Wat is LAN in een computer. Manieren om LAN te combineren. voordelen van het gebruik van een LAN

Lokale computernetwerken. Typen en kenmerken van LAN

Lokaal computernetwerk is een gedistribueerd gegevensverwerkingssysteem dat een klein gebied bestrijkt (tot 10 km in diameter) binnen instellingen, onderzoeksinstituten, universiteiten, banken, kantoren, enz.; netwerkbronnen - hardware, informatie, software. LAN kan worden beschouwd als een communicatiesysteem dat binnen één gebouw of een beperkt gebied een of meer snelle informatietransmissiekanalen ondersteunt die worden geleverd aan aangesloten abonneesystemen (SS) voor kortdurend gebruik.

In de algemene structuur van het LAN een set abonneeknooppunten of systemen (hun aantal kan van tientallen tot honderden zijn), servers en een communicatiesubnet (CS) worden toegewezen.

De belangrijkste componenten van het netwerk zijn kabels (transmissiemedia), werkstations (werkstation van netwerkgebruikers), netwerkinterfacekaarten (netwerkadapters), netwerkservers.

werkstations (PC) in het LAN zijn in de regel personal computers (PC). Op een pc voeren netwerkgebruikers toegepaste taken uit, waarvan de uitvoering verband houdt met het concept van een rekenproces.

Netwerkservers - dit zijn hardware-softwaresystemen die de functies uitvoeren van het beheer van de distributie van netwerkbronnen voor algemene toegang, die ook kunnen werken als een gewoon abonneesysteem. De serverhardware is een redelijk krachtige pc, minicomputer, mainframe of computer die speciaal als server is ontworpen. Een LAN kan verschillende servers hebben voor het beheren van netwerkbronnen, maar er is altijd een (of meer) bestandsserver (databaseserver) voor het beheren van externe gedeelde opslag en het organiseren van gedistribueerde databases (RDB's).

Werkstations en servers worden aangesloten op de communicatie-subnetkabel met behulp van interfacekaarten - netwerkadapters (NA). De belangrijkste functies van SA zijn: het organiseren van de ontvangst (transmissie) van gegevens van (naar) een pc, het afstemmen van de ontvangstsnelheid (transmissie) van informatie (buffering), het vormen van een datapakket, parallel-naar-serieel conversie (converting) , het coderen (decoderen) van gegevens, het controleren van de juistheid van de verzending, het tot stand brengen van verbindingen met de gewenste netwerkabonnee, het organiseren van de feitelijke gegevensuitwisseling. In sommige gevallen neemt de lijst met CA-functies aanzienlijk toe en vervolgens worden ze gebouwd op basis van microprocessors en ingebouwde modems.

In een LAN worden twisted pair, coaxkabel en glasvezelkabel gebruikt als kabeltransmissiemedia.

Naast het bovenstaande gebruikt het LAN het volgende: netwerkhardware:

zendontvangers (zendontvangers) en repeaters (repeaters) - voor het combineren van segmenten van een lokaal netwerk met een bustopologie;

concentratoren (hubs) - om een ​​netwerk van willekeurige topologie te vormen (er worden actieve en passieve hubs gebruikt);

bruggen - voor het combineren van lokale netwerken tot één geheel en het verbeteren van de prestaties van dit geheel door het verkeer (gebruikersgegevens) tussen afzonderlijke subnetten te reguleren;

routers en schakelaars - om de functies van schakelen en routeren te implementeren bij het beheren van het schema in gesegmenteerde (bestaande uit onderling verbonden segmenten) netwerken. In tegenstelling tot bridges, die netwerksegmentatie op de fysieke laag bieden, voeren routers een aantal "intelligente" functies uit bij het beheren van verkeer. Switches, die bijna dezelfde functies vervullen als routers, zijn superieur in prestaties en hebben een lagere latentie (hardwarevertraging tussen het ontvangen en verzenden van informatie);

modems (modulators - demodulators) - voor het matchen van digitale signalen gegenereerd door een computer met analoge signalen van een typische moderne telefoonlijn;

analysatoren - om de kwaliteit van het netwerk te controleren;

netwerktesters - voor het controleren van kabels en het oplossen van problemen met geïnstalleerde kabels.

De belangrijkste kenmerken van het LAN:

Territoriale omvang van het netwerk (lengte van het gemeenschappelijke communicatiekanaal);

Maximale gegevensoverdrachtsnelheid;

Maximaal nummer AC online;

De maximaal mogelijke afstand tussen werkstations in het netwerk;

Netwerk topologie;

Type fysiek datatransmissiemedium;

Maximaal aantal datakanalen;

Type signalering (synchroon of asynchroon);

Toegangsmethode voor abonnees op het netwerk;

Structuur van netwerksoftware;

Mogelijkheid om spraak- en videosignalen te verzenden;

Voorwaarden voor betrouwbare netwerkwerking;

Mogelijkheid tot LAN-communicatie onderling en met een netwerk van een hoger niveau;

Mogelijkheid om de prioriteitsinstellingsprocedure te gebruiken terwijl abonnees worden aangesloten op een gemeenschappelijk kanaal.

tot de meest typische LAN-toepassingsgebieden omvatten het volgende.

Tekstverwerking - een van de meest voorkomende functies van idie in het LAN worden gebruikt. De overdracht en verwerking van informatie in een netwerk dat in een onderneming (in een organisatie, universiteit, enz.) wordt ingezet, zorgt voor een echte overgang naar een "papierloze" technologie, die typemachines geheel of gedeeltelijk vervangt.

Inrichten van eigen informatiesystemen, met geautomatiseerde databases - individueel en algemeen, geconcentreerd en gedistribueerd. Dergelijke databases kunnen zich in elke organisatie of firma bevinden.

Uitwisseling van informatie tussen AC-netwerken is een belangrijk middel om papierwerk tot een minimum te beperken. Datatransmissie en communicatie nemen een speciale plaats in bij netwerkapplicaties, omdat dit de belangrijkste voorwaarde is voor het normaal functioneren van moderne organisaties.

Zorgen voor gedistribueerde gegevensverwerking , verbonden aan het samenbrengen van de werkplekken van alle specialisten van deze organisatie tot een netwerk. Ondanks grote verschillen in aard en omvang van berekeningen die op de werkplek door specialisten van verschillende profielen worden uitgevoerd, bevindt de informatie die daarbij binnen één organisatie wordt gebruikt zich in de regel in één (geïntegreerde) database. Daarom is de integratie van dergelijke werkstations in een netwerk een geschikte en zeer effectieve oplossing.

Ondersteuning van managementbeslissingen, het verstrekken van betrouwbare en tijdige informatie aan managers en leidinggevend personeel van de organisatie die nodig is om de situatie te beoordelen en de juiste beslissingen te nemen.

E-mailorganisatie - een van de soorten LAN-services waarmee managers en alle werknemers van de onderneming snel alle soorten informatie kunnen ontvangen die nodig is voor de productie, economische, commerciële en handelsactiviteiten.

Dure bronnen delen - een noodzakelijke voorwaarde voor het verminderen van de kosten van het uitgevoerde werk om de bovengenoemde LAN-toepassingen te implementeren. We hebben het over middelen als snelle afdrukapparaten, apparaten voor massaopslag, krachtige informatieverwerkingstools, applicatiesoftwaresystemen, databases, kennisbanken. Het is duidelijk dat het niet opportuun is (vanwege de lage bezettingsgraad en de hoge kosten) om dergelijke fondsen in elk netwerksysteem van een abonnee te hebben. Het is voldoende als deze tools in een of meer exemplaren in het netwerk beschikbaar zijn, maar alle AS'en hebben er toegang toe.

Afhankelijk van de aard van de activiteiten van de organisatie waarin een of meer lokale netwerken worden ingezet, worden deze functies in een bepaalde combinatie uitgevoerd. Daarnaast kunnen andere functies die specifiek zijn voor de organisatie worden uitgevoerd.

LAN-typen. Om het LAN in groepen te verdelen, worden bepaalde classificatiefuncties gebruikt.

Op afspraak LAN's zijn onderverdeeld in informatie (informatie ophalen), beheren (technologische, administratieve, organisatorische en andere processen), afwikkeling, informatie en afwikkeling, documentaire informatieverwerking, etc.

Op type gebruikt in het netwerkcomputer ze kunnen worden onderverdeeld in heterogeen, waarbij verschillende klassen (micro-, mini-, groot) en modellen (binnen klassen) computers worden gebruikt, evenals verschillende gebruikersapparatuur, en homogeen, met dezelfde computermodellen en hetzelfde type abonnee faciliteiten.

Door organisatie van beheer Homogene LAN's verschillen tussen netwerken met gecentraliseerde en gedecentraliseerde controle.

