Lokale nettverk. LAN-typer og egenskaper
Lokalt datanettverk er et system for distribuert databehandling som dekker et lite område (opptil 10 km i diameter) innenfor institusjoner, forskningsinstitutter, universiteter, banker, kontorer, etc., det er et system med sammenkoblet og distribuert på et fast territorium overførings- og behandling av informasjon, fokusert på felles bruk felles nettverksressurser - maskinvare, informasjon, programvare. Et LAN kan sees på som et kommunikasjonssystem som støtter, innenfor en bygning eller et begrenset område, en eller flere høyhastighets dataoverføringskanaler levert til tilkoblede abonnentsystemer (AS) for kortvarig bruk.
I en generalisert LAN-struktur et sett med abonnentnoder, eller systemer (deres antall kan være fra titalls til hundrevis), servere og et kommunikasjonsundernett (CP) er tildelt.
Hovedkomponentene i nettverket er kabler (overføringsmedier), arbeidsstasjoner (AWP for nettverksbrukere), nettverkskort (nettverkskort), nettverksservere.
Arbeidsstasjoner (PC) i et LAN er som regel personlige datamaskiner (PC). På en PC implementerer nettverksbrukere anvendte oppgaver, hvis implementering er assosiert med konseptet med en beregningsprosess.
Nettverksservere - Dette er maskinvare- og programvaresystemer som utfører funksjonene til å administrere distribusjonen av delte nettverksressurser, som også kan fungere som et konvensjonelt abonnentsystem. En tilstrekkelig kraftig PC, minidatamaskin, stormaskin eller en datamaskin designet spesifikt som server brukes som servermaskinvare. Et LAN kan ha flere forskjellige servere for å administrere nettverksressurser, men det er alltid en (eller flere) filserver (databaseserver) for å administrere eksterne delte lagringsenheter og organisere distribuerte databaser (RDB).
Arbeidsstasjoner og servere er koblet til kommunikasjonssubnettkabelen ved hjelp av grensesnittkort - nettverkskort (CA). Hovedfunksjonene til CA er: organisering av mottak (overføring) av data fra (til) PC-en, forhandling av hastigheten på mottak (overføring) av informasjon (buffring), dannelse av en datapakke, parallell-seriell konvertering (konvertering). ), koding (dekoding) av data, kontroll av overføringsriktigheten, etablering av forbindelser med den nødvendige nettverksabonnenten, organisering av selve datautvekslingen. I noen tilfeller økes listen over CA-funksjoner betydelig, og deretter bygges de på grunnlag av mikroprosessorer og innebygde modemer.
I et LAN brukes tvunnet par, koaksialkabel og fiberoptisk kabel som kabeloverføringsmedier.
I tillegg til det ovennevnte, bruker LAN følgende nettverksmaskinvare:
sender/mottakere (sendere/mottakere) og repeatere (repeatere) - for å kombinere lokale nettverkssegmenter med busstopologi;
nav (hubs) - for å danne et nettverk av vilkårlig topologi (aktive og passive konsentratorer brukes);
broer - for kombinere lokale nettverk til en enkelt helhet og øke ytelsen til denne helheten ved å regulere trafikk (brukerdata) mellom individuelle undernett;
rutere og brytere - å implementere svitsje- og rutingfunksjoner for å administrere trafikk i segmenterte (bestående av sammenkoblede segmenter) nettverk. I motsetning til broer, som gir nettverkssegmentering på det fysiske laget, utfører rutere en rekke "smarte" funksjoner i tidsplanadministrasjon. Brytere, som utfører nesten de samme funksjonene som rutere, overgår dem i ytelse og har lavere ventetid (maskinvaretidsforsinkelse mellom mottak og sending av informasjon);
modemer (modulatorer - demodulatorer) - for å matche digitale signaler generert av en datamaskin med analoge signaler fra en typisk moderne telefonlinje;
analysatorer - å kontrollere kvaliteten på nettverket;
nettverkstestere - for å sjekke kabler og finne feil i det installerte kabelsystemet.
Grunnleggende LAN-egenskaper:
Territorial lengde på nettverket (lengden på den vanlige kommunikasjonskanalen);
Maksimal dataoverføringshastighet;
Maksimalt antall SOM på nett;
Maksimal mulig avstand mellom arbeidsstasjoner i nettverket;
Nettverkstopologi;
Type fysisk dataoverføringsmedium;
Maksimalt antall dataoverføringskanaler;
Signaloverføringstype (synkron eller asynkron);
Metode for abonnenters tilgang til nettverket;
Nettverk programvare struktur;
Evne til å overføre tale- og videosignaler;
Forutsetninger for pålitelig nettverksdrift;
Mulighet for LAN-kommunikasjon med hverandre og med et nettverk på høyere nivå;
Muligheten til å bruke prioriteringsprosedyren og samtidig koble abonnenter til en felles kanal.
Til det mest typiske LAN-applikasjoner Inkluder følgende.
Tekstbehandling - en av de vanligste funksjonene til informasjonsbehandlingsverktøy som brukes i et LAN. Overføring og behandling av informasjon i et nettverk distribuert ved en bedrift (i en organisasjon, et universitet, etc.) gir en reell overgang til "papirløs" teknologi, og fortrenger skrivemaskiner helt eller delvis.
Organisering av egne informasjonssystemer, som inneholder automatiserte databaser - individuelle og generelle, konsentrerte og distribuerte. Slike databaser kan være i alle organisasjoner eller firmaer.
Informasjonsutveksling mellom AC-nettverk er et viktig middel for å minimere papirarbeid. Dataoverføring og kommunikasjon har en spesiell plass blant nettverksapplikasjoner, siden det er hovedbetingelsen for normal funksjon av moderne organisasjoner.
Tilby distribuert databehandling , knyttet til foreningen av AWP-er for alle spesialister i en gitt organisasjon i et nettverk. Til tross for betydelige forskjeller i arten og volumet av beregninger utført på AWP av spesialister med forskjellige profiler, er informasjonen som brukes i denne prosessen innenfor rammen av en organisasjon, som regel plassert i en enkelt (integrert) database. Derfor er integrering av slike AWP-er i et nettverk en rimelig og svært effektiv løsning.
Støtte for å ta ledelsesbeslutninger, gi ledere og ledere i organisasjonen pålitelig og rettidig informasjon som er nødvendig for å vurdere situasjonen og ta de riktige beslutningene.
Organisering av e-post - en av typene LAN-tjenester som lar ledere og alle ansatte i en bedrift raskt motta all slags informasjon som er nødvendig for produksjon, økonomiske, kommersielle og handelsaktiviteter.
Deling av kostbare ressurser - en nødvendig betingelse for å redusere kostnadene for arbeid utført for å implementere de ovennevnte LAN-applikasjonene. Vi snakker om slike ressurser som høyhastighetsutskriftsenheter, masselagringsenheter, kraftige informasjonsbehandlingsverktøy, programvaresystemer, databaser, kunnskapsbaser. Det er klart at slike midler er uhensiktsmessige (på grunn av den lave utnyttelsesgraden og høye kostnadene) å ha i hvert abonnentsystem i nettverket. Det er nok om disse verktøyene er tilgjengelige i nettverket i ett eller flere eksemplarer, men tilgang til dem er gitt for alle høyttalere.
Avhengig av arten av aktivitetene til organisasjonen der ett eller flere lokale nettverk er distribuert, implementeres disse funksjonene i en bestemt kombinasjon. I tillegg kan andre organisasjonsspesifikke funksjoner utføres.
LAN-typer. For å dele inn LAN i grupper, brukes visse klassifikasjonstegn.
Etter avtale LAN er delt inn i informasjon (innhenting av informasjon), kontroll (teknologiske, administrative, organisatoriske og andre prosesser), oppgjør, informasjon og oppgjør, behandling av dokumentinformasjon mv.
Etter typer brukt på nettverketdatamaskin de kan deles inn i heterogene, hvor det brukes forskjellige klasser (mikro-, mini-, store) og modeller (innenfor klasser) av datamaskiner, samt forskjellig abonnentutstyr, og homogene som inneholder samme datamaskinmodeller og samme type av abonnentfasiliteter.
Ved organisering av ledelsen homogene LAN er forskjellig mellom sentraliserte og desentraliserte nettverk.
