Prinsippene for å bygge et lokalnettverk. Hvordan lage klare logiske (L3) nettverksdiagrammer organisasjonsdiagram for lokalnettverk

I seg selv betyr konseptet med et lokalt nettverk kombinasjonen av flere datamaskiner eller dataenheter til et enkelt system for utveksling av informasjon mellom dem, samt felles bruk av deres dataressurser og perifert utstyr. Dermed tillater lokale nettverk:

Utveksle data (filmer, musikk, programmer, spill osv.) mellom nettverksmedlemmer. Samtidig, for å se filmer eller høre på musikk, er det absolutt ikke nødvendig å ta dem opp på harddisken. Hastighetene til moderne nettverk lar deg gjøre dette direkte fra en ekstern datamaskin eller multimedieenhet.

Koble flere enheter samtidig til det globale Internett gjennom én tilgangskanal. Sannsynligvis er dette en av de mest etterspurte funksjonene til lokale nettverk, for i dag er listen over utstyr der en tilkobling til World Wide Web kan brukes, veldig stor. I tillegg til alle slags datautstyr og mobile enheter, har nå TV-er, DVD-/Blu-Ray-spillere, multimediaspillere og til og med alle slags husholdningsapparater, fra kjøleskap til kaffetraktere, blitt fullverdige deltakere i nettverket.

Del eksterne enheter som skrivere, MFPer, skannere og nettverkstilkoblet lagring (NAS).

Del datakraften til datamaskinene til nettverksdeltakerne. Når du arbeider med programmer som krever komplekse beregninger, som 3D-visualisering, for å øke ytelsen og øke hastigheten på databehandlingen, kan du bruke de gratis ressursene til andre datamaskiner i nettverket. Når du har flere svake maskiner koblet til et lokalt nettverk, kan du bruke deres totale ytelse til å utføre ressurskrevende oppgaver.

Som du kan se, kan det å skape et lokalt nettverk selv innenfor samme leilighet gi mange fordeler. Dessuten er tilstedeværelsen av flere enheter hjemme som krever Internett-tilkobling ikke lenger en sjeldenhet, og å kombinere dem til et felles nettverk er en presserende oppgave for de fleste brukere.

Grunnleggende prinsipper for å bygge et lokalt nettverk

Oftest, i lokale nettverk, brukes to hovedtyper av dataoverføring mellom datamaskiner - via ledning kalles slike nettverk kabel og bruker Ethernet-teknologi, samt bruk av et radiosignal over trådløse nettverk basert på IEEE 802.11-standarden, som er bedre kjent for brukere som Wi-Fi.

Til dags dato gir kablede nettverk fortsatt den høyeste båndbredden, slik at brukere kan utveksle informasjon med hastigheter på opptil 100 Mbps (12 Mbps) eller opptil 1 Gbps (128 Mbps), avhengig av utstyret som brukes (Fast Ethernet eller Gigabit Ethernet). Og selv om moderne trådløse teknologier, rent teoretisk, også kan gi dataoverføring opptil 1,3 Gbps (Wi-Fi 802.11ac-standard), ser dette tallet i praksis mye mer beskjedent ut og overstiger i de fleste tilfeller ikke 150 - 300 Mbps. Årsaken til dette er de høye kostnadene for høyhastighets Wi-Fi-utstyr og det lave bruksnivået i gjeldende mobile enheter.

Som regel er alle moderne nettverk ordnet etter samme prinsipp: brukerdatamaskiner (arbeidsstasjoner) utstyrt med nettverksadaptere er sammenkoblet gjennom spesielle svitsjeenheter, som kan være: rutere (rutere), svitsjer (huber eller svitsjer), tilgangspunkter eller modemer. Vi vil snakke mer detaljert om deres forskjeller og formål nedenfor, men vet nå at uten disse elektroniske boksene vil det ikke fungere å kombinere flere datamaskiner samtidig til ett system. Det meste som kan oppnås er å lage et mininettverk av to PC-er, koble dem til hverandre.