In netwerken met gecentraliseerde besturing worden een of meer machines (centrale systemen of instanties) toegewezen die de werking van het netwerk aansturen. De schijven van speciale machines, bestandsservers of databaseservers genoemd, zijn beschikbaar voor alle andere computers (werkstations) op het netwerk. De servers draaien op een netwerk-besturingssysteem, meestal multitasking. Werkstations hebben toegang tot serverschijven en gedeelde printers, maar hebben over het algemeen geen rechtstreekse toegang tot schijven van andere pc's. Servers kunnen worden toegewezen en voeren vervolgens alleen netwerkbeheertaken uit en worden niet gebruikt als pc's, of niet-toegewijd, wanneer gebruikersprogramma's parallel met de netwerkbeheertaak worden uitgevoerd (dit vermindert de serverprestaties en de betrouwbaarheid van het hele netwerk vanwege tot een mogelijke fout in het gebruikersprogramma, die kan leiden tot netwerkonderbreking). Dergelijke netwerken onderscheiden zich door de eenvoud van het verschaffen van interactiefuncties tussen LAN AS'en, maar het gebruik ervan is aan te raden met een relatief klein aantal AS'en in het netwerk. In netwerken met gecentraliseerde controle zijn de meeste informatie- en computerbronnen geconcentreerd in het centrale systeem. Ze verschillen ook in een betrouwbaarder informatiebeveiligingssysteem.

Als de informatie- en computerbronnen van het LAN gelijkmatig zijn verdeeld over een groot aantal AS'en, is gecentraliseerde controle niet effectief vanwege een sterke toename van service (controle) informatie. In dit geval zijn netwerken met gedecentraliseerde (gedistribueerde) controle, of peer-to-peer, effectief. In dergelijke netwerken zijn er geen dedicated servers, netwerkbeheerfuncties worden beurtelings van de ene pc naar de andere overgedragen. Werkstations hebben toegang tot schijven en printers van andere pc's. Dit maakt het gemakkelijker voor groepen gebruikers om samen te werken, maar de netwerkprestaties worden enigszins verminderd. Nadelen van peer-to-peer-netwerken: de afhankelijkheid van de efficiëntie van het netwerk van het aantal AS's, de complexiteit van netwerkbeheer, de complexiteit van het waarborgen van de bescherming van informatie tegen ongeoorloofde toegang.

Op datasnelheid: onderscheid in het algemene kanaal:

LAN met lage bandbreedte (eenheden van megabits per seconde), waarbij meestal twisted pair of coaxkabel als fysiek transmissiemedium wordt gebruikt;

LAN met gemiddelde bandbreedte (tientallen megabits per seconde), die ook coaxkabel of twisted pair gebruikt;

LAN met hoge bandbreedte (honderden megabits per seconde), waar glasvezelkabels (optische vezels) worden gebruikt. Door topologie, die. configuraties van elementen in een LAN-netwerk zijn onderverdeeld in: aan, een gemeenschappelijke bus, een ring, een ster, enz. op topologie , d.w.z. configuraties van elementen in TVS, kunnen netwerken worden onderverdeeld in twee klassen: broadcast (Fig. 1) en serieel (Fig. 2). Broadcast-configuraties en een aanzienlijk deel van de seriële configuraties (ring, ster met een "intelligent centrum", hiërarchisch) zijn typisch voor het LAN. Voor mondiale en regionale netwerken is de meest voorkomende een willekeurige (mesh)-topologie. Ook de hiërarchische configuratie en de ster hebben hun toepassing gevonden.

Rijst. 1. Broadcast netwerkconfiguraties: a - gemeenschappelijke bus;

b - boom; in - een ster met een passief centrum

Rijst. Fig. 2. Sequentiële netwerkconfiguraties a - willekeurig (cellulair), b - hiërarchisch; c - ring, g - ketting; d - een ster met een "intellectueel" centrum

Virtuele LAN's

Virtueel lokaal netwerk (VLAN) verwijst naar een logisch gegroepeerde groep LAN-gebruikers in tegenstelling tot een fysieke groepering op basis van locatie en netwerktopologie. Dergelijke netwerken elimineren de fysieke barrières voor de vorming van werkgroepen "op basis van belangen" op een netwerkschaal op een hoger niveau, maar dit geldt vooral op de schaal van een bedrijfscomputernetwerk (CCN), aangezien het mogelijk is om fysiek verspreide bedrijven te combineren werknemers in gebruikersgroepen, terwijl de communicatie-integriteit binnen hun groepen behouden blijft. Dit zorgt voor een hoge organisatorische flexibiliteit in het beheer van het bedrijf. Met VLAN-technologie kunnen netwerkbeheerders verschillende WAN-gebruikers groeperen die dezelfde netwerkbronnen delen. Het opdelen van het WAN in logische segmenten, die elk een VLAN zijn, biedt aanzienlijke voordelen op het gebied van netwerkbeheer, informatiebeveiliging en broadcastbeheer vanuit een virtueel netwerk via een backbone van een bedrijfsnetwerk.

Om het VLAN te organiseren en te laten functioneren, worden de volgende hoofdcomponenten gebruikt:

Hoogwaardige switches ontworpen voor logische segmentatie van aangesloten eindstations;

Routers die werken op de netwerklaag van het OSI-model en zorgen voor meer virtuele interactie tussen werkgroepen en grotere compatibiliteit met gevestigde LAN's;

Transportprotocollen die de overdracht van VLAN-verkeer regelen via de backbones van gedeelde LAN- en ATM-netwerken;

Netwerkbeheeroplossingen die gecentraliseerde beheer-, configuratie- en planningsfuncties bieden.

Met deze componenten kunt u gebruikers indelen in virtuele netwerken op basis van poorten, adressen of protocollen.

Op poorten gebaseerd VLAN is de eenvoudigste manier om netwerkapparaten te groeperen. Met een dergelijke virtuele netwerkorganisatie worden alle externe apparaten die zijn toegewezen aan bepaalde poorten van een krachtige netwerkswitch gecombineerd in één VLAN, ongeacht hun adressen, protocollen en applicaties.

Een op adressen gebaseerd virtueel netwerk kan meerdere gebruikerswerkgroepen op één switchpoort ondersteunen. De respectievelijke apparaten van deze werkgroepen zijn onderverdeeld op basis van hun adressen.

In een op protocollen gebaseerd virtueel netwerk worden netwerkapparaten op basis van IP, IPX enz. protocollen gecombineerd in verschillende logische groepen Deze apparaten werken meestal op de netwerklaag en worden routers. Als ze werk kunnen combineren met meerdere protocollen, dan is dit multiprotocol-routers.

LAN (Local Area Network) is een systeem voor het combineren van verschillende telecommunicatieapparaten die zich zowel dichtbij als op afstand bevinden. Een LAN kan meerdere personal computers, servers, printers, scanners, enz. in één netwerk aansluiten.

LAN (Local Area Network) is een systeem voor het combineren van verschillende telecommunicatieapparaten die zich zowel dichtbij als op afstand bevinden. Een LAN kan meerdere personal computers, servers, printers, scanners, enz. in één netwerk aansluiten.

Apparaten worden op verschillende manieren aangesloten: koperkabel (twisted pair), glasvezelkabel of draadloos communicatiekanaal.

Soms worden binnen hetzelfde lokale netwerk werkgroepen gevormd die meerdere apparaten onder een gemeenschappelijke naam verenigen.

Meestal wordt het LAN gebruikt om één informatieruimte te creëren in verschillende overheids- en commerciële organisaties. Netwerkbeheerders zijn verantwoordelijk voor de werking van een lokaal netwerk of een bepaald onderdeel daarvan. Ze zorgen voor een stabiele werking van het netwerk, configureren hardware en software.

LAN-functies

1. Toegang verlenen tot elektronische documentbeheersystemen en internet.

2. Bestanden en mappen delen en delen op het netwerk.

3. Opslag, back-up en gegevensbescherming.

4. Het verstrekken van toegang tot meerdere computers tot kantoorapparatuur, zoals een printer of scanner.

5. Netwerken van apparaten die zich op aanzienlijke afstand van elkaar bevinden. Een LAN kan bijvoorbeeld geografisch verspreide vestigingen van één bedrijf met elkaar verbinden.

Communicatie van apparaten in een LAN

Computers kunnen via een kabelsysteem of draadloos met elkaar worden verbonden. In het eerste geval worden de apparaten aangesloten met behulp van koper- of glasvezelgeleiders en Ethernet-pakketdatatechnologie.

Als de geleider een draadloos radiokanaal is, worden technologieën zoals GPRS, Wi-Fi en Bluetooth gebruikt. Het ene lokale netwerk kan via gateways met het andere worden verbonden en heeft ook toegang tot het wereldwijde internet.

De meest populaire technologieën voor het bouwen van lokale netwerken zijn tegenwoordig Wi-Fi en Ethernet. Om een ​​LAN te bouwen, worden apparaten zoals draadloze toegangspunten, routers, netwerkadapters, switches, modems, enz. gebruikt.

LAN-eigenschappen

Ten eerste kunt u met een lokaal netwerk extra apparatuur aansluiten zonder de software en technische parameters van het hele netwerk te wijzigen. Ten tweede, als één computer uitvalt, blijft het hele netwerk werken en kan nog steeds toegang worden verkregen tot de benodigde informatie. Dus, vanwege technische problemen van één apparaat, zal het werk van het hele kantoor niet "opstaan". Bovendien kunt u dankzij het LAN het toegangsniveau tot netwerkbronnen van afzonderlijke apparaten differentiëren.

LAN-structuren

De structuur van een LAN verwijst naar de manier waarop netwerkelementen zijn verbonden. Hier zijn de belangrijkste soorten van dergelijke verbindingen.