I nettverk med sentralisert kontroll er det en eller flere maskiner (sentrale systemer eller organer) som styrer driften av nettverket. Disker til dedikerte maskiner, kalt filservere eller databaseservere, er tilgjengelige for alle andre datamaskiner (arbeidsstasjoner) på nettverket. Serverne kjører et nettverksoperativsystem, vanligvis multitasking. Arbeidsstasjoner har tilgang til serverdisker og delte skrivere, men kan vanligvis ikke fungere direkte med andre PC-er sine disker. Servere kan være dedikerte, i så fall utfører de bare og brukes ikke som en PC, eller ikke-dedikerte, når brukerprogrammer kjøres parallelt med (dette reduserer serverytelsen og påliteligheten til hele nettverk på grunn av en mulig feil i brukerprogrammet som kan føre til nettverksavslutning). Slike nettverk utmerker seg ved at det er enkelt å tilby interaksjonsfunksjoner mellom AS LAN, men bruk av dem er tilrådelig med et relativt lite antall AS i nettverket. I nettverk med sentralisert kontroll er det meste av informasjons- og dataressursene konsentrert i sentralsystemet. De er også preget av et mer pålitelig informasjonsbeskyttelsessystem.
Hvis informasjonen og dataressursene til et LAN er jevnt fordelt over et stort antall AS, er sentralisert kontroll ineffektiv på grunn av en kraftig økning i tjeneste (kontroll) informasjon. I dette tilfellet er nettverk med desentralisert (distribuert) kontroll, eller peer-to-peer, effektive. I slike nettverk er det ingen dedikerte servere; neoverføres etter tur fra en PC til en annen. Arbeidsstasjoner har tilgang til disker og skrivere på andre PC-er. Dette gjør det lettere for grupper av brukere å jobbe sammen, men nettverksytelsen er litt forringet. Ulemper med peer-to-peer-nettverk: avhengigheten av effektiviteten til nettverket på antall AS, kompleksiteten til nettverksadministrasjon, kompleksiteten av å beskytte informasjon mot uautorisert tilgang.
Etter baudrate i felleskanalen skilles det ut:
LAN med lav båndbredde (enheter på megabit per sekund), der tvunnet par eller koaksialkabel vanligvis brukes som fysisk overføringsmedium;
LAN med middels båndbredde (ti titalls megabit per sekund), som også bruker koaksialkabel eller tvunnet par;
LAN med høy båndbredde (hundrevis av megabit per sekund), hvor fiberoptiske kabler (lysledere) brukes. Av topologi, de. konfigurasjoner av elementer i et LAN-nettverk er delt inn i: på, en felles buss, en ring, en stjerne, etc. Etter topologi , dvs. konfigurasjoner av elementer i brenselelementer, kan nettverk deles inn i to klasser: kringkasting (fig. 1) og sekvensiell (fig. 2). Kringkastingskonfigurasjoner og en betydelig del av sekvensielle konfigurasjoner (ring, stjerne med "smart senter", hierarkisk) er karakteristiske for LAN. For store områder og regionale nettverk er det vanligste en vilkårlig (mesh) topologi. Den hierarkiske konfigurasjonen og stjernen brukes også.
Ris. 1. Kringkastingsnettverkskonfigurasjoner: a - felles buss;
b - tre; c - en stjerne med et passivt senter
Ris. 2. Påfølgende nettverkskonfigurasjoner a - vilkårlig (cellulært), b - hierarkisk; c - ring, g - kjede; d - en stjerne med et "intellektuelt" senter
Virtuelle LAN
Virtuelt lokalnettverk (VLAN) refererer til en logisk gruppert gruppe LAN-brukere i motsetning til en fysisk gruppering basert på plassering og nettverkstopologi. Slike nettverk eliminerer fullstendig fysiske barrierer for dannelsen av arbeidsgrupper "av interesse" på skalaen til et nettverk på høyere nivå, men dette gjelder spesielt på skalaen til et bedriftsdatanettverk (CIC), siden muligheten for å kombinere fysisk spredte nettverk. ansatte i et selskap inn i brukergrupper samtidig som integriteten til kommunikasjonen realiseres innenfor deres grupper. Dette sikrer høy organisatorisk fleksibilitet i ledelsen av selskapet. VLAN-teknologi lar nettverksadministratorer gruppere forskjellige VLAN-brukere som deler de samme nettverksressursene. Å dele inn KVS i logiske segmenter, som hver er et VLAN, gir betydelige fordeler innen nettverksadministrasjon, informasjonssikkerhet og styring av sendinger fra et virtuelt nettverk gjennom bedriftens nettverksryggrad.
For å organisere og sikre funksjonen til VLAN, brukes følgende hovedkomponenter:
Høyytelsesbrytere designet for logisk segmentering av endestasjoner koblet til dem;
Rutere som opererer på nettverksnivået til OSI-modellen og gir økt virtuell interaksjon mellom arbeidsgrupper og økt kompatibilitet med installerte LAN;
Transportprotokoller som regulerer overføringen av VLAN-trafikk gjennom ryggradene til delte LAN- og ATM-nettverk;
Nettverksadministrasjonsløsninger som tilbyr sentralisert administrasjon, konfigurasjon ogr.
Disse komponentene gjør det mulig for brukere å bli samlet inn i virtuelle nettverk basert på porter, adresser eller protokoller.
Et portbasert VLAN er den enkleste måten å gruppere nettverksenheter på. Med denne organiseringen av et virtuelt nettverk, kombineres alle eksterne enheter som er tildelt bestemte porter på en høyytelses nettverkssvitsj til ett VLAN uavhengig av deres adresser, protokoller og applikasjoner.
Et adressebasert virtuelt nettverk kan støtte flere arbeidsgrupper av brukere på en enkelt svitsjet port. De tilsvarende enhetene til disse arbeidsgruppene er undernett basert på adressene deres.
I et virtuelt nettverk basert på protokoller kombineres nettverksenheter basert på IP, IPX osv. protokoller til ulike logiske grupper Disse enhetene opererer vanligvis på nettverksnivå og kalles rutere. Hvis de klarer å kombinere arbeid med flere protokoller, så dette multi-protokoll rutere.
LAN (lokalnettverk) er et system for å kombinere ulike telekommunikasjonsenheter plassert både i umiddelbar nærhet og fjerntliggende. Et LAN kan koble flere personlige datamaskiner, servere, skrivere, skannere osv. til ett nettverk.
LAN (lokalnettverk) er et system for å kombinere ulike telekommunikasjonsenheter plassert både i umiddelbar nærhet og fjerntliggende. Et LAN kan koble flere personlige datamaskiner, servere, skrivere, skannere osv. til ett nettverk.
Kommunikasjon av enheter utføres ved hjelp av forskjellige tilgangsmidler: kobberkabel (twisted pair), fiberoptisk kabel eller trådløs kommunikasjonskanal.
Noen ganger, innenfor det samme lokale nettverket, opprettes det arbeidsgrupper som forener flere enheter under et felles navn.
Oftest brukes et LAN til å lage et enkelt informasjonsrom i ulike offentlige og kommersielle organisasjoner. Nettverksadministratorer er ansvarlige for driften av et lokalt nettverk eller en viss del av det. De sikrer stabil drift av nettverket, konfigurerer maskinvaren og programvaren.
LAN-funksjoner
1. Gi tilgang til elektroniske dokumenthåndteringssystemer og Internett.
2. Tilby deling og deling av filer og mapper på nettverket.
3. Lagring, sikkerhetskopiering og databeskyttelse.
4. Gir tilgang for flere datamaskiner til kontorutstyr, for eksempel en skriver eller skanner.
5. Nettverk av enheter plassert i betydelig avstand fra hverandre. Et LAN kan for eksempel kombinere geografisk spredte grener til ett selskap.
Kommunikasjon av enheter i et LAN
Datamaskiner kan kobles til hverandre enten ved hjelp av et kabelsystem eller trådløst. I det første tilfellet kobles enhetene til ved hjelp av kobber- eller fiberoptiske ledere og Ethernet-pakkedatateknologi.
Hvis en trådløs radiokanal fungerer som en leder, brukes slike teknologier som GPRS, Wi-Fi, Bluetooth. Ett lokalt nettverk kan kobles til et annet gjennom gatewayer, og har også tilgang til det globale Internett.
De mest populære teknologiene for å bygge lokale nettverk i dag er Wi-Fi og Ethernet. For å bygge et LAN brukes enheter som trådløse tilgangspunkter, rutere, nettverksadaptere, brytere, modemer osv.
