всяка от които функционира като клиент и иска информация, която се намира на сървъра;
Потребителят на системата е освободен от необходимостта да знае къде се намира информацията, която иска, той просто иска това, от което се нуждае;
Системата е реализирана под формата на отворена архитектура, която комбинира компютри от различни класове и типове с различни системи.
Най-важните параметри които трябва да се имат предвид при избора на сървърен компютър са: тип процесор, обем оперативна памет, тип и капацитет на твърдия диск и тип дисков контролер. Стойностите на тези параметри зависят от задачите, които се решават, организацията на изчисленията в мрежата, натоварването на мрежата, използваната операционна система и други фактори.
Работните станции и сървърите в мрежата са свързани помежду си чрез линии за данни, които са кабели. Компютрите са свързани към кабела с помощта на интерфейсни карти - мрежови адаптери. IN кабелни мрежикато физическа връзкаканалите използват:
Плосък двужилен кабел,
Усукана чифт проводници,
Коаксиален кабел,
Световод (оптичен кабел).
Повечето мрежи използват три основни групи кабели:
Коаксиален кабел;
Усукана двойка, неекранирана и екранирана;
Оптичен кабел.
Коаксиален кабелдоскоро беше най-разпространеният. Евтин, лек, гъвкав, удобен, безопасен и лесен за инсталиране.
Има два вида коаксиални кабели: тънки (10Base2 спецификация) и дебели (10Base5 спецификация). Тънък - гъвкав, диаметър 0,64 см (0,25). Лесен за използване и подходящ за почти всеки тип мрежа. Свързва се директно към платката на мрежовия адаптер. Предава сигнал над 185 m практически без затихване. Характеристичен импеданс- 50 ома. Дебело - твърдо, диаметър 1,27 см (0,5). Понякога се нарича стандартен Ethernet(първият кабел в популярната мрежова архитектура). Вената е по-дебела, затихването е по-малко. Предава сигнал без затихване над 500 m Използва се като опора, свързваща няколко малки мрежи. Характеристичен импеданс - 75 ома.
За свързване към дебел коаксиален кабел се използва специално устройство - трансивър(трансивър - трансивър). Снабден е с конектор, наречен вампирили пиърсинг съединител.Трансивърът е свързан към мрежовата карта с помощта на кабел с конектор. За свързване на тънък коаксиален кабел се използват BNC конектори (British Naval Connector). BNC-T конекторите се използват за свързване на мрежовия кабел към мрежова картакомпютри, BNC барел конектори за снаждане на две секции от кабел, BNC терминатори за поглъщане на сигнали в двата края на кабела в мрежи с шинна топология.
Усукана двойка -Това са два усукани изолирани медни проводника. някои усукани двойкипроводниците често се поставят в една защитна обвивка. Преплитането на проводници ви позволява да се отървете от електрически шум, предизвикан от съседни проводници и други външни източници, като двигатели, трансформатори и мощни релета.
Неекранирана усукана двойка(UTP) се използва широко в LAN мрежи, максимална дължина 100 m. UTP се определя от специфичен стандарт, който определя регулаторните характеристики на кабелите за различни приложения, което гарантира последователност на продукта.
Екранирана усукана двойка(STP) е затворен в медна оплетка. Освен това двойки проводници са обвити във фолио. Следователно STP е по-малко податлив на електрически смущения и може да предава сигнали при по-високи скорости и разстояния. дълги разстояния.
Предимствата на кабела с усукана двойка са ниската цена и лекотата на свързване. Недостатъци - не може да се използва при предаване на данни на големи разстояния с висока скорост.
IN оптичен кабелцифровите данни се разпространяват навсякъде оптични влакнапод формата на модулирани светлинни импулси. Това надежден начинпредаване, тъй като електрически сигналите обаче не се предават. Следователно оптичният кабел не може да бъде отворен и данните не могат да бъдат прихванати.
Оптични линииса предназначени за преместване на големи количества данни при много високи скорости, тъй като сигналът в тях практически не е отслабен или изкривен. Оптичните влакна предават сигнали само в една посока, така че кабелът се състои от две влакна с отделни конектори: един за предаване и един за приемане.
Скоростите на трансфер на данни в момента варират от 100 Mbit/s. Междувременно скорости от 1 Gbit/s стават все по-разпространени, теоретично до 200 Gbit/s. Разстоянието е много километри. Кабелът не е обект на електрически смущения. Значителен недостатък на тази технология е високата цена и сложността на монтажа и свързването.