1. "Band". Informatie wordt verzonden via een enkel lineair communicatiekanaal. De gegevens zijn beschikbaar voor alle netwerkwerkstations.

2. "Ster". Met behulp van een coaxkabel zijn alle netwerkelementen aangesloten op één concentratieapparaat (hub). Informatie van het ene werkstation komt de hub binnen en van daaruit wordt het openbaar beschikbaar voor alle andere computers.

3. "Bellen". Computers van het netwerk zijn in serie met elkaar verbonden en vormen een ring. Informatie gaat in een cirkel van de eerste naar de laatste werkplek.

4. Boomstructuur is een combinatie van twee of alle bovenstaande communicatiemethoden.

LAN is een technologie die zorgt voor gemakkelijke en snelle uitwisseling van informatie tussen verschillende apparaten. Met behulp van lokale netwerken kunt u gegevens opslaan, back-uppen en beveiligen. Daarom bevindt LAN zich nu in bijna alle kantoren van bedrijven, banken en industriële ondernemingen.

Een lokaal netwerk is een concept dat velen uit de eerste hand kennen. Bijna elke onderneming gebruikt deze technologie, dus je kunt stellen dat iedereen er op de een of andere manier mee in aanraking is gekomen. Lokale netwerken hebben productieprocessen aanzienlijk versneld, waardoor hun verdere gebruik over de hele wereld fors is toegenomen. Dit alles maakt het mogelijk om de verdere groei en ontwikkeling van een dergelijk datatransmissiesysteem te voorspellen, tot aan de introductie van een LAN in elke, zelfs de kleinste onderneming.

Het concept van een lokaal netwerk

Een lokaal netwerk is een aantal computers die onderling zijn verbonden door speciale apparatuur die een volwaardige uitwisseling van informatie tussen hen mogelijk maakt. Een belangrijk kenmerk van dit type gegevensoverdracht is het relatief kleine gebied voor de locatie van communicatieknooppunten, dat wil zeggen de computers zelf.

Lokale netwerken vergemakkelijken niet alleen de interactie tussen gebruikers aanzienlijk, maar vervullen ook enkele andere functies:

• Maak het werken met documentatie eenvoudiger. Medewerkers kunnen op hun werkplek bestanden bewerken en inzien. Tegelijkertijd is er geen behoefte aan collectieve vergaderingen en vergaderingen, wat kostbare tijd bespaart.
• Hiermee kunt u samen met collega's aan documenten werken terwijl iedereen achter zijn eigen computer zit.
• Ze geven toegang tot applicaties die op de server zijn geïnstalleerd, wat vrije ruimte op de geïnstalleerde harde schijf bespaart.
• Bespaar ruimte op uw harde schijf doordat u documenten op uw hostcomputer kunt opslaan.

Soorten netwerken

Een lokaal netwerk kan worden weergegeven door twee modellen: een peer-to-peer netwerk en een hiërarchisch. Ze verschillen in de manier waarop communicatieknooppunten op elkaar inwerken.

Een peer-to-peer-netwerk is gebaseerd op de gelijkheid van alle machines en de gegevens worden tussen elk van hen gedistribueerd. In wezen heeft een gebruiker van de ene computer toegang tot de bronnen en informatie van een andere. De efficiëntie van het peer-to-peer-model hangt rechtstreeks af van het aantal werkende knooppunten en het beveiligingsniveau is onbevredigend, wat, in combinatie met een nogal gecompliceerd beheerproces, dergelijke netwerken niet erg betrouwbaar en handig maakt.

Het hiërarchische model omvat een (of meer) hoofdserver, waar alle gegevens worden opgeslagen en verwerkt, en verschillende clientknooppunten. Dit type netwerk wordt veel vaker gebruikt dan het eerste, met als voordeel snelheid, betrouwbaarheid en veiligheid. De snelheid van zo'n LAN is echter grotendeels afhankelijk van de server, wat onder bepaalde omstandigheden als een nadeel kan worden beschouwd.

Opstellen technische eisen

Het ontwerpen van een lokaal netwerk is een nogal ingewikkeld proces. Het begint met de ontwikkeling van een technische taak, die zorgvuldig moet worden overwogen, omdat tekortkomingen erin een bedreiging vormen voor latere moeilijkheden bij het opbouwen van een netwerk en extra financiële kosten. Het primaire ontwerp kan worden gedaan met behulp van speciale configurators waarmee u de optimale netwerkapparatuur kunt selecteren. Dergelijke programma's zijn vooral handig omdat u verschillende waarden en parameters direct tijdens het gebruik kunt corrigeren en aan het einde van het proces een rapport kunt opstellen. Pas na deze stappen is het mogelijk om door te gaan naar de volgende fase.

Voorlopig ontwerp

Deze fase bestaat uit het verzamelen van gegevens over de onderneming waar het de bedoeling is om een ​​lokaal netwerk te installeren, en het analyseren van de ontvangen informatie. Hoeveelheid wordt bepaald:

• gebruikers.
• werkstations.
• Server kamers.
• aansluiting poorten.

Een belangrijk punt is de beschikbaarheid van gegevens over de paden van de aanleg van snelwegen en het plannen van een specifieke topologie. In het algemeen is het noodzakelijk om te voldoen aan een aantal eisen die de IEEE 802.3 standaard stelt. Ondanks deze regels kan het echter soms nodig zijn om voortplantingsvertragingen te berekenen of fabrikanten van netwerkapparatuur te raadplegen.

Belangrijkste kenmerken van een LAN

Bij het kiezen van een methode voor het plaatsen van communicatieknooppunten, is het noodzakelijk om de basisvereisten voor lokale netwerken te onthouden:

• Performance, die verschillende concepten combineert: doorvoer, responstijd, transmissievertraging.
• Compatibiliteit, d.w.z. mogelijkheid om verschillende apparatuur van lokale netwerken en software aan te sluiten.
• Veiligheid, betrouwbaarheid, d.w.z. de mogelijkheid om onbevoegde toegang te voorkomen en volledige gegevensbescherming.
• Schaalbaarheid - de mogelijkheid om het aantal werkstations te vergroten zonder de netwerkprestaties in gevaar te brengen.
• Beheersbaarheid - de mogelijkheid om de belangrijkste elementen van het netwerk te controleren, preventie en probleemoplossing.
• Netwerktransparantie, wat erin bestaat een enkel computerapparaat aan gebruikers te presenteren.

Basistopologieën van lokale netwerken: voor- en nadelen

De netwerktopologie is de fysieke lay-out van het netwerk, die de belangrijkste kenmerken aanzienlijk beïnvloedt. Drie soorten topologieën worden voornamelijk gebruikt in moderne ondernemingen: "Star", "Bus" en "Ring".

De stertopologie is de meest voorkomende en heeft veel voordelen ten opzichte van de andere. Deze installatiemethode is zeer betrouwbaar; als een computer uitvalt (behalve de server), heeft dit geen invloed op de werking van de andere.

Topologie "Bus" is een enkele backbone-kabel met aangesloten computers. Zo'n organisatie van een lokaal netwerk bespaart geld, maar is niet geschikt om een ​​groot aantal computers te combineren.

De "Ring"-topologie wordt gekenmerkt door een lage betrouwbaarheid vanwege de speciale opstelling van knooppunten - elk van hen is verbonden met twee andere via netwerkkaarten. Het uitvallen van één computer leidt tot het afsluiten van het hele netwerk, waardoor dit type topologie steeds minder wordt gebruikt.

Werkend netwerkontwerp

Het lokale netwerk van een onderneming omvat ook verschillende technologieën, apparatuur en kabels. Daarom is de volgende stap de selectie van al deze elementen. De keuze voor deze of gene software of hardware wordt bepaald door het doel van het creëren van een netwerk, het aantal gebruikers, de lijst met gebruikte programma's, de grootte van het netwerk en de locatie. Op dit moment worden glasvezel backbones het meest gebruikt, die zich onderscheiden door een hoge betrouwbaarheid, snelheid en beschikbaarheid.

Over kabeltypes

Kabels worden in netwerken gebruikt om signalen tussen werkstations te verzenden, elk met zijn eigen kenmerken, waarmee rekening moet worden gehouden bij het ontwerpen van een LAN.

• Een getwist paar bestaat uit verschillende paren geleiders bedekt met isolatie en in elkaar gedraaid. De lage prijs en het installatiegemak zijn gunstige voordelen, waardoor deze kabel het meest populair is voor LAN-installatie.
• Een coaxkabel bestaat uit twee geleiders die in elkaar zijn gestoken. Een lokaal netwerk dat coax gebruikt, is niet langer zo gebruikelijk - het is vervangen door twisted pair, maar wordt op sommige plaatsen nog steeds gevonden.
• Een optische vezel is een glasdraad die licht kan dragen door het van muren te weerkaatsen. Een kabel van dit materiaal verzendt gegevens over lange afstanden en wordt gekenmerkt door hoge snelheid in vergelijking met twisted pair en coax, maar is niet goedkoop.