LAN-egenskaper
For det første lar lokalnettverket deg koble til tilleggsutstyr uten å endre programvaren og tekniske parametere for alle nettverk. For det andre, hvis en datamaskin svikter, fortsetter hele nettverket å fungere, og tilgang til nødvendig informasjon kan fortsatt oppnås. På grunn av tekniske problemer med en enhet, vil ikke hele kontorets arbeid "stoppe". I tillegg, takket være LAN, er det mulig å avgrense tilgangsnivået til nettverksressursene til individuelle enheter.
LAN strukturer
LAN-struktur refererer til måten nettverkselementer er koblet til. Dette er hovedtypene av slike forbindelser.
1. "Dekk". Informasjon overføres over en enkelt lineær kommunikasjonskanal. Dataene er tilgjengelige for alle arbeidsstasjoner på nettverket.
2. "Stjerne". Ved hjelp av en koaksialkabel kobles alle nettverkselementer til én konsentreringsenhet (hub). Informasjon fra én arbeidsstasjon kommer inn i huben, og derfra blir den offentlig tilgjengelig for alle andre datamaskiner.
3. "Ring". Nettverksdatamaskiner er koblet til hverandre i serie og er lukket i en ring. Informasjonsløkker fra første arbeidsstasjon til siste.
4. Trestruktur er en kombinasjon av to eller alle de ovennevnte kommunikasjonsmetodene.
LAN er en teknologi som gir en praktisk og rask utveksling av informasjon mellom flere enheter. Ved hjelp av lokale nettverk kan du lagre, sikkerhetskopiere og beskytte data. Derfor er det nå et LAN på nesten alle kontorer til firmaer, banker og industribedrifter.
Lokalnett er et konsept som er kjent for mange. Nesten alle selskaper bruker denne teknologien, så det kan hevdes at hver person har kommet over den på en eller annen måte. Lokale nettverk har akselerert produksjonsprosessene betydelig, og gir dermed et kraftig steg i videre bruk rundt om i verden. Alt dette gjør det mulig å forutsi den videre veksten og utviklingen av et slikt dataoverføringssystem, frem til introduksjonen av et LAN i hver, selv den minste, bedrift.
Lokalt nettverkskonsept
Et lokalnettverk er en rekke datamaskiner, sammenkoblet med spesialutstyr, som muliggjør full utveksling av informasjon mellom dem. Et viktig trekk ved denne typen dataoverføring er det relativt lille området for plassering av kommunikasjonssentre, det vil si selve datamaskinene.
Lokale nettverk letter ikke bare interaksjonen mellom brukere i stor grad, men utfører også noen andre funksjoner:
- Forenkle arbeidet med dokumentasjon. Ansatte kan redigere og se filer på arbeidsplassen sin. Dette eliminerer behovet for kollektive møter og konferanser, noe som sparer verdifull tid.
- De lar deg jobbe med dokumenter sammen med kolleger, når alle sitter ved datamaskinen sin.
- Gir tilgang til applikasjoner installert på serveren, noe som sparer ledig plass på den installerte harddisken.
- Spar plass på harddisken ved å la deg lagre dokumenter på vertsdatamaskinen.
Typer nettverk
Et lokalnettverk kan representeres av to modeller: et peer-to-peer-nettverk og et hierarkisk. De er forskjellige i måten kommunikasjonsnoder samhandler på.
Et peer-to-peer-nettverk er basert på likestilling av alle maskiner, og data fordeles mellom hver av dem. I hovedsak kan en bruker på én datamaskin få tilgang til ressursene og informasjonen til en annen. Effektiviteten til peer-to-peer-modellen avhenger direkte av antall arbeidsnoder, og sikkerhetsnivået er utilfredsstillende, noe som, kombinert med en ganske kompleks administrasjonsprosess, gjør slike nettverk lite pålitelige og praktiske.
Den hierarkiske modellen inkluderer en (eller flere) hovedservere, hvor alle data lagres og behandles, og flere klientnoder. Denne typen nettverk brukes mye oftere enn den første, med fordeler i hastighet, pålitelighet og sikkerhet. Hastigheten til et slikt LAN avhenger imidlertid i stor grad av serveren, noe som under visse forhold kan betraktes som en ulempe.
Utarbeide tekniske krav
Å designe et lokalt nettverk er en ganske kompleks prosess. Det begynner med utviklingen av et teknisk oppdrag, som bør være nøye gjennomtenkt, siden mangler i det truer påfølgende vanskeligheter med å bygge et nettverk og ekstra økonomiske kostnader. Innledende design kan gjøres ved hjelp av spesielle konfiguratorer, som lar deg velge det optimale nettverksutstyret. Slike programmer er spesielt praktiske ved at du kan korrigere ulike verdier og parametere direkte under drift, samt utarbeide en rapport på slutten av prosessen. Først etter disse trinnene vil det være mulig å gå videre til neste trinn.
Utkast til design
Dette stadiet består i å samle inn data om bedriften der det er planlagt å installere et lokalnettverk, og analysere den mottatte informasjonen. Mengden bestemmes:
- Brukere.
- Arbeidsstasjoner.
- Serverrom.
- Tilkoblingsporter.
Et viktig poeng er tilgjengeligheten av data om banene for å legge motorveier og planlegge en spesifikk topologi. Generelt er det nødvendig å følge en rekke krav satt av IEEE 802.3-standarden. Til tross for disse reglene kan det imidlertid noen ganger være nødvendig å beregne utbredelsesforsinkelsene eller konsultere produsentene av nettverksutstyr.
Grunnleggende LAN-egenskaper
Når du velger en metode for å plassere kommunikasjonsnoder, må du huske de grunnleggende kravene til lokale nettverk:
- Ytelse, som kombinerer flere konsepter: båndbredde, responstid, overføringsforsinkelse.
- Kompatibilitet dvs. muligheten til å koble til ulike lokalnettverksutstyr og programvare.
- Sikkerhet, pålitelighet, d.v.s. muligheten til å forhindre uautorisert tilgang og fullstendig databeskyttelse.
- Skalerbarhet - muligheten til å øke antall arbeidsstasjoner uten å forringe nettverksytelsen.
- Kontrollerbarhet - evnen til å kontrollere hovedelementene i nettverket, forhindre og eliminere problemer.
- Gjennomsiktighet av nettverket, som består i å presentere for brukerne en enkelt dataenhet.
Grunnleggende LAN-topologier: Fordeler og ulemper
Topologien til et nettverk er den fysiske plasseringen av nettverket, og påvirker de underliggende egenskapene betydelig. I moderne virksomheter brukes hovedsakelig tre typer topologier: "Star", "Buss" og "Ring".
Stjernetopologien er den vanligste og har mange fordeler fremfor de andre. Denne installasjonsmetoden er svært pålitelig; hvis en datamaskin svikter (bortsett fra serveren), vil dette ikke påvirke arbeidet til resten.
Busstopologi er en enkelt stamkabel med tilkoblede datamaskiner. Slik organisering av et lokalnettverk sparer penger, men er ikke egnet for å kombinere et stort antall datamaskiner.
Ringtopologien er preget av lav pålitelighet på grunn av det spesielle arrangementet av noder - hver av dem er koblet til to andre ved hjelp av nettverkskort. Feil på én datamaskin fører til nedleggelse av hele nettverket, så denne typen topologi brukes mindre og mindre.
Detaljert nettverksdesign
Lokalnettverket til en bedrift inkluderer også ulike teknologier, utstyr og kabler. Derfor vil neste trinn være valg av alle disse elementene. Å ta en avgjørelse til fordel for en eller annen programvare eller maskinvare bestemmes av formålet med å opprette et nettverk, antall brukere, listen over programmer som brukes, størrelsen på nettverket, samt plasseringen. For tiden brukes oftest fiberoptiske ryggrader, som kjennetegnes ved høy pålitelighet, hastighet og tilgjengelighet.
Om kabeltyper
Kabler brukes i nettverk for å overføre signaler mellom arbeidsstasjoner, hver av dem har sine egne egenskaper, som må tas i betraktning når du designer et LAN.
- Et tvunnet par består av flere lederpar som er dekket med isolasjon og tvunnet sammen. Lav pris og enkel installasjon er fordelaktige fordeler, noe som gjør denne kabelen til den mest populære for installasjon av lokale nettverk.
- En koaksialkabel inneholder to ledere som settes inn i hverandre. Et lokalnettverk som bruker coax er ikke lenger så utbredt - det ble erstattet av tvunnet par, men det finnes fortsatt noen steder.
- Optisk fiber er en glassfilament som er i stand til å transportere lys ved å reflektere det fra veggene. En kabel laget av dette materialet overfører data over store avstander og har høy hastighet sammenlignet med tvunnet par og koaksial, men det er ikke billig.