Типично оптична мрежасе състои от предавател на лазерна светлина, мултиплексор/демултиплексор за комбиниране на оптични сигнали с различни дължини на вълната, усилватели на оптични сигнали, демултиплексори и приемници, които преобразуват оптичния сигнал обратно в електрически. Всички тези компоненти обикновено се сглобяват на ръка.
За предаване на кодирани сигнали по кабел се използват две технологии - немодулирано и модулирано предаване.
Немодулирансистемите предават данни под формата на цифрови сигнали, които са дискретни електрически или светлинни импулси. С този метод цифров сигнализползва цялата честотна лента на кабела (честотната лента е разликата между максималната и минималната честота, която може да се предава по кабела). Устройство в бейсбенд мрежа изпраща данни и в двете посоки. За да избегнете затихване и изкривяване на сигнала в немодулирани системи, използвайте повторители, които усилват и предават сигнала.
Модулирансистемите предават данни под формата на аналогов сигнал (електрически или светлинен), заемащ определена честотна лента. Ако има достатъчно честотна лента, тогава един кабел може едновременно да използва няколко системи (например излъчване кабелна телевизияи прехвърляне на данни). На всяка система за предаване е разпределена част от честотната лента. За да възстановите сигнала в модулирани системи, използвайте усилвателиВ модулирана система устройствата имат отделни пътища за приемане и предаване на сигнали, тъй като предаването се извършва в една посока. За да могат устройствата да предават и получават данни, те използват разделяне на честотната лента на два канала, които работят с различни честотиза предаване и приемане, или полагане на два кабела - за предаване и приемане.
IN напоследъкзапочнаха да се появяват безжична мрежа, където се използват честотни канали за предаване на данни (средата е въздух). Основното предимство на безжичната технология са възможностите, които предоставя на потребителите на лаптопи. Скоростта на трансфер обаче в безжични технологиивсе още не може да се сравни с пропускателната способност на кабела.
Колокация безжична средане означава пълно отсъствиепроводници в мрежата. Обикновено безжичните компоненти комуникират с мрежа, която използва кабел като среда за предаване. Такива мрежи се наричат хибрид.
Безжичната среда осигурява временна връзка към съществуващата кабелна мрежа, гарантира определено ниво на мобилност и намалява ограниченията върху дължината на мрежата. Използва се в офис помещения, където служителите нямат постоянно работно място, в изолирани помещения и сгради, в сгради, където е забранено полагането на кабели.
Съществуват следните видове безжични мрежи: LAN, разширена LANИ мобилни мрежи(преносими компютри). Основните разлики между тях са параметрите на предаване. LAN и разширените LAN използват предаватели и приемници от организацията, в която работи мрежата. За преносими компютри предавателната среда е публична мрежа (например телефон или интернет).
LAN изглежда и функционира почти по същия начин като кабелната мрежа, с изключение на средата за предаване. Безжичен мрежов адаптерС трансивър, инсталиран във всеки компютър, потребителите работят така, сякаш компютрите им са свързани с кабел. Трансивър или точка за достъп позволява обмен на сигнали между компютри с безжична връзкаИ кабелна мрежа. Използват се малки трансивъри, монтирани на стена, които установяват радиоконтакт с преносими устройства.
Работата на безжичните локални мрежи се основава на четири метода за предаване на данни: инфрачервено лъчение, лазер, радиопредаване в тесен диапазон (едночестотно предаване), радиопредаване в разпръснат спектър.
от Методи за достъп до LANМаркирани са най-често срещаните мрежи като Ethernet, ARCnet и Token Ring.
Ethernet метод за достъп, който е най-популярен, осигурява висока скоростпредаване на данни и надеждност. Той използва топология „обща шина“, така че съобщение, изпратено от една работна станция, се получава едновременно от всички други станции, свързани към общата шина. Но тъй като съобщението включва адресите на изпращащата и целевата станция, другите станции игнорират това съобщение. Това е метод за множествен достъп. При него, преди да започне предаване, работната станция определя дали каналът е свободен или зает. Ако е свободна, станцията започва да предава.
Метод за достъп до ARCnetстана широко разпространена поради ниската цена на оборудването. Използва се в LAN с топология звезда. Един от компютрите създава специален токен (съобщение от специален тип), който последователно се предава от един компютър на друг. Ако станция изпрати съобщение до друг компютър, тя трябва да изчака токена и да добави съобщението към него, заедно с адресите на източника и местоназначението. Когато пакетът достигне целевата станция, съобщението ще бъде премахнато от токена и предадено на станцията.