Benodigde materialen

De netwerkapparatuur van lokale netwerken omvat veel elementen, waarvan de meest gebruikte zijn:

• naaf of naaf. Het combineert een aantal apparaten in één segment met behulp van een kabel.
• Schakelaar. Het gebruikt speciale processors voor elke poort en verwerkt pakketten afzonderlijk van andere poorten, waardoor ze hoge prestaties leveren.
• router. Dit is een apparaat dat beslissingen neemt over de distributie van pakketten op basis van informatie over de routeringstabellen en enkele regels.
• Modem. Het wordt veel gebruikt in communicatiesystemen en zorgt voor contact met andere werkstations via een kabel- of telefoonnetwerk.

Terminal netwerk apparatuur

De hardware van het lokale netwerk omvat noodzakelijkerwijs de server- en client-onderdelen.

De server is een krachtige computer met een hoge netwerkwaarde. De functies zijn het opslaan van informatie, databases, het bedienen van gebruikers en het verwerken van programmacodes. De servers bevinden zich in speciale gebouwen met constante luchttemperatuurregeling - serverruimten, en hun behuizing is uitgerust met extra bescherming tegen stof, onbedoelde uitschakeling en een krachtig koelsysteem. In de regel hebben alleen systeembeheerders of bedrijfsmanagers toegang tot de server.

Een werkstation is een normale computer die op het netwerk is aangesloten, dat wil zeggen, het is elke computer die diensten aanvraagt ​​bij de hoofdserver. Voor de communicatie op dergelijke nodes wordt gebruik gemaakt van een modem en een netwerkkaart. Omdat werkstations meestal serverbronnen gebruiken, is het clientgedeelte uitgerust met zwakke geheugenbalken en kleine harde schijven.

Software

De apparatuur van lokale netwerken zal zijn functies niet volledig kunnen uitvoeren zonder geschikte software. Het softwaregedeelte omvat:

• Netwerkbesturingssystemen op servers die de basis vormen van elk netwerk. Het is het besturingssysteem dat de toegang tot alle netwerkbronnen regelt, pakketroutering coördineert en apparaatconflicten oplost. Dergelijke systemen hebben ingebouwde ondersteuning voor TCP/IP, NetBEUI, IPX/SPX-protocollen.
• Standalone besturingssystemen die de clientzijde beheren. Het zijn conventionele besturingssystemen, bijvoorbeeld Windows XP, Windows 7.
• Netwerkdiensten en toepassingen. Met deze software-elementen kunt u verschillende acties uitvoeren: documentatie op afstand bekijken, afdrukken naar een netwerkprinter, e-mailberichten verzenden. Traditionele HTTP-, POP-3-, SMTP-, FTP- en Telnet-diensten vormen de basis van deze categorie en worden softwarematig geïmplementeerd.

De nuances van het ontwerpen van lokale netwerken

Het ontwerpen van een lokaal netwerk vereist een lange en ongehaaste analyse en houdt rekening met alle subtiliteiten. Het is belangrijk om te voorzien in de mogelijkheid van bedrijfsgroei, wat een schaalvergroting van het lokale netwerk met zich meebrengt. Het is noodzakelijk om een ​​project zo op te stellen dat het LAN op elk moment klaar is om een ​​nieuw werkstation of ander apparaat aan te sluiten, evenals om een ​​van zijn knooppunten en componenten te upgraden.

Even belangrijk zijn veiligheidskwesties. De kabels die bij de aanleg van het netwerk worden gebruikt, moeten op betrouwbare wijze worden beschermd tegen onbevoegde toegang en de trunks moeten uit de buurt van potentieel gevaarlijke plaatsen worden geplaatst waar ze - per ongeluk of opzettelijk - kunnen worden beschadigd. LAN-componenten die zich buiten het terrein bevinden, moeten zonder mankeren geaard en stevig worden vastgemaakt.

De ontwikkeling van een lokaal netwerk is een nogal arbeidsintensief proces, maar met de juiste aanpak en de nodige verantwoordelijkheid zal het LAN betrouwbaar en stabiel werken en een ononderbroken gebruikerservaring garanderen.

De lijst met LAN-netwerkapparatuur omvat monokanalen (andere namen zijn segmenten, trunks), dit zijn fysieke datatransmissielijnen; netwerkcontrollers (adapters, netwerkkaarten) die de toegang tot het communicatiekanaal regelen; transceivers die worden gebruikt om de netwerkcontroller te verbinden met het monokanaal; blokkades van interactie van een bepaald netwerk (of subnetwerk) met andere netwerken (subnetwerken); terminators - apparaten voor het afstemmen van weerstanden aan de uiteinden van monokanalen om vervormende signaalreflecties te elimineren; hubs (Hubs) - schakelapparaten in netwerken van sterarchitectuur; eindsysteemconcentratoren - voor het aansluiten van meerdere DTE's; connectoren - voor mechanische en directe elektrische aansluiting van knooppunten op de kabel.

Coaxkabel, getwiste (twisted) aderpaar, glasvezelkabel worden gebruikt als datatransmissielijnen in een LAN. De lengtes van de gebruikte stukken coaxkabel mogen niet langer zijn dan enkele honderden meters, en voor een getwist paar draden - tientallen meters. Op grote afstanden zijn in het datatransmissiemedium signaalversterkers opgenomen - repeaters voor het koppelen van segmenten. Met glasvezelkabel kunt u de afstand en snelheid van gegevensoverdracht aanzienlijk vergroten.

Overweeg voorbeelden van het bouwen van transceivers en LAN-netwerkcontrollers. Rijst. 4.2. Buszendontvanger

Zendontvanger PP (zendontvanger) - een apparaat om de DCE elektrisch aan te sluiten op de datalijn. De transceiver (Fig. 4.2) in backbone-LAN's met de MDKN/OK-methode omvat:

- signaalontvanger van de datalijn; het doel ervan is informatiesignalen te versterken en conflicten op te sporen door de constante component van vervormde signalen te isoleren en deze in een comparator te vergelijken met een referentiespanning;

- zender van het station naar de lijn; meestal geïmplementeerd als een stroomschakelaar of gebalanceerde verzadigde transistorschakeling met een transformatoruitgang;

- koppeling voor het aansluiten van de ontvangeringangen en zenderuitgangen op de kabel; er wordt een mechanisch contactapparaat gebruikt, dat op de kabel wordt aangebracht en een schroefnaald heeft, waarmee de kabelvlecht wordt doorboord en contact wordt gemaakt met de centrale geleider; naaldcontact heeft een trafo-verbinding met de ontvanger en zender van signalen;

- geluidsbescherming om de DTE los te koppelen van de kabel als de DTE abusievelijk langer signalen genereert dan bedoeld.

IN In lokale ringnetwerken circuleren signalen rond een ring die bestaat uit een reeks communicatielijnsegmenten die paren aangrenzende knooppunten verbinden. Deze segmenten zijn op de knooppunten verbonden via signaalversterkers die de functies vervullen van het ontvangen en verzenden van signalen zowel van de ring als de ring in, en tussen de DCE en de lijn. Repeaters introduceren enige vertraging in de transmissie van signalen, dus de totale vertraging hangt af van het aantal stations in de ring.

Een manier om de lijn en de DCE te koppelen is de register-invoegmethode. Het geautoriseerde station heet actief station. Het actieve station plaatst het register in de opening van de ring en verbindt het zendregister, van waaruit het verzonden frame naar de ring wordt gestuurd.

Deze registers zijn schuifregisters. Het frame gaat door de ring en keert terug naar het ingevoegde register. Onderweg wordt het adresgedeelte gecontroleerd door andere stations, omdat deze zorgen voor de decodering van adres- en besturingsinformatie. Als het pakket voor dit station bedoeld is, wordt het informatiegedeelte van het pakket ontvangen, wordt de juistheid van de ontvangst gecontroleerd en als het resultaat van de controle positief is, wordt een passende bevestiging naar de ring gestuurd. Het zendende (actieve) station ontvangt, gelijktijdig met de verzending van het daarin gevormde pakket, het pakket dat door de ring naar het ingebrachte register is gegaan. In elke schakelcyclus wordt het volgende databit naar de ring gestuurd en worden de verzonden bits met enige vertraging teruggestuurd van de ring. Als de juistheid van de verzending wordt bevestigd, worden de verzonden gegevens gewist in het zendstation, dat een gratis token naar de ring stuurt. Indien niet bevestigd, wordt het pakket opnieuw verzonden.

Stations die klaar zijn om hun eigen gegevens te verzenden, wachten op een gratis marker. Een bevoegd station plaatst zijn register in de ring, wordt actief en het eerder geplaatste register wordt uit de ring verwijderd.

Een transceiver (repeater) voor glasvezeldatatransmissielijnen (lichtgeleiders) bevat ook onderdelen voor het ontvangen, verzenden, lezen en schrijven van gegevens. Het ontvangende deel bevat een fotodiode, een signaalversterker met de vereiste spanningsniveaus, een mechanisch contactapparaat voor betrouwbaar contact van de fotodiode met de glazen mantel van de kabel. De zender wordt weergegeven door een LED of een microlaser.