Nødvendig utstyr
Nettverksutstyret til lokale nettverk inkluderer mange elementer, hvorav de mest brukte er:
- Hub eller hub. Den kobler en rekke enheter til ett segment ved hjelp av en kabel.
- Bytte om... Bruker spesielle prosessorer for hver port, behandler pakker separat fra andre porter, på grunn av dette har de høy ytelse.
- Ruter... Dette er en enhet som tar avgjørelser om distribusjon av pakker basert på informasjon om rutingtabeller og noen regler.
- Modem... Det er mye brukt i kommunikasjonssystemer, og gir kontakt med andre arbeidsstasjoner gjennom et kabel- eller telefonnettverk.
Slutt nettverksutstyr
Maskinvaren til det lokale nettverket inkluderer nødvendigvis server- og klientdelene.
Serveren er en kraftig datamaskin med høy nettverksbetydning. Dens funksjoner er å lagre informasjon, databaser, tjenestebrukere og behandle programkoder. Servere er plassert i spesielle rom med kontrollert konstant lufttemperatur - serverrom, og dekselet deres er utstyrt med ekstra beskyttelse mot støv, utilsiktet avstengning, samt et kraftig kjølesystem. Vanligvis er det bare systemadministratorer eller bedriftsledere som har tilgang til serveren.
En arbeidsstasjon er en vanlig datamaskin koblet til et nettverk, det vil si at det er en hvilken som helst datamaskin som ber om tjenester fra hovedserveren. For å gi kommunikasjon ved slike noder, brukes et modem og et nettverkskort. Siden arbeidsstasjoner vanligvis bruker serverressurser, er klientdelen utstyrt med svake minnepinner og små harddisker.
Programvare
Utstyret til lokale nettverk vil ikke være i stand til å utføre sine funksjoner fullt ut uten egnet programvare. Programvaredelen inkluderer:
- Nettverksoperativsystemer på servere som utgjør ryggraden i ethvert nettverk. Det er operativsystemet som kontrollerer tilgang til alle nettverksressurser, koordinerer pakkerouting og løser enhetskonflikter. Slike systemer har innebygd støtte for TCP/IP, NetBEUI, IPX/SPX-protokoller.
- Frittstående operativsystemer som administrerer klientsiden. De er vanlige operativsystemer, for eksempel Windows XP, Windows 7.
- Nettverkstjenester og applikasjoner. Disse programvareelementene lar deg utføre ulike handlinger: se ekstern dokumentasjon, skrive ut til en nettverksskriver, sende e-postmeldinger. Tradisjonelle HTTP-, POP-3-, SMTP-, FTP- og Telnet-tjenester er ryggraden i denne kategorien og implementeres ved hjelp av programvare.
Nyanser ved utforming av lokale nettverk
Å designe et lokalnettverk krever en lang og uoversiktlig analyse, i tillegg til å ta hensyn til alle finesser. Det er viktig å forutse muligheten for bedriftsvekst, som vil medføre en økning i omfanget av det lokale nettverket. Det er nødvendig å utarbeide et prosjekt på en slik måte at LAN til enhver tid er klar til å koble til en ny arbeidsstasjon eller annen enhet, samt å oppgradere noen av nodene og komponentene.
Sikkerhetsspørsmål er like viktige. Kablene som brukes i byggingen av nettverket må være pålitelig beskyttet mot uautorisert tilgang, og motorveiene må plasseres vekk fra potensielt farlige steder hvor de kan bli skadet - ved et uhell eller med vilje. LAN-komponenter som er plassert utenfor lokalene må være jordet og sikkert festet.
Utviklingen av et lokalnettverk er en ganske møysommelig prosess, men med riktig tilnærming og riktig ansvar vist, vil LAN fungere pålitelig og stabilt, og sikre jevn drift av brukerne.
Listen over LAN-nettverksutstyr inkluderer mono-kanaler (andre navn - segmenter, trunker), som er fysiske dataoverføringslinjer; nettverkskontrollere (adaptere, nettverkskort) som kontrollerer tilgang til kommunikasjonskanalen; transceivere som brukes til å koble nettverkskontrolleren med en monokanal; blokker av interaksjon av dette nettverket (eller undernettverket) med andre nettverk (undernett); terminatorer - enheter for å matche motstander i endene av monokanaler for å utelukke forvrengende signalrefleksjoner; huber (hubs) - svitsjeenheter i nettverk med stjernearkitektur; endesystemkonsentratorer - for tilkobling av flere DTE-er; kontakter - for mekanisk og direkte elektrisk tilkobling av enheter til kabelen.
En koaksialkabel, et vridd (vridd) ledningspar og en fiberoptisk kabel brukes som dataoverføringslinjer i et LAN. Lengden på delene av koaksialkabelen som brukes bør ikke overstige flere hundre meter, og for tvunnet-par ledninger - titalls meter. På lange avstander er signalgeneratorer - repeatere for konjugering av segmentene inkludert i dataoverføringsmediet. Fiberoptisk kabel kan øke avstander og dataoverføringshastigheter betydelig.
La oss vurdere eksempler på å bygge transceivere og LAN-nettverkskontrollere. Ris. 4.2. Buss sender/mottaker
PP transceiver - enhet for elektrisk tilkobling av AKD med en datalinje. Transceiveren (fig.4.2) i ryggrads-LAN med MDKN / OK-metoden inkluderer:
- signalmottaker fra datalinjen; dens formål er å forsterke informasjonssignaler og oppdage konflikter ved å isolere den konstante komponenten av forvrengte signaler og sammenligne den i en komparator med en referansespenning;
- sender fra stasjon til linje; vanligvis implementert som en strømbryter eller balansert krets med mettede transistorer med en transformatorutgang;
- kobling å koble mottakerinngangene og senderutgangene til kabelen; det brukes en mekanisk kontaktanordning, påført kabelen og med en skruenål, som gjennomborer kabelkappen og kommer i kontakt med den sentrale lederen; nålkontakten har en transformatorforbindelse med mottakeren og senderen av signaler;
- støybeskyttelse for å koble DTE-en fra kabelen hvis DTE-en feilaktig genererer signaler lenger enn spesifisert.
V I lokale ringnettverk sirkulerer signaler i en ring som består av et antall kommunikasjonslinjesegmenter som forbinder par av nabonoder. Disse segmentene er koblet til nodene gjennom signalrepeatere som utfører funksjonene til å motta og sende signaler både fra ringen og inn i ringen, og mellom DCE og linjen. Repeatere introduserer en viss forsinkelse i signaloverføringen, så den totale forsinkelsen avhenger av antall stasjoner som er inkludert i ringen.
En måte å koble sammen linjen og DCE er gjennom registerinnsettingsmetoden. Den bemyndigede stasjonen kalles aktiv stasjon... Den aktive stasjonen setter inn et register i ringbruddet og kobler til senderegisteret, hvorfra den overførte rammen sendes til ringen.
Disse registrene er skiftregistre. Rammen går gjennom ringen og går tilbake til det innsatte registeret. På veien blir adressedelen sjekket av resten av stasjonene, siden de sørger for dekoding av adresse og kontrollinformasjon. Hvis pakken er ment for denne stasjonen, mottas informasjonsdelen av pakken, mottaksriktigheten kontrolleres, og hvis sjekken er positiv, sendes en passende bekreftelse til ringen. Den sender (aktive) stasjonen, samtidig med overføringen av pakken som er dannet i den, mottar pakken som har gått gjennom ringen til det innsatte registeret. I hver skiftsyklus sendes neste databit til ringen, og de overførte bitene returneres fra ringen med en viss forsinkelse. Hvis den riktige overføringen bekreftes, slettes de overførte dataene i sendestasjonen, som sender en gratis token til ringen, hvis den ikke bekreftes, blir pakken sendt på nytt.
Stasjoner, klare til å overføre sine egne data, venter på ankomsten av et gratis token. Den autoriserte stasjonen setter inn registeret sitt i ringen, blir aktivt, og det tidligere innsatte registeret ekskluderes fra ringen.
En transceiver (repeater) for fiberoptiske dataoverføringslinjer (lysledere) inkluderer også deler for mottak, overføring, lesing og skriving av data. Mottaksdelen inneholder en fotodiode, et forsterkerformende signal med de nødvendige spenningsnivåene, en mekanisk kontaktanordning for pålitelig kontakt mellom fotodioden og glasskappen til kabelen. Senderen er representert av en LED eller en mikrolaser.