Метод за достъп до Token Ringпредназначен за пръстеновидна топология и също така използва токен, предаван от една станция на друга. Но ви позволява да зададете различни приоритети на различни работни станции. При този метод токенът се движи около пръстена, давайки право на последователни компютри в него да предават. Ако компютърът получи празен токен, той може да запълни своето съобщение с кадър с произволна дължина, но само през периода от време, който е разпределен от специален таймер за намиране на токена в една точка в мрежата. Рамката се движи през мрежата и всеки компютър я регенерира, но само компютърът-получател копира тази рамка в паметта си и я маркира като получена, но не премахва самата рамка от пръстена. Тази функция се изпълнява от изпращащия компютър, когато съобщението му бъде върнато към него. Това потвърждава, че съобщението е предадено.
Телекомуникационни системи
Телекомуникации –комуникация от разстояние (лат.)
Комуникация(процес на обмен на информация) е необходимо условиесъществуването на живи организми, екологични общности и човешко общество. Социалното развитие е съпътствано от развитието на телекомуникационните технологии. Телекомуникационните технологии се развиват особено интензивно през последните няколко десетилетия.
Телекомуникациите могат да бъдат определени като технологии, занимаващи се с комуникация от разстояние и това може да се обясни по различни начини. Фигура 8.2 показва едно възможно представяне на различните секции на телекомуникациите.
Фигура 8.2. Телекомуникации: форми и видове
Телекомуникациите се делят на два вида: еднопосочни и двупосочни. Еднопосочните, като масовото радио и телевизионно излъчване, включват предаване на информация в една посока - от центъра към абонатите. Двупосочният поддържа диалог между двама абонати.
Телекомуникациите използват механични и електрически средства, тъй като исторически телекомуникациите са еволюирали от механични към електрически форми, използвайки все по-сложни електрически системи. Това е причината много традиционни оператори в телекомуникациите като националните пощенски, телеграфни и телефонни компании да използват и двете форми. Дял на механични телекомуникации тип обикновена пощаи пресата (разпращане на вестници) се очаква да намалее, докато делът на електрическите, особено двупосочните, се очаква да се увеличи и да стане доминиращ в бъдеще. Вече в наше време корпорациите и пресата се интересуват преди всичко от електрическите телекомуникации (телекомуникации) като печеливша бизнес възможност.
По краищата на фигура 8.2. показани са телекомуникационни услуги, първоначално механични: преса (препращане на вестници), поща; след това електрически: телеграф, телекс (абонатен телеграф), телефон, радио, телевизия, компютърни мрежи, наети мрежи, кабелна телевизия и мобилен телефон.
Телекомуникациите исторически са се развивали приблизително в този ред.
Телекомуникационна система– набор от технически обекти, организационни мерки и субекти, които изпълняват процеси, състоящи се от: процеси на свързване, процеси на предаване и процеси на достъп.
Телекомуникационните системи използват естествена или изкуствена среда за обмен на информация. Телекомуникационните системи, заедно със средата, която се използва за предаване, образуват телекомуникационни мрежи. Най-важните телекомуникационни мрежи са (фиг. 8.2.): пощенски услуги; телефонна мрежа обща употреба(PSTF); Подвижен телефонни мрежи; телеграфна мрежа; Интернет – глобална мрежа за взаимодействие компютърни мрежи; кабелна мрежа за радиоразпръскване; кабелни телевизионни мрежи; телевизионни и радиоразпръскващи мрежи; ведомствени комуникационни мрежи, които предоставят комуникационни услуги на властите публичната служба, системи за контрол на въздушното и морското движение, големи индустриални комплекси; глобални мрежиспасяване и безопасност.
Телекомуникационните системи, изброени по-горе, като правило, тясно взаимодействат помежду си и използват общи ресурси за осъществяване на комуникации. За да се организира такова взаимодействие, във всяка държава и в глобален мащаб има специални органи, които регулират използването на общи ресурси; определи Общи правилавзаимодействия (протоколи) на телекомуникационни системи; разработване на обещаващи телекомуникационни технологии.
За осъществяване на комуникация от разстояние телекомуникационните системи използват: комутационни системи; преносни системи; системи за достъп и контрол на преносни канали.
Свързана информация.