Netwerkcontroller (adapter) - een apparaat voor communicatie van de DTE met het datatransmissiemedium. De kanaaltoegangseenheid wordt ook wel de MAC-laagfaciliteit genoemd en implementeert de geaccepteerde toegangsmethode. Dus, in het geval van de MDTC/OK-methode, implementeert het blok acties om een ​​congestiesignaal te genereren, vertraging in transmissie in aanwezigheid van een conflict of wanneer een monokanaal bezet is, data in frames te vormen, elektrische signalen te coderen (decoderen) in (van) de Manchester-code, herken het adres in de verzonden via netwerkberichten.

De vorming van eigen informatieframes omvat bewerkingen voor het verdelen van het bericht in frames en het toevoegen van dienstinformatie aan de informatiebytes in overeenstemming met het gebruikte protocol. Meestal bevat de service-informatie het adres van de ontvanger (mogelijk ook de afzender), een controlecode voor het controleren van de juistheid van de verzending, vlaggen - tekens van het begin en einde van het frame. Na de vorming van het informatieframe moet het station de autoriteit ontvangen. Om dit te doen, luistert het op het kanaal, wachtend op het token. Na het verkrijgen van de machtiging wordt de parallelle code omgezet in serieel, omgezet in Manchester-code en worden de signalen naar de kabel verzonden.

In het geval van ringmarker-LAN's omvatten de functies van de MAC-sublaag: adresherkenning; genereren van een controlecode tijdens verzending en de verificatie ervan tijdens ontvangst; marker identificatie; controle van de termijn voor de afwezigheid van de marker, die nodig is om een ​​conclusie te trekken over het verlies van de marker en dus over het herstel ervan; uitpakken van een frame, enz.

2.1. LAN-toewijzing

Een lokaal netwerk (of LAN, Local Area Network) is een verbinding van meerdere pc's met behulp van de juiste hardware en software. Het woord "lokaal" in deze naam betekent dat alle aangesloten pc's taken uitvoeren, meestal binnen hetzelfde gebouw of aangrenzende gebouwen.

LAN's hebben een brede toepassing gevonden in computerondersteund ontwerp en technologische preproductiesystemen, productiecontrolesystemen en technologische complexen, in kantoorsystemen, besturingssystemen aan boord, enz.

Het belangrijkste doel van het LAN:

distributie van gegevens (Data Sharing). Gegevens op het netwerk worden opgeslagen op een centrale pc en zijn toegankelijk op werkstations. Hierdoor is het niet nodig om op elke werkplek schijven te hebben om dezelfde informatie op te slaan;

distributie van middelen (Resource Sharing). Randapparatuur (meestal dure) apparaten zijn toegankelijk voor alle netwerkgebruikers. Dergelijke apparaten kunnen bijvoorbeeld een faxapparaat of een laserprinter zijn;

Distributie van programma's (Software Sharing). Alle netwerkgebruikers kunnen toegang delen tot programma's die eenmalig centraal zijn geïnstalleerd. Natuurlijk moet de netwerkversie van de bijbehorende programma's werken;

e-mail (elektronische post). Alle netwerkgebruikers kunnen interactief met elkaar verbinding maken om berichten te verzenden of te ontvangen.

2.2. Organisatie van apparaatinteractie in het netwerk

Lokale netwerken zijn onderverdeeld in twee radicaal verschillende klassen: peer-to-peer (enkel niveau) netwerken en hiërarchisch (multilevel).

2.2.1. Peer-to-peer-netwerken

Dergelijke netwerken hebben geen centrale pc. Sommige hardware (harde schijven, cd-rom-drives) en vooral dure randapparatuur (scanners, printers, enz.) die op individuele pc's zijn aangesloten, worden op alle werkplekken gedeeld.

Elke gebruiker van een peer-to-peer netwerk is een beheerder op zijn pc.

Voordelen van een peer-to-peer netwerk:

lage kosten (alle computers die op het netwerk zijn aangesloten worden gebruikt en matige prijzen voor netwerksoftware);

hoge betrouwbaarheid (als één werkstation uitvalt, wordt de toegang tot slechts een bepaald deel van de informatie beëindigd).

nadelen:

Netwerkwerking is alleen effectief als het aantal gelijktijdig werkende stations niet meer is dan 10;

Moeilijkheden bij het organiseren van een effectief beheer van de interactie van werkstations en het waarborgen van de geheimhouding van informatie; moeilijkheden bij het updaten en wijzigen van software van werkstations.

2.2.2. Hiërarchische netwerken

IN hiërarchische netwerken alle taken met betrekking tot de opslag, verwerking van gegevens en hun presentatie aan gebruikers worden uitgevoerd door een centrale computer die een server wordt genoemd.

Server (hostcomputer)- de hoofdcomputer die de werking van het netwerk regelt.

Voordelen van hiërarchische systemen:

· bewezen technologie om fouttolerantie en gegevensveiligheid te garanderen;

· een betrouwbaar systeem van informatiebescherming en geheimhouding.

nadelen:

hoge kosten van hardware en software;

hoge bedrijfskosten.

Volgens de organisatie van interactie is het gebruikelijk om twee soorten hiërarchische systemen te onderscheiden:

netwerk met een niet-dedicated server - een netwerk waar de functies van een werkstation en een server worden gecombineerd;

een netwerk met een dedicated server.

Toegewijd servernetwerk- hier voert een van de computers de functies uit van het opslaan van openbare gegevens, het organiseren van interactie tussen werkstations, het uitvoeren van services - server netwerken. Op zo'n computer draait een besturingssysteem en alle gedeelde apparaten (harde schijven, printers, modems, etc.) zijn erop aangesloten, gegevens worden opgeslagen, taken worden afgedrukt en taken worden op afstand verwerkt. Werkstations werken samen via een server, dus de logische organisatie van een dergelijk netwerk kan worden weergegeven door een stertopologie, waarbij het centrale apparaat de server is.

Voordelen:

hogere gegevensverwerkingssnelheid (bepaald door de snelheid van de centrale computer en op de server is een speciaal netwerkbesturingssysteem geïnstalleerd, ontworpen om gelijktijdig ontvangen verzoeken van verschillende gebruikers te verwerken en uit te voeren);

· heeft een betrouwbaar systeem van informatiebescherming en geheimhouding;

Makkelijker te beheren dan gelijken.

nadelen:

· zo'n netwerk is duurder door een aparte computer voor de server;

Het is minder flexibel dan leeftijdsgenoten.

Dedicated servernetwerken komen vaker voor. Voorbeelden van netwerkbesturingssystemen van dit type: LAN Server, IBM Corp., VINES, Banyan System Inc., NetWare, Novell Inc.

2.2.3. Technologie delen

netwerkbronnen

Onder bronnen PC zal worden opgevat als een van de volgende elementen:

· logische schijven, inclusief cd-rom, dvd en andere soortgelijke apparaten;

mappen (mappen) met of zonder submappen (submappen), evenals de bestanden die erin staan;

Apparaten aangesloten op de pc: printers, modems, enz.

Een bron die alleen toegankelijk is vanaf de pc waarop deze zich bevindt, wordt aangeroepen lokaal. Een pc-bron die beschikbaar is voor andere computers in het netwerk heet gedeeld of netwerk (gedeeld, gedeeld). Een lokale bron kan gedeeld worden en omgekeerd kan een gedeelde bron de status lokaal krijgen, d.w.z. de toegang ertoe door andere netwerkgebruikers kan worden geweigerd.

Het creëren van gedeelde netwerkbronnen en de toegang daartoe wordt verzorgd door speciale netwerkbesturingssystemen. Dankzij de basisnetwerkmogelijkheden van een netwerkbesturingssysteem kan een netwerkcomputer gegevens verwerken (invoeren, bewerken, kopiëren, verwijderen, zoeken) die op een andere worden gehost.

Meestal worden een of meer krachtige pc's gebruikt (dedicated servers) bieden hun bronnen voor het delen op het netwerk. Het systeem voor gedeelde toegang werkt volgens het principe van time-sharing van de hoofdcomputer.

Afhankelijk van de netwerkbronnen die in hiërarchische netwerken worden gebruikt, worden de volgende typen servers onderscheiden.

Bestanden server. In dit geval bevinden de gedeelde bestanden en/of gedeelde programma's zich op de server. Tegelijkertijd bevindt zich slechts een klein (client)deel van de programma's op de werkstations, waardoor onbeduidende middelen nodig zijn. Programma's die deze manier van werken mogelijk maken, worden door het netwerk installeerbare programma's genoemd. De eisen aan serververmogen en netwerkbandbreedte bij deze gebruikswijze worden bepaald door het aantal gelijktijdig werkende werkstations en de aard van de gebruikte programma's.

Database server. De server host een database die vanaf verschillende werkstations kan worden bijgewerkt en/of op verzoek van een werkstation informatie kan verstrekken. Er zijn twee fundamenteel verschillende manieren om verzoeken van een werkstation te verwerken of records in de database te bewerken:

· de databaserecords worden sequentieel verzonden van de server naar het werkstation, waar het daadwerkelijke filteren van de records en de selectie van de benodigde records wordt uitgevoerd;

· De server selecteert zelf de benodigde records uit de database (realiseert de aanvraag) en stuurt ze naar het werkstation.