Nettverkskontroller (adapter) - en enhet for kommunikasjon mellom DTE og dataoverføringsmediet. Kanaltilgangsenheten kalles også MAC-laget og implementerer den aksepterte tilgangsmetoden. Så, i tilfelle av MDKN / OK-metoden, implementeres handlinger i blokken for å generere et jam-signal, forsinkelse i overføring i nærvær av en konflikt eller med en opptatt monokanal, generere data i rammer, kode (dekode) elektrisk signaler inn i (fra) Manchester-koden, gjenkjenne adressen i den overførte over et nettverk av meldinger.
Dannelse av egne informasjonsrammer inkluderer operasjoner for å dele meldingen i rammer og legge til tjenesteinformasjon til informasjonsbytene i samsvar med protokollen som brukes. Vanligvis inkluderer tjenesteinformasjonen adressen til mottakeren (eventuelt også avsenderen), en kontrollkode for å kontrollere riktigheten av overføringen, flagg - tegn på begynnelsen og slutten av rammen. Etter dannelsen av informasjonsrammen må stasjonen motta autorisasjonen. For å gjøre dette, lytter den til kanalen som venter på en markør. Etter å ha fått autoriteten, konverteres parallellkoden til seriell, konverteres til Manchester-kode, og signaler overføres til kabelen.
Når det gjelder sirkulære markør-LAN, inkluderer funksjonene til MAC-undernivået: adressegjenkjenning; generere en kontrollkode under overføring og kontrollere den ved mottak; identifikasjon av markøren; kontroll av den maksimale tiden for fravær av en markør, som er nødvendig for å konkludere om tapet av en markør og derfor om dens restaurering; pakke ut en ramme osv.
2.1. Formål med LAN
Et lokalnettverk (eller LAN, lokalnettverk) er tilkobling av flere PC-er ved hjelp av riktig maskinvare og programvare. Ordet "lokal" i dette navnet betyr at alle tilkoblede PC-er utfører oppgaver, vanligvis innenfor samme bygning eller tilstøtende bygninger.
LAN-er er mye brukt i datastøttede design- og, produksjonskontrollsystemer og teknologiske komplekser, i kontorsystemer, kontrollsystemer om bord, etc.
Hovedformålet med LAN:
· Datadistribusjon (Datadeling). Data på nettverket lagres på en sentral PC og kan nås på arbeidsstasjoner. Takket være dette er det ikke nødvendig på alle arbeidsplasser å ha stasjoner for lagring av samme informasjon;
· Fordeling av ressurser (Ressursdeling). Perifere (oftest dyre) enheter kan nås av alle brukere på nettverket. Slike enheter kan for eksempel være en faks eller laserskriver;
· Distribusjon av programmer (Software Sharing). Alle nettverksbrukere kan dele tilgang til programmer som er sentralt installert én gang. Selvfølgelig må nettverksversjonen av de tilsvarende programmene fungere i dette tilfellet;
· E-post (elektronisk post). Alle nettverksbrukere kan interaktivt koble seg til hverandre for å sende eller motta meldinger.
2.2. Organisering av samhandling av enheter i nettverket
Lokalnettverk er delt inn i to radikalt forskjellige klasser: peer-to-peer (peer-to-peer) nettverk og hierarkisk (flernivå).
2.2.1. Peer-to-peer-nettverk
Disse nettverkene har ikke en sentral PC. Noe maskinvare (harddisker, CD-ROM-stasjoner) og fremfor alt kostbare perifere enheter (skannere, skrivere osv.) koblet til separate PC-er brukes i fellesskap på alle arbeidsplasser.
Hver bruker av peer-to-peer-nettverket er administrator på sin PC.
Fordeler med et peer-to-peer-nettverk:
· Lave kostnader (alle datamaskiner koblet til nettverket brukes, og rimelige priser for programvare for nettverksdrift);
· Høy pålitelighet (ved feil på én arbeidsstasjon, stoppes tilgangen kun til en del av informasjonen).
Ulemper:
· Nettverksdrift er kun effektiv når antall samtidige stasjoner ikke er mer enn 10;
· Vanskeligheter med å organisere effektiv styring av samspillet mellom arbeidsstasjoner og sikre hemmelighold av informasjon; vanskeligheter med å oppdatere og endre programvaren til arbeidsstasjoner.
2.2.2. Hierarkiske nettverk
V hierarkiske nettverk alle oppgaver knyttet til å lagre, behandle data, presentere dem for brukere utføres av en sentral datamaskin kalt en server.
Server (vert-datamaskin)- hoveddatamaskinen som styrer driften av nettverket.
Fordeler med hierarkiske systemer:
· Utprøvd teknologi for å sikre feiltoleranse, datasikkerhet;
· Pålitelig system for informasjonsbeskyttelse og hemmelighetssikring.
Ulemper:
· Høye kostnader for maskinvare og programvare;
· Høye driftskostnader.
I henhold til organiseringen av samhandling er det vanlig å skille mellom to typer hierarkiske systemer:
· Et nettverk med en ikke-dedikert server - et nettverk der funksjonene til en arbeidsstasjon og en server kombineres;
· Et nettverk med en dedikert server.
Dedikert servernettverk- her utfører en av datamaskinene funksjonene med å lagre offentlige data, organisere interaksjon mellom arbeidsstasjoner, utføre tjenester - server nettverk. Et operativsystem kjører på en slik datamaskin, og alle delte enheter (harddisker, skrivere, modemer osv.) er koblet til den, data lagres, jobber skrives ut, jobber fjernbehandles. Arbeidsstasjoner samhandler gjennom en server, så den logiske organiseringen av et slikt nettverk kan representeres av en "stjerne" topologi, der den sentrale enheten er en server.
Fordeler:
· Høyere databehandlingshastighet (bestemt av hastigheten til den sentrale datamaskinen, og et spesielt nettverksoperativsystem er installert på serveren, designet for å behandle og utføre forespørsler mottatt samtidig fra flere brukere);
· Har et pålitelig system for informasjonsbeskyttelse og hemmelighold;
· Enklere å administrere sammenlignet med jevnaldrende.
Ulemper:
· Et slikt nettverk er dyrere på grunn av en separat datamaskin for serveren;
· Den er mindre fleksibel enn sin jevnaldrende.
Dedikerte servernettverk er mer vanlig. Eksempler på denne typen nettverksoperativsystemer: LAN Server, IBM Corp., VINES, Banyan System Inc., NetWare, Novell Inc.
2.2.3. Delingsteknologi
nettverksressurser
Under ressurser PC vil bli forstått som et av følgende elementer:
· Logiske stasjoner, inkludert stasjoner på CD-ROM, DVD og andre lignende enheter;
· Kataloger (mapper) med eller uten underkataloger (undermapper), samt filene de inneholder;
Enheter koblet til en PC: skrivere, modemer osv.
En ressurs som bare er tilgjengelig fra PC-en den er plassert på kalles lokale. PC-ressursen som er tilgjengelig for andre datamaskiner på nettverket kalles delt eller nettverk (delt, delt). En lokal ressurs kan gjøres delt, og omvendt kan en delt ressurs returneres til den lokale statusen, dvs. andre nettverksbrukere kan nektes tilgang til den.
Oppretting av delte nettverksressurser og tilgang til dem er gitt av spesielle nettverksoperativsystemer... De grunnleggende nettverksmulighetene til nettverksoperativsystemer lar én datamaskin på nettverket behandle data (legge inn, redigere, kopiere, slette, søke) på en annen.
Vanligvis brukes en eller flere kraftige PC-er (dedikerte servere) som gi sine ressurser for deling på nettverket. Det delte tilgangssystemet fungerer etter prinsippet om å dele driftstiden til hoveddatamaskinen.
Avhengig av nettverksressursene som brukes i hierarkiske nettverk, skilles følgende typer servere ut.
Filserver. I dette tilfellet inneholder serveren delte filer og/eller delte programmer. Samtidig inneholder arbeidsstasjoner kun en liten (klient)del av programmene som krever ubetydelige ressurser. Programmer som tillater denne driftsmodusen kalles nettverksinstallerbare programmer. Kravene til serverkraft og nettverksbåndbredde for denne bruksmetoden bestemmes av antall samtidige arbeidsstasjoner og typen av programmene som brukes.
Database server. Serveren er vert for en database som kan fylles på fra ulike arbeidsstasjoner og/eller gi informasjon ved forespørsel fra en arbeidsstasjon. Det er to fundamentalt forskjellige moduser for behandling av forespørsler fra en arbeidsstasjon eller redigering av poster i en database:
· Fra serveren sendes databasepostene sekvensielt til arbeidsstasjonen, hvor selve filtreringen av postene og valget av de nødvendige utføres;
· Serveren velger selv de nødvendige postene fra databasen (implementerer forespørselen) og sender dem til arbeidsstasjonen.