In het tweede geval wordt de belasting van het netwerk en de eisen aan werkstations verminderd, maar nemen de eisen aan de rekenkracht van de server sterk toe. Dit is echter de meest efficiënte manier om verzoeken te verwerken. De gespecificeerde methode om aan verzoeken van werkstations te voldoen, wordt de modus genoemd client server, het wordt geïmplementeerd door speciale tools voor het werken met moderne netwerkdatabases. in systemen client server gegevensverwerking is verdeeld over twee entiteiten: client en server. Een klant is een taak, een werkstation, een gebruiker. Het kan een verzoek aan de server vormen: een bestand lezen, een record zoeken, enz. De server is het apparaat of de computer die het verzoek verwerkt. Zij is verantwoordelijk voor het opslaan van gegevens, het organiseren van toegang tot deze gegevens en het doorgeven van gegevens aan de opdrachtgever.

Printserver. Een voldoende productieve printer is aangesloten op een energiezuinige computer, waarop informatie vanaf meerdere werkstations tegelijk kan worden afgedrukt. De software organiseert de wachtrij voor afdruktaken en identificeert ook afgedrukte informatie met speciale pagina's (bladwijzers) die gedrukte materialen van verschillende gebruikers scheiden.

Mail server. De server slaat informatie op die zowel over het lokale netwerk als van buitenaf (bijvoorbeeld via een modem) wordt verzonden en ontvangen. De gebruiker kan op elk moment dat het hem uitkomt de op zijn naam ontvangen informatie inzien of zijn informatie via de mailserver versturen.

2.3. Topologieën

Volgens de topologie zijn LAN's onderverdeeld in: gemeenschappelijke bus, ring, ster, enz.

ster topologie

Topologie van sternetwerk- een type netwerk waarbij elke terminal is aangesloten op een centraal station (Fig. 2.1).

Deze topologie is ontleend aan het gebied van grote elektronische computers. Hier bevindt de bestandsserver zich in het "centrum".

Voordelen:

kabelbeschadiging is een probleem voor een bepaalde computer en heeft over het algemeen geen invloed op het netwerk;

De verbinding wordt eenvoudig gemaakt, aangezien het werkstation alleen verbinding moet maken met de server;

· beschermingsmechanismen tegen ongeoorloofde toegang zijn optimaal;

· hoge snelheid van gegevensoverdracht van het werkstation naar de server, omdat beide pc's rechtstreeks met elkaar zijn verbonden.

nadelen:

· terwijl gegevensoverdracht van werkstation naar server (en vice versa) snel is, is de snelheid van gegevensoverdracht tussen individuele werkstations laag;

De kracht van het hele netwerk hangt af van de mogelijkheden van de server - als deze niet voldoende is uitgerust of slecht is geconfigureerd, zal dit een rem zijn op het hele systeem;

· Het is onmogelijk om tussen individuele werkstations te communiceren zonder de hulp van een server.

De topologie met de server in het centrum wordt praktisch gerealiseerd door de koppeling van werkstations en de server aan de concentrator (hub). De aanwezigheid van een hub elimineert de noodzaak om meerdere netwerkadapters op de server te gebruiken.

Rijst. 2.1. ster topologie

Ringtopologie

Ring netwerk- een type netwerk waarbij elke terminal is verbonden met twee andere aangrenzende terminals van de ring (Fig. 2.2).

In dit geval zijn alle werkstations en de server in een ring met elkaar verbonden, waardoor informatie wordt verzonden, voorzien van het adres van de ontvanger. De werkstations analyseren het adres van het verzonden bericht en ontvangen, als het adres van de ontvanger overeenkomt met het adres van het station, de bijbehorende gegevens.

Waardigheid:

werkstations kunnen met elkaar communiceren zonder de hulp van een server.

nadelen:

· de gegevensoverdrachtstijd neemt toe in verhouding tot het aantal computers dat in een ring is aangesloten;

Elk werkstation is betrokken bij de gegevensoverdracht, het uitvallen van één station kan het hele netwerk lamleggen als er geen speciale overgangsverbindingen worden gebruikt;

· Bij het aansluiten van nieuwe werkstations dient het netwerk korte tijd uitgeschakeld te zijn.

bustopologie

Een dergelijk netwerk is vergelijkbaar met de centrale lijn waarop de server en de individuele werkstations zijn aangesloten (Fig. 2.3). Bustopologie was de afgelopen jaren wijdverbreid, wat kan worden verklaard door de kleine kabelvereisten.

Voordelen:

Lage kabelkosten

werkstations kunnen op elk moment worden geïnstalleerd of uitgeschakeld zonder het hele netwerk te onderbreken;

· werkstations kunnen met elkaar communiceren zonder de hulp van een server.

nadelen:

Wanneer een kabel breekt, valt het hele netwerkgedeelte vanaf het breekpunt uit;

· de mogelijkheid van ongeoorloofde verbinding met het netwerk, aangezien het niet nodig is het netwerk te onderbreken om het aantal werkstations te vergroten.

Gecombineerde LAN-structuur

Naast de bekende topologieën van computernetwerken ring, ster en bus, wordt in de praktijk ook een gecombineerde gebruikt. Het wordt voornamelijk gevormd in de vorm van combinaties van de bovenstaande topologieën van computernetwerken (Fig. 2.4).

Computernetwerken met een gecombineerde structuur worden gebruikt waar het onmogelijk is om de basisnetwerkstructuren rechtstreeks in hun pure vorm te gebruiken, of in het geval van het combineren van lokale netwerken met hun architectuur tot een groter netwerk. Voor het aansluiten van een groot aantal werkstations wordt gebruik gemaakt van netwerkversterkers en/of switches. Een schakelaar die tegelijkertijd de functies van een versterker heeft, wordt een actieve hub genoemd.

Een passieve hub wordt meestal gebruikt als splitter. Hij heeft geen versterker nodig. Voorwaarde voor het aansluiten van een passieve hub is dat de maximaal mogelijke afstand tot de werkplek niet groter mag zijn dan enkele tientallen meters.

2.4. LAN-componenten

De basis voor het organiseren van een lokaal netwerk zijn gewone pc's die met een netwerkadapteruitbreidingskaart (netwerkkaart) op het netwerk zijn aangesloten. Netwerkkaarten moeten worden geconfigureerd. In grote netwerken kunnen afzonderlijke pc's worden gebruikt voor speciale taken, zoals een printserver voor het voorbereiden en beheren van een printer, of een communicatieserver voor communicatie met modems, enzovoort. Om de toegang tot deze LAN-componenten te organiseren, is het noodzakelijk om gebruikers of groepen gebruikers te onderscheiden en hen de juiste toegangsrechten tot netwerkbronnen toe te wijzen.

2.4.1. Server

De server in hiërarchische (gecentraliseerde) netwerken heeft een centrale rol. Daarom moet het goed uitgerust zijn. De uitrusting is afhankelijk van het aantal aangesloten werkstations.

Oudere versies van netwerken boden de mogelijkheid om de server in een niet-dedicated modus (non-dedicated) te gebruiken. In dit geval fungeert de server niet alleen als centrale pc, maar kan hij ook als regulier werkstation worden gebruikt. Dit is gunstig in termen van prijs, aangezien één werkstation wordt bespaard, maar omdat de server "afgeleid" is van het oplossen van gebruikerstaken, ondervindt het hele netwerk problemen, dus het wordt aanbevolen om de server alleen in de speciale modus (dedicated) te gebruiken.

2.4.2. werkstation

werkstation- een personal computer met een eigen schijfbesturingssysteem. In tegenstelling tot een zelfstandige pc bevat een werkstation echter een netwerkinterfacekaart en is het fysiek via een kabel met de server verbonden. Bovendien moet het werkstation een netwerkbesturingssysteem hebben of een speciaal programma dat een netwerkshell wordt genoemd wanneer een niet-netwerkbesturingssysteem wordt gebruikt waarmee het kan communiceren met de server, andere werkstations en andere apparaten op het netwerk. Met de shell kan het werkstation bestanden en programma's gebruiken die op de server zijn opgeslagen.

De uitrusting van individuele werkstations binnen het netwerk is sterk afhankelijk van de uitrusting van de server. Als de server krachtige bronnen heeft, kunnen werkstations worden uitgerust met minder hardware.

In een peer-to-peer-netwerk dat geen server heeft, zijn netwerkbronnen sterk afhankelijk van de bronnen van werkstations. Hier geldt: hoe beter de afzonderlijke stations, hoe beter de verdeling van middelen binnen het hele netwerk. Dure randapparatuur, zoals een scanner, modem, verwisselbare harde schijven, enzovoort, hoeft slechts op één werkstation te worden geïnstalleerd, aangezien bronnen beschikbaar zijn voor alle gebruikers op het netwerk.

2.4.3. netwerkkaarten

Netwerk kaart geïnstalleerd in een van de vrije slots op het moederbord. Netwerkkaarten zijn intermediairs tussen een pc en een netwerk en verzenden netwerkgegevens via een bussysteem naar de CPU en RAM van een server of werkstation.

De netwerkkaart is voorzien van een eigen processor en geheugen. Aan de buitenkant van de kaart bevinden zich connectoren voor het aansluiten van kabels.

Novell-producten worden vaak gebruikt als de standaard NIC, dus NE2000 (Novell Ethernet)-compatibele NIC's zijn nu de meest voorkomende. Stuurprogramma's voor hen zijn opgenomen in distributies van bijna alle netwerkbesturingssystemen. Individuele normen verschillen voornamelijk in snelheid van gegevensoverdracht. Overdrachtssnelheid– het aantal bits dat per tijdseenheid wordt verzonden, 1 baud = 1 bit per seconde.

Afhankelijk van de gebruikte technologie en de netwerkkaart kan de maximale gegevensoverdrachtsnelheid in het netwerk 10, 100, 1000 Mbps zijn.

2.4.4. Netwerkbesturingssystemen

Netwerkbesturingssysteem nodig om berichtenstromen tussen werkstations en servers te beheren. Hiermee kan elk werkstation werken met een gedeelde netwerkschijf of printer die niet fysiek op dit station is aangesloten. De structuur van het netwerk-OS is anders dan de structuur van het OS van een pc die niet op het netwerk is aangesloten.

In het netwerkbesturingssysteem van een enkele machine kunnen verschillende onderdelen worden onderscheiden (Fig. 2.5) en het doel van elk ervan kan als volgt worden bepaald.

· Hulpmiddelen voor het beheer van lokale computerbronnen: functies voor het toewijzen van RAM aan processen, plannings- en verzendingsprocessen, beheer van processors in machines met meerdere processors, beheer van randapparatuur en andere functies voor het beheer van lokale OS-bronnen.

· Tools voor het leveren van eigen middelen en diensten voor algemeen gebruik - het servergedeelte van het besturingssysteem (server). Deze tools zorgen bijvoorbeeld voor het vergrendelen van bestanden en records, wat nodig is voor het delen ervan; onderhoud van directory's met namen van netwerkbronnen; het verwerken van verzoeken voor toegang op afstand tot het eigen bestandssysteem en database; het beheren van wachtrijen van verzoeken van externe gebruikers naar hun randapparatuur.

· Tools voor het aanvragen van toegang tot externe bronnen en services en het gebruik ervan - het clientgedeelte van het besturingssysteem (redirector). Dit deel voert herkenning en omleiding naar het netwerk uit van verzoeken naar externe bronnen van applicaties en gebruikers, terwijl het verzoek in lokale vorm van de applicatie komt en naar het netwerk wordt verzonden in een andere vorm die voldoet aan de vereisten van de server. Het clientgedeelte ontvangt ook reacties van servers en zet deze om in een lokaal formaat.

· OS communicatiemiddelen, met behulp waarvan berichten op het netwerk worden uitgewisseld. Dit deel voorziet in adressering en buffering van berichten, de keuze van de route van berichtverzending over het netwerk, de betrouwbaarheid van verzending, enz., dat wil zeggen, het is een middel om berichten te transporteren.

De belangrijkste richting bij de ontwikkeling van moderne netwerkbesturingssystemen (Network Operation System - NOS) is de overdracht van computerbewerkingen naar werkstations, het creëren van systemen met gedistribueerde gegevensverwerking. Dit is voornamelijk te danken aan de groei van de computermogelijkheden van personal computers en de steeds actievere introductie van krachtige multitasking-besturingssystemen. systemen: UNIX, Windows NT, Windows 2000, NetWare, enz. Bovendien maakt de introductie van objectgeoriënteerde technologieën (OLE, DCE, IDAPI) het mogelijk om de organisatie van gedistribueerde gegevensverwerking te vereenvoudigen. In een dergelijke situatie wordt de hoofdtaak van de NOS het samenbrengen van ongelijke besturingssystemen van werkstations en het voorzien in een transportlaag voor een breed scala aan taken: databaseverwerking, het doorgeven van berichten, beheer van gedistribueerde netwerkbronnen.

Unix-besturingssysteem

UNIX is een ongelooflijk krachtig, flexibel en dynamisch besturingssysteem dat vrijwel elke taak aankan die de gebruiker voorstelt. De liefde van systeembeheerders en programmeurs hiervoor wordt verklaard door een breed scala aan voorgestelde tools waarmee u de meeste problemen kunt oplossen die zich voordoen bij het werken met informatietechnologie. De voordelen van UNIX zijn onder meer kracht, stabiliteit en betrouwbaarheid, volledige automatisering en ondersteuning voor veel populaire (en minder populaire) programmeertalen.

Dit besturingssysteem gebruikt niet alleen een fenomenaal efficiënte methode voor het verwerken van standaard netwerkverzoeken, maar biedt ook optimale oplossingen voor het werken met internet, inclusief toegang tot webbronnen, Telnet, FTP, databases, enzovoort. Omdat het UNIX-systeem specifiek is ontworpen om grote hoeveelheden gegevens te verwerken en volledig te integreren met de netwerkomgeving, presteert het qua snelheid bijna altijd beter dan elke andere combinatie van hardware en software.

Drie gebieden waarop dit besturingssysteem uniek is, zijn het werken op een gesloten TCP/IP-netwerk, het leveren van internet- of bedrijfsnetwerkdiensten en het beheren van databases.

De stamvader van netwerkbesturingssystemen, het UNIX-systeem, heeft verschillende "afstammelingen" en varianten. Linux OS is een versie van UNIX die is aangepast voor Intel-processors.

Novell's NetWare-besturingssysteem

Novell was een van de eerste bedrijven die LAN's begon te bouwen. Het maakte zowel hardware als software, maar de laatste tijd heeft Novell zijn inspanningen gericht op LAN-software.

De bestandsserver in NetWare is een normale pc waarvan het netwerkbesturingssysteem de werking van het LAN beheert. Controlefuncties omvatten het coördineren van werkstations en het reguleren van het delen van bestanden en printers op het LAN. De netwerkbestanden van alle werkstations worden opgeslagen op de harde schijf van de bestandsserver, niet op de schijven van de werkstations.

Met NetWare OS kunt u op verschillende manieren bestanden en mappen manipuleren. U kunt bestanden op het LAN kopiëren, verwijderen, hernoemen, branden, afdrukken en delen. Er is ook een bepaald systeem van toegangsrechten tot bestanden en mappen.

Zowel bestanden als mappen op een server op een NetWare LAN hebben kenmerken. Deze attributen kunnen de rechten overschrijven die aan gebruikers op het LAN zijn verleend. Bestanden in NetWare OS kunnen, samen met de kenmerken "alleen-lezen", "verborgen" en "archiveren", bovendien de kenmerken "niet gedeeld" en "gedeeld" hebben (dit geeft aan dat veel gebruikers een bestand op het LAN kunnen delen tegelijkertijd).

Microsoft Windows NT en Windows 2000 OS

Windows NT is een 32-bits besturingssysteem.

Windows NT kwam oorspronkelijk in twee versies: Windows NT Advanced Server geïnstalleerd op servers op het NT-netwerk en Windows NT Workstation was een krachtig desktopbesturingssysteem met functies.

Hoewel de architectuur en het ontwerp indrukwekkend waren, had Windows NT veel geheugen nodig en was het nogal traag. Een andere reden voor dit wantrouwen was de zwakke hardwareondersteuning: hardwarefabrikanten hadden geen tijd om drivers te schrijven voor een nieuw softwareproduct. Pas bij de release van de volgende versie werd NT een kracht om rekening mee te houden.

De volgende versie van Windows NT, bedoeld voor gebruik op servers, kreeg de naam Windows NT Server. Hoge prestaties en verbeterde applicatie-ondersteuning, evenals de nieuwe domeinstructuur van NT, hebben het tot een van de meest populaire besturingssystemen gemaakt.

Windows NT 4.0 bracht verbeterde integratie met internet en bedrijfsnetwerken, verbeterde prestaties, uitstekende compatibiliteit met andere Microsoft-besturingssystemen en een nieuwe Windows Explorer-interface samen.

Windows 2000 is een nieuwe versie van het besturingssysteem Windows NT. Windows 2000 is voorbestemd om het meest gebruikte desktopbesturingssysteem te worden, dankzij het gebruiksgemak, met behoud van de sterke punten van zijn voorganger, Windows NT, en met de beste eigenschappen van Windows 98.

Bij het maken van Windows 2000 wilde Microsoft een systeem zo dicht mogelijk bij de gebruiker krijgen. Standaard interface-elementen zijn intuïtief geworden, de systeemconfiguratie is vereenvoudigd en er zijn effectieve hulpmiddelen voor het werken met internet in het systeem ingebouwd. Bovendien is Windows 2000, dankzij een zuiniger gebruik van batterijen, offline werken met documenten, verhoogde informatiebeveiliging door het versleutelende bestandssysteem, gericht op het werken met mobiele computers.

Windows 2000 bouwt voort op het succes van Windows 98. Het nieuwe systeem ondersteunt zowel 32-bits als 16-bits Windows- en DOS-toepassingen en heeft een uitgebreide lijst met compatibele hardwareapparaten. Het systeem heeft geavanceerde tools voor beheer op afstand, installatie en verwijdering van programma's.