I det andre tilfellet reduseres belastningen på nettverket og kravene til arbeidsstasjoner, men kravene til datakraften til serveren øker kraftig. Dette er imidlertid den mest effektive måten å håndtere forespørsler på. Denne metoden for å tilfredsstille forespørsler fra arbeidsstasjoner kalles modusen klient server, den er implementert av spesialverktøy for å jobbe med moderne nettverksdatabaser. I systemer klient server databehandling er delt mellom to enheter: klient og server. Klienten er en oppgave, en arbeidsstasjon, en bruker. Det kan danne en forespørsel for serveren: les en fil, søk etter en post, etc. En server er en enhet eller datamaskin som behandler en forespørsel. Han er ansvarlig for å lagre data, organisere tilgang til disse dataene og overføre data til klienten.
Utskriftsserver. En tilstrekkelig produktiv skriver er koblet til en datamaskin med lav effekt, hvor informasjon kan skrives ut fra flere arbeidsstasjoner samtidig. Programvaren organiserer køen av utskriftsjobber og identifiserer også den trykte informasjonen med spesielle sider (faner) som skiller utskriftsmaterialet til forskjellige brukere.
E-postserver. Serveren lagrer informasjon som sendes og mottas både over det lokale nettverket og fra utsiden (for eksempel via et modem). Når som helst som er praktisk for ham, kan brukeren se informasjonen mottatt i hans navn eller sende informasjonen hans gjennom e-postserveren.
2.3. Topologier
Etter topologi er LAN delt inn i: felles buss, ring, stjerne, etc.
Stjernetopologi
Stjernenettverkstopologi- et slags nettverk, hvor hver terminal er koblet til en sentralstasjon (fig. 2.1).
Denne topologien er hentet fra feltet store elektroniske datamaskiner. Her er filserveren i "senteret".
Fordeler:
· Skade på kabelen er et problem for én bestemt datamaskin og påvirker vanligvis ikke driften av nettverket;
· Bare kobler til, siden arbeidsstasjonen bare skal koble til serveren;
· Mekanismer for beskyttelse mot uautorisert tilgang er optimale;
· Høy hastighet på dataoverføring fra arbeidsstasjonen til serveren, siden begge PC-ene er direkte koblet til hverandre.
Ulemper:
· Mens overføringen av data fra en arbeidsstasjon til en server (og omvendt) er rask, er hastigheten på dataoverføring mellom individuelle arbeidsstasjoner lav;
· Kraften til hele nettverket avhenger av egenskapene til serveren - hvis den er utilstrekkelig utstyrt eller dårlig konfigurert, vil det være en bremse for hele systemet;
· Kommunikasjon mellom individuelle arbeidsstasjoner er umulig uten hjelp fra en server.
Topologien med en server i sentrum er praktisk implementert ved å koble arbeidsstasjoner og en server til en hub (hub). Tilstedeværelsen av en hub eliminerer behovet for flere nettverkskort på serveren.
Ris. 2.1. Stjernetopologi
Ringtopologi
Ring nettverk- en type nettverk der hver terminal er koblet til to andre tilstøtende terminaler i ringen (fig. 2.2).
I dette tilfellet er alle arbeidsstasjoner og serveren koblet til hverandre i en ring som informasjon sendes gjennom, forsynt med mottakerens adresse. Arbeidsstasjoner analyserer adressen til den sendte meldingen, og hvis mottakerens adresse samsvarer med stasjonens adresse, mottar de tilsvarende data.
Verdighet:
· Arbeidsstasjoner kan kommunisere med hverandre uten hjelp fra en server.
Ulemper:
· Dataoverføringstiden øker proporsjonalt med antall datamaskiner koblet i en ring;
· Hver arbeidsstasjon er involvert i dataoverføring, feil på en stasjon kan lamme hele nettverket hvis spesielle overgangsforbindelser ikke brukes;
· Ved tilkobling av nye arbeidsstasjoner må nettverket være slått av i en kort stund.
Busstopologi
Et slikt nettverk er som en sentral linje som en server og individuelle arbeidsstasjoner er koblet til (Figur 2.3). Busstopologien var utbredt tidligere år, noe som kan forklares med det lille behovet for kabel.
Fordeler:
· Lave kostnader for kabler;
· Arbeidsstasjoner kan når som helst installeres eller kobles fra uten å avbryte driften av hele nettverket;
· Arbeidsstasjoner kan kommunisere med hverandre uten hjelp fra en server.
Ulemper:
· Hvis kabelen går i stykker, svikter hele delen av nettverket fra bruddpunktet;
· Muligheten for uautorisert tilkobling til nettverket, siden det ikke er behov for å avbryte nettverket for å øke antall arbeidsstasjoner.
Kombinert LAN-struktur
Sammen med de velkjente topologiene til datanettverk, ring, stjerne og buss, brukes i praksis også en kombinert. Den dannes hovedsakelig i form av kombinasjoner av de ovennevnte topologiene til datanettverk (fig. 2.4).
Datanettverk med kombinert struktur brukes der det er umulig å direkte bruke de grunnleggende nettverksstrukturene i sin rene form, eller ved å kombinere lokale nettverk med deres arkitektur til et større nettverk. Nettverksforsterkere og/eller brytere brukes til å koble til et stort antall arbeidsstasjoner. En bryter som har begge funksjonene til en forsterker kalles en aktiv hub.
En passiv hub brukes vanligvis som en splitter. Den trenger ikke forsterker. En forutsetning for å koble til en passiv hub er at maksimalt mulig avstand til arbeidsstasjonen ikke skal overstige flere titalls meter.
2.4. LAN-komponenter
Grunnlaget for å organisere et lokalt nettverk er vanlige PC-er koblet til nettverket ved hjelp av et utvidelseskort til en nettverksadapter (nettverkskort). Nettverkskort må konfigureres. I store nettverk kan separate PC-er tildeles spesielle oppgaver, for eksempel en utskriftsserver for klargjøring og administrasjon av en skriver, eller en kommunikasjonsserver for kommunikasjon med modemer, og så videre. For å organisere tilgang til disse LAN-komponentene, er det nødvendig å avgrense brukere eller brukergrupper og tildele dem passende tilgangsrettigheter til nettverksressurser.
2.4.1. Server
Serveren har en sentral rolle i hierarkiske (sentraliserte) nettverk. Derfor må den være godt utstyrt. Utstyret avhenger av antall tilkoblede arbeidsstasjoner.
Eldre versjoner av nettverk ga muligheten til å bruke serveren i en ikke-dedikert modus. I dette tilfellet fungerer serveren ikke bare som en sentral PC, men kan også brukes som en vanlig arbeidsstasjon. Dette er fordelaktig med tanke på pris, siden en arbeidsstasjon er lagret, men på grunn av serveren, som er "distrahert" for å løse brukerproblemer, opplever hele nettverket problemer, derfor anbefales det å bruke serveren bare i dedikert modus.
2.4.2. Arbeidsstasjon
Arbeidsstasjon- en personlig datamaskin som kjører sitt eget diskoperativsystem. Imidlertid, i motsetning til en frittstående personlig datamaskin, inneholder en arbeidsstasjon et nettverkskort og er fysisk koblet til serveren med en kabel. I tillegg må arbeidsstasjonen ha et nettverksoperativsystem eller spesiell programvare som kalles en nettverksomslag når du bruker et ikke-nettverksbasert OS som lar den kommunisere med serveren, andre arbeidsstasjoner og andre enheter på nettverket. Skallet lar en arbeidsstasjon bruke filer og programmer som er lagret på serveren.
Utstyret til individuelle arbeidsstasjoner i nettverket avhenger veldig av utstyret til serveren. Hvis serveren har kraftige ressurser, kan arbeidsstasjonene være utstyrt med mindre utstyr.
I et node-til-node-nettverk som ikke har en server, er nettverksressurser svært avhengig av arbeidsstasjonsressurser. Her er det slik at jo bedre de enkelte stasjonene er, jo bedre er ressursfordelingen innenfor hele nettet. Dyrt periferiutstyr som skanner, modem, flyttbare harddisker og så videre, må installeres på kun én arbeidsstasjon, siden ressurser er tilgjengelige for alle brukere på nettverket.
2.4.3. Nettverkskort
Nettverkskort installert i en av de ledige sporene på hovedkortet. NIC-er formidler mellom PC-en og nettverket og overfører nettverksdata over bussystemet til CPU og RAM på serveren eller arbeidsstasjonen.
Nettverkskortet er utstyrt med egen prosessor og minne. På utsiden av kortet er det kontakter for tilkobling av kabler.
Novell-produkter brukes vanligvis som et standard nettverkskort, derfor er de vanligste nettverkskortene nå kompatible med NE2000 (Novell Ethernet). Drivere for dem er inkludert i distribusjoner av nesten alle nettverksoperativsystemer. De individuelle standardene varierer først og fremst i dataoverføringshastigheten. Baud rate- antall biter som sendes per tidsenhet, 1 baud = 1 bit per sekund.
Avhengig av teknologien som brukes og nettverkskortet, kan den maksimale dataoverføringshastigheten i nettverket være 10, 100, 1000 Mbps.
2.4.4. Nettverksoperativsystemer
Nettverksoperativsystem nødvendig for å kontrollere flyten av meldinger mellom arbeidsstasjoner og servere. Den kan tillate enhver arbeidsstasjon å jobbe med en delt nettverksstasjon eller skriver som ikke er fysisk koblet til den arbeidsstasjonen. Strukturen til et nettverksoperativsystem er forskjellig fra den til en PC som ikke fungerer på nettverket.
I nettverksoperativsystemet til en individuell maskin kan flere deler skilles (fig. 2.5) og formålet med hver av dem kan bestemmes som følger.
· Verktøy for å administrere lokale datamaskinressurser: funksjoner for å distribuere RAM mellom prosesser, planlegge og planlegge prosesser, administrere prosessorer i multiprosessormaskiner, kontrollere perifere enheter og andre funksjoner for å administrere lokale OS-ressurser.
· Midler for å tilby egne ressurser og tjenester for generell bruk - serverdelen av OS (server). Disse verktøyene gir for eksempel låsing av filer og poster, som er nødvendig for deling av dem; vedlikeholde kataloger med navn på nettverksressurser; behandle forespørsler om ekstern tilgang til sitt eget filsystem og database; håndtering av køer med forespørsler fra eksterne brukere til deres perifere enheter.
· Midler for å be om tilgang til eksterne ressurser og tjenester og deres bruk - klientsiden av OS (omdirigerer). Denne delen utfører gjenkjenning og omdirigering til nettverket av forespørsler til eksterne ressurser fra applikasjoner og brukere, mens forespørselen kommer fra applikasjonen i lokal form, og overføres til nettverket i en annen form som oppfyller serverens krav. Klientdelen mottar også svar fra servere og konverterer dem til et lokalt format.
· Kommunikasjonsmidler til operativsystemet, ved hjelp av hvilke meldinger utveksles i nettverket. Denne delen gir adressering og bufring av meldinger, valg av meldingsoverføringsrute over nettverket, overføringspålitelighet osv., det vil si at det er et middel for å transportere meldinger.
Hovedretningen for utvikling av moderne nettverksoperativsystemer (Network Operation System - NOS) er overføring av databehandling til arbeidsstasjoner, opprettelse av systemer med distribuert databehandling. Dette er først og fremst på grunn av veksten av databehandlingsevnen til personlige datamaskiner og den stadig mer aktive introduksjonen av kraftige multitasking-operativsystemer. 
systemer: UNIX, Windows NT, Windows 2000, NetWare, etc. I tillegg gjør innføringen av objektorienterte teknologier (OLE, DCE, IDAPI) det mulig å forenkle organiseringen av distribuert databehandling. I en slik situasjon er hovedoppgaven til NOS å kombinere ulike arbeidsstasjonsoperativsystemer og gi et transportlag for et bredt spekter av oppgaver: databasebehandling, meldingsutveksling og administrasjon av distribuerte nettverksressurser.
Unix OS
UNIX er et utrolig kraftig, fleksibelt og dynamisk operativsystem som kan håndtere nesten alle brukerforslag. Kjærligheten til systemadministratorer og programmerere for det forklares av et bredt spekter av foreslåtte verktøy, ved hjelp av hvilke det er mulig å løse de fleste problemene som oppstår når du arbeider med informasjonsteknologi. Fordelene med UNIX inkluderer kraft, stabilitet og pålitelighet, full automatisering og støtte for mange populære (og ikke veldig populære) programmeringsspråk.
Dette operativsystemet bruker ikke bare en fenomenalt effektiv metode for å håndtere standard nettverksforespørsler, men tilbyr også optimale løsninger for arbeid med Internett, inkludert tilgang til nettressurser, Telnet, FTP, databaser og mer. Fordi UNIX ble designet spesielt for å håndtere store datamengder og integreres sømløst med nettverksmiljøet, utkonkurrerer det nesten alltid enhver annen kombinasjon av maskinvare og programvare.
Tre områder der det unike med dette operativsystemet manifesterer seg er driften på et lukket TCP / IP-nettverk, levering av Internett- eller bedriftsnettverkstjenester og databaseadministrasjon.
Stamfaren til nettverksoperativsystemer, UNIX, har flere etterkommere og varianter. Linux er en versjon av UNIX tilpasset Intel-prosessorer.
Novell NetWare OS
Novell var et av de første selskapene som bygde LAN. Den laget både maskinvare og programvare, men nylig har Novell fokusert på LAN-programvare.
En filserver i NetWare er en vanlig PC med et nettverksoperativsystem som administrerer LAN. Administrasjonsfunksjoner inkluderer koordinering av arbeidsstasjoner og regulering av deling av filer og skrivere på LAN. Nettverksfilene til alle arbeidsstasjonene lagres på harddisken til filserveren, ikke på diskene til arbeidsstasjonene.
NetWare OS lar deg manipulere filer og kataloger på en rekke måter. Du kan kopiere, slette, gi nytt navn, skrive, skrive ut og dele filer på LAN. Det er også et spesifikt system med fil- og katalogtillatelser.
Både filer og kataloger på en server på et LAN som kjører NetWare har attributter. Disse attributtene kan overstyre rettighetene som er gitt til brukere på LAN. Filer i NetWare OS, sammen med attributtene "skrivebeskyttet", "skjult" og "arkivert", kan i tillegg ha attributtene "udelt" og "delt" (det indikerer muligheten for å dele en fil på LAN av mange brukere samtidig).
Windows NT og Windows 2000 av Microsoft
Windows NT er et 32-biters operativsystem.
Windows NT kom opprinnelig i to varianter: Windows NT Advanced Server ble installert på servere på et NT-nettverk, og Windows NT Workstation var et kraftig skrivebordsoperativsystem med funksjonalitet.
Selv om arkitekturen og designen var imponerende, krevde Windows NT mye minne og var treg. En annen grunn til denne mistilliten var dårlig maskinvarestøtte: maskinvareprodusenter hadde ikke tid til å skrive drivere for et nytt programvareprodukt. Det var ikke før neste versjon ble sluppet at NT ble en kraft å regne med.
Den neste versjonen av Windows NT for bruk på servere har fått nytt navn til Windows NT Server. Høy ytelse og forbedret applikasjonsstøtte, samt den nye domenestrukturen, gjorde NT til et av de mest populære operativsystemene.
Windows NT 4.0 kombinerte forbedret integrasjon med Internett og bedriftsnettverk, økt ytelse, utmerket kompatibilitet med andre Microsoft-operativsystemer og et nytt Windows Explorer-grensesnitt.
Windows 2000 er en ny versjon av Windows NT-operativsystemet. Windows 2000 har som mål å bli det mest brukte stasjonære operativsystemet på grunn av dets brukervennlighet, beholder styrken til forgjengeren, Windows NT, og bringer de beste funksjonene til Windows 98 inn i det.
Da Microsoft opprettet Windows 2000, satte Microsoft seg som oppgave å få et system som er så nærme brukeren som mulig. Standard grensesnittelementer er blitt intuitive, systemkonfigurasjon er forenklet, og effektive verktøy for arbeid med Internett er innebygd i systemet. I tillegg, på grunn av en mer økonomisk modus for bruk av batterier, offline arbeid med dokumenter, økt informasjonssikkerhet på grunn av krypteringsfilsystemet, er Windows 2000 fokusert på arbeid med mobile datamaskiner.
Windows 2000 bringer det beste fra Windows 98. Det nye systemet støtter både 32-biters og 16-biters Windows- og DOS-applikasjoner og har en utvidet liste over kompatible maskinvareenheter. Systemet har avanserte verktøy for fjernadministrasjon, installasjon og fjerning av programmer.