2.4.5. Kabels

Op een netwerk circuleren gegevens via kabels die individuele computers op verschillende manieren met elkaar verbinden. De meeste storingen en fouten binnen een netwerk zijn te wijten aan een slechte kwaliteit of defecte kabel of kabelconnector. Afhankelijk van de topologie kan het oplossen van problemen erg tijdrovend zijn.

gedraaid paar- een relatief goedkoop type transmissielijn, die bestaat uit twee draden die met een bepaalde spoed in elkaar zijn gedraaid. Het in elkaar draaien van draden verhoogt de geleidbaarheid en vermindert het effect van elektromagnetische velden.

Deze kabel kan afgeschermd of onafgeschermd zijn. Afgeschermd is beter bestand tegen elektromagnetische interferentie. In de praktijk wordt echter vaker onafgeschermde kabel gebruikt, aangezien dit type kabel wordt gebruikt voor het bekabelen van telefoonlijnen en goedkoper is dan afgeschermd. Gebruikt bij overdrachtssnelheden van 10, 100, 1000 Mbps. De nadelen van deze kabel zijn de hoge dempingscoëfficiënt van het signaal en de hoge gevoeligheid voor elektromagnetische interferentie, waardoor de maximale afstand tussen actieve apparaten in het LAN bij gebruik van twisted pair maximaal 100 meter is.

Coaxiale kabel– een kabel bestaande uit één centrale geleider ingesloten in een isolator, waarop een andere geleider is geplaatst.

Deze kabel kan in twee verschillende transmissiesystemen worden gebruikt: zonder signaalmodulatie en met modulatie. In het eerste geval wordt het digitale signaal gebruikt in de vorm waarin het van de pc komt en direct via de kabel naar het ontvangststation verzonden. Voor een overdrachtssnelheid van 10 Mbit / s is de lengte van een dunne kabel maximaal 180 m en een dikke tot 500 m. In het tweede geval wordt het digitale signaal omgezet naar analoog en naar het ontvangststation gestuurd , waar het weer wordt omgezet naar digitaal. De signaalconversie wordt uitgevoerd door de modem; elk station moet zijn eigen modem hebben. Deze transmissiemethode is meerkanaals (zorgt voor transmissie over tientallen kanalen met slechts één kabel). De kabellengte kan oplopen tot 50 km. Signaaloverdracht met modulatie is duurder dan zonder modulatie. Daarom wordt het het meest effectief gebruikt bij het overbrengen van gegevens tussen grote ondernemingen.

Glasvezelkabel is een veelbelovende technologie die in het LAN wordt gebruikt. De informatiedrager is een lichtstraal, die wordt gemoduleerd door het netwerk en de vorm aanneemt van een signaal. Een dergelijk systeem is bestand tegen externe elektrische interferentie en daardoor is een zeer snelle en foutloze gegevensoverdracht (tot 2 Gbit/s) mogelijk, terwijl de geheimhouding van de verzonden informatie wordt gewaarborgd. Het aantal kanalen in dergelijke kabels is enorm. Gegevensoverdracht wordt alleen in de simplex-modus uitgevoerd. Om de gegevensuitwisseling te organiseren, moeten apparaten daarom zijn verbonden door twee optische vezels (in de praktijk heeft een optische vezelkabel altijd een even, gepaard aantal vezels). De nadelen zijn de hoge kosten en de complexiteit van de verbinding.

2.4.6. LAN-netwerkapparatuur

Laten we de apparatuur die in lokale netwerken wordt gebruikt in meer detail bekijken.

Naven. Deze apparaten, waarmee informatie kan worden omgeleid naar een of meer filialen, zijn handig voor het vormen van een netwerk van willekeurige topologie. Er zijn een aantal soorten hubs beschikbaar, deze verschillen in het aantal, het type en de lengte van de aangesloten kabels en kunnen de aangesloten segmenten automatisch aansturen (in- en uitschakelen bij storingen en breuken).

Zendontvangers (zendontvangers) zijn apparaten die zijn ontworpen om pakketten van de netwerkwerkstationcontroller te ontvangen en naar het netwerk te verzenden.

Repeaters- apparaten voor het herstellen en versterken van signalen in het netwerk, die dienen om de lengte ervan te vergroten. Met deze apparaten is het mogelijk om meerdere netwerksegmenten te combineren met een bustopologie, waardoor de totale lengte van het netwerk wordt vergroot.

Bruggen. Bruggen worden gebruikt om in principe identieke netwerken met elkaar te verbinden die enkele fysieke verschillen hebben.

Poorten- apparaten (computer) die dienen om netwerken te combineren met totaal verschillende uitwisselingsprotocollen. Gateways voeren protocolvertaling uit voor het netwerk, met name de conversie van een bericht van het ene formaat naar het andere, of van het ene coderingssysteem naar het andere.

Routers (routers). Deze apparaten maken verbinding met het netwerk. Ze bieden een vrij complex serviceniveau, omdat ze "intelligente" functies kunnen uitvoeren: de beste route kiezen voor het verzenden van een bericht dat is geadresseerd aan een ander netwerk; beheer van gebalanceerde belasting in het netwerk door uniforme verdeling van datastromen; gegevensbescherming; bufferen van verzonden gegevens; verschillende protocoltransformaties. Dergelijke mogelijkheden van routers zijn vooral belangrijk bij het bouwen van de kernnetwerken van grote organisaties.

Modems en faxmodems. Faxmodems bieden, in tegenstelling tot modems, snelle gegevensoverdracht in slechts één richting en gebruiken hun eigen standaarden. Ze zijn beter in het verzenden van informatie dan in het ontvangen. Momenteel worden ook gecombineerde modems (datamodem/faxmodem) geproduceerd.

2.4.7. Ethernet-technologie

Ethernet-technologie werd de basis voor de IEEE 802.3-specificatie, die in 1980 werd gepubliceerd. Kort daarna hebben DEC, Intel en Xerox gezamenlijk een tweede versie van de IEEE 802.3-compatibele Ethernet-specificatie ontwikkeld en aangenomen. Momenteel wordt de term Ethernet het vaakst gebruikt om alle lokale netwerken te beschrijven die werken in overeenstemming met de op conflicten gebaseerde datalinktoegangsprincipes CSMA/CD - Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection, die voldoet aan de IEEE 802.3 Ethernet-specificatie.

Meestal wordt bij het bouwen van lokale netwerken op basis van deze technologie een optische kabel gebruikt om een ​​netwerkbackbone te vormen, terwijl twisted pair wordt gebruikt om stations en servers met elkaar te verbinden.

Hier zijn de belangrijkste specificaties van Ethernet.

· 10Base2– Ethernet-netwerksegment standaard op een dunne coaxkabel. Biedt een overdrachtssnelheid van 10 Mbps en maakt gebruik van een dunne, flexibele RG-58A/U-coaxkabel, typisch 0,2" in diameter, met een gedraaide binnengeleider. Deze standaard staat bekend als "thin Ethernet".

· 10Base5– Ethernet-netwerksegment standaard op een dikke coaxkabel. Net als de eerste versie van Ethernet vereist deze specificatie een dikke coaxkabel als transmissiemedium. Daarom wordt de specificatie "thick Ethernet" genoemd. Elke coaxkabel in het netwerk vormt een apart segment.

· 10BaseT– twisted-pair Ethernet-netwerksegment standaard. Dit type Ethernet wordt het meest gebruikt. De 10BaseT-specificatie vereist een niet-afgeschermde twisted-pair-kabel, gewoonlijk UTP (Unshielded Twisted Pair) genoemd, maar gebruikt slechts twee van de vier paren geleiders in een typische categorie 3-kabel (het ene paar verzendt gegevens terwijl het andere bestemd is om te ontvangen gegevens). In tegenstelling tot 10Base2- en 10Base5-bedrading, gebruikt 10BaseT een stertopologie waarbij elk knooppunt is aangesloten op een centrale hub of multiport-repeater (deze topologie past goed bij de bedradingslay-out die in de meeste gebouwen wordt aangetroffen). Het gebruik van goedkope UTP-kabels is een van de belangrijkste voordelen van l0BaseT ten opzichte van de 10Base2- en 10Base5-specificaties.

· 10BaseFX– Ethernet-segmentstandaard op glasvezelkabel. Het gebruik van glasvezeltechnologie leidt tot hoge componentenkosten. Door de ongevoeligheid voor elektromagnetische interferentie kan de specificatie echter worden gebruikt in bijzonder kritieke gevallen en voor communicatie van objecten die zich ver van elkaar bevinden.

Elk van de varianten van Ethernet biedt bepaalde beperkingen op de lengte van het kabelsegment. Om een ​​langer netwerk te creëren, kunnen meerdere kabels worden aangesloten met behulp van repeaters. Vanuit softwareoogpunt verschilt een reeks kabelsegmenten die door middel van repeaters met elkaar zijn verbonden niet van een enkele kabel. Een netwerk kan meerdere kabelsegmenten en meerdere repeaters bevatten.

snel Ethernet– een high-speed versie van het Ethernet-netwerk, met een overdrachtssnelheid van 100 Mbps. Fast Ethernet is handig voor organisaties die klassiek Ethernet veelvuldig hebben gebruikt, maar tegenwoordig behoefte hebben aan meer bandbreedte. Tegelijkertijd blijft alle opgedane ervaring met Ethernet en deels de netwerkinfrastructuur behouden. Het primaire gebruik van Fast Ethernet is tegenwoordig werkgroep- en afdelingsnetwerken.