2.4.5. Kabler
I et nettverk sirkulerer data over kabler som kobler sammen individuelle datamaskiner på ulike måter. De fleste nettverksfeil og feil skyldes en dårlig eller defekt kabel eller kabelkontakt. Feilsøking kan være veldig kjedelig avhengig av topologien.
Tvunnet par- en relativt billig versjon av overføringslinjen, som består av to ledninger tvunnet med hverandre med en viss stigning. Vri ledningene sammen øker ledningsevnen og reduserer effekten av elektromagnetiske felt.
Denne kabelen kan være skjermet eller uskjermet. Skjermet er mer motstandsdyktig mot elektromagnetisk interferens. Men i praksis brukes en uskjermet kabel oftere, siden denne kabeltypen brukes til kabling av telefonlinjer og er billigere enn en skjermet. Brukes ved overføringshastigheter på 10, 100, 1000 Mbps. Ulempene med denne kabelen er en høy signaldempningskoeffisient og høy følsomhet for elektromagnetisk interferens, derfor er den maksimale avstanden mellom aktive enheter i et LAN ved bruk av tvunnet par opptil 100 meter.
Koaksialkabel– en kabel som består av én senterleder innelukket i en isolator, på toppen av hvilken en annen leder er plassert.
Denne kabelen kan brukes i to forskjellige dataoverføringssystemer: uten signalmodulasjon og med modulasjon. I det første tilfellet brukes det digitale signalet i den formen det kommer fra PC-en og overføres umiddelbart gjennom kabelen til mottaksstasjonen. For en overføringshastighet på 10 Mbit / s er lengden på en tynn kabel opptil 180 m, og en tykk - opptil 500 m. I det andre tilfellet konverteres det digitale signalet til analogt og sendes til mottaksstasjonen , hvor den konverteres tilbake til digital. Signalkonverteringsoperasjonen utføres av modemet; hver stasjon må ha sitt eget modem. Denne overføringsmetoden er flerkanals (den gir overføring over dusinvis av kanaler med bare én kabel). Kabellengden kan være opptil 50 km. Signaloverføring med modulasjon er dyrere enn uten modulasjon. Derfor brukes den mest effektivt ved overføring av data mellom store bedrifter.
Fiberoptisk kabel er en lovende teknologi som brukes i LAN. Informasjonsbæreren er en lysstråle, som moduleres av nettverket og har form av et signal. Et slikt system er motstandsdyktig mot eksterne elektriske forstyrrelser, og dermed er svært rask og feilfri dataoverføring (opptil 2 Gbit / s) mulig, samtidig som hemmeligholdet til den overførte informasjonen sikres. Antallet kanaler i slike kabler er enormt. Dataoverføring utføres bare i simpleksmodus, derfor, for å organisere datautveksling, må enheter kobles til to optiske fibre (i praksis har en fiberoptisk kabel alltid et jevnt, paret antall fibre). Ulempene inkluderer høye kostnader, så vel som kompleksiteten til forbindelsen.
2.4.6. LAN nettverksutstyr
La oss se nærmere på utstyret som brukes i lokale nettverk.
Konsentratorer... Disse enhetene, som gjør at informasjon kan omdirigeres til en eller flere grener, er praktiske for å danne et nettverk av vilkårlig topologi. En rekke hubtyper er tilgjengelige, de er forskjellige i antall, type og lengde på tilkoblede kabler og kan automatisk kontrollere de tilkoblede segmentene (slå dem av og på ved feil og brudd).
Transceivere (sendere/mottakere) Er enheter designet for å motta pakker fra en neog overføre dem til nettverket.
Repeatere- enheter for restaurering og forsterkning av signaler i nettverket, som tjener til å øke lengden. Med disse enhetene er det mulig å koble sammen flere nettverkssegmenter med busstopologi, og dermed øke den totale lengden på nettverket.
Broer. Broer brukes til å koble sammen stort sett identiske nettverk med noen fysiske forskjeller.
Porter- enheter (datamaskin) som brukes til å kombinere nettverk med helt andre utvekslingsprotokoller. Gatewayer utfører protokollkonvertering for nettverket, spesielt konvertering av en melding fra ett format til et annet eller fra ett kodesystem til et annet.
Rutere (rutere)... Disse enhetene oppretter en nettverkstilkobling. De gir et ganske komplekst servicenivå, siden de kan utføre "intelligente" funksjoner: velge den beste ruten for å overføre en melding adressert til et annet nettverk; balansert lasthåndtering i nettverket ved jevn fordeling av datastrømmer; data beskyttelse; bufring av overførte data; ulike protokolltransformasjoner. Disse egenskapene til rutere er spesielt viktige når du bygger ryggradsnettverk for store organisasjoner.
Modemer og faksmodem. Faksmodemer, i motsetning til modemer, gir høyhastighets dataoverføring kun i én retning og bruker sine egne standarder. De er flinkere til å overføre informasjon enn å motta. Kombinerte modemer (datamodem / faksmodem) er tilgjengelig for øyeblikket.
2.4.7. Ethernet-teknologi
Ethernet-teknologi ble grunnlaget for IEEE 802.3-spesifikasjonen, som ble publisert i 1980. Kort tid etter utviklet og adopterte DEC, Intel og Xerox i fellesskap den andre versjonen av den IEEE 802.3-kompatible Ethernet-spesifikasjonen. For tiden er begrepet Ethernet mest brukt for å beskrive alle lokale nettverk som opererer i samsvar med konkurranseprinsippene for CSMA/CD-datakanaltilgang - Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection, som samsvarer med IEEE 802.3 Ethernet-spesifikasjonen.
Oftest, når man bygger lokale nettverk basert på denne teknologien, brukes en optisk kabel for å danne et nettverksryggrad, mens tvunnet par brukes til å koble stasjoner og servere.
Her er de viktigste Ethernet-spesifikasjonene.
· 10Base2– Ethernet-segmentstandard på tynn koaksialkabel. Gir en overføringshastighet på 10 Mbps og bruker en tynn, fleksibel RG-58A/U koaksialkabel, typisk 0,2" i diameter med en vridd indre leder. Denne standarden er kjent som "tynt Ethernet".
· 10Base5– Ethernet-segmentstandard på tykk koaksialkabel. I likhet med den første versjonen av Ethernet, gir denne spesifikasjonen en tykk koaksialkabel som overføringsmedium. På grunn av dette blir spesifikasjonen referert til som "tykt Ethernet". Hver koaksialkabel i nettverket danner et eget segment.
· 10BaseT– tvunnet par Ethernet-segmentstandard. Denne typen Ethernet er den mest utbredte. 10BaseT-spesifikasjonen krever uskjermet tvunnet kabelkabel, ofte referert til som UTP (Unshielded Twisted Pair), men bruker bare to av de fire lederparene til en typisk kategori 3-kabel (ett par bærer data mens det andre mottar data). I motsetning til 10Base2 og 10Base5 ledninger, bruker 10BaseT en stjernetopologi der hver node er koblet til en sentral hub eller multi-port repeater (denne topologien passer godt med ledningsoppsettet som finnes i de fleste bygninger). Bruken av billige UTP-kabler er en av hovedfordelene med l0BaseT fremfor 10Base2- og 10Base5-spesifikasjonene.
· 10BaseFX– Ethernet-segmentstandard på fiberoptisk kabel. Bruk av fiberoptisk teknologi fører til høye komponentkostnader. Ufølsomheten for elektromagnetisk interferens gjør imidlertid at spesifikasjonen kan brukes i spesielt kritiske tilfeller og for kommunikasjon mellom objekter som befinner seg langt fra hverandre.
Hver av Ethernet-typene gir visse begrensninger på lengden på kabelsegmentet. For å lage et lengre nettverk kan flere kabler kobles til ved hjelp av repeatere. Fra et programvaresynspunkt er sekvensen av kabelsegmenter koblet sammen med repeatere ikke forskjellig fra en enkelt kabel. Et nettverk kan inneholde flere kabelsegmenter og flere repeatere.
Rask Ethernet- en høyhastighets type Ethernet-nettverk som gir en overføringshastighet på 100 Mbit/s. Fast Ethernet er tilrådelig å bruke i de organisasjonene som har mye brukt klassisk Ethernet, men i dag har behov for å øke båndbredden. Samtidig beholdes all akkumulert erfaring med Ethernet og til dels nettverksinfrastrukturen. Hovedbruksområdet for Fast Ethernet i dag er arbeidsgruppe- og avdelingsnettverk.