Ikke glem at et lokalnett er et "produkt" med individuelle løsninger for hvert enkelt tilfelle, som ikke tåler en lite gjennomtenkt tilnærming. Det er derfor, som ethvert kvalitetsprodukt, et lokalt nettverk bør bygges av fagfolk. La oss se nærmere på hva vi trenger å vite for å utføre en kvalitetsinstallasjon.

Helt i begynnelsen må du bestemme de grunnleggende kravene for ditt fremtidige nettverk og dets omfang. Faktisk vil valget av nødvendig utstyr direkte avhenge av antall enheter, deres fysiske plassering og mulige tilkoblingsmetoder. Oftest er et hjemmenettverk kombinert og kan inkludere flere typer bytteenheter samtidig. For eksempel kan stasjonære datamaskiner kobles til nettverket ved hjelp av ledninger, og ulike mobile enheter (bærbare datamaskiner, nettbrett, smarttelefoner) kan kobles til via Wi-Fi.

Vurder for eksempel et diagram over et av de mulige alternativene for et hjemmenettverk. Det vil involvere elektroniske enheter designet for ulike formål og oppgaver, samt bruke en annen type tilkobling.

Som det fremgår av figuren kan flere stasjonære datamaskiner, bærbare datamaskiner, smarttelefoner, set-top-bokser (IPTV), nettbrett og mediespillere og andre enheter kombineres til et enkelt nettverk. La oss nå finne ut hva slags utstyr du trenger for å bygge ditt eget nettverk.

Nettverkskort

Et nettverkskort er en enhet som lar datamaskiner kommunisere med hverandre og utveksle data over et nettverk. Alle nettverkskort etter type kan deles inn i to store grupper - kablet og trådløst.

Kablede nettverkskort lar deg koble elektroniske enheter til et nettverk ved hjelp av Ethernet-teknologi ved hjelp av en kabel, mens trådløse nettverkskort bruker Wi-Fi-radioteknologi.

Som regel er alle moderne stasjonære datamaskiner allerede utstyrt med Ethernet-nettverkskort innebygd i hovedkortet, og alle mobile enheter (smarttelefoner, nettbrett) er utstyrt med Wi-Fi-nettverksadaptere. Samtidig er bærbare og ultrabook-maskiner stort sett utstyrt med begge nettverksgrensesnittene samtidig.

Til tross for det faktum at i det overveldende flertallet av tilfellene har datamaskinenheter innebygde nettverksgrensesnitt, noen ganger blir det nødvendig å kjøpe ekstra kort, for eksempel, å utstyre systemenheten med en trådløs Wi-Fi-kommunikasjonsmodul.

I henhold til deres konstruktive implementering er individuelle nettverkskort delt inn i to grupper - interne og eksterne. Interne kort er designet for installasjon i stasjonære datamaskiner ved hjelp av grensesnitt og deres tilsvarende PCI- og PCIe-spor. Eksterne kort kobles til via USB-kontakter eller eldre PCMCIA (kun bærbare datamaskiner).

Ruter (ruter)

Den viktigste og viktigste komponenten i et hjemmenettverk er en ruter eller ruter - en spesiell boks som lar deg kombinere flere elektroniske enheter til et enkelt nettverk og koble dem til Internett gjennom en enkelt kanal som tilbys av leverandøren din.

En ruter er en multifunksjonell enhet eller til og med en minidatamaskin med sitt eget innebygde operativsystem og minst to nettverksgrensesnitt. Den første av dem - LAN (Local Area Network) eller LAN (Local Area Network) tjener til å lage et internt (hjemme) nettverk, som består av datamaskinenhetene dine. Den andre - WAN (Wide Area Network) eller WAN (Global Area Network) brukes til å koble et lokalt nettverk (LAN) til andre nettverk og World Wide Web - Internett.

Hovedformålet med enheter av denne typen er å bestemme banen (rutingen) til pakker med data som brukeren sender til andre, større nettverk, eller ber om fra dem. Det er ved hjelp av rutere at enorme nettverk deles inn i mange logiske segmenter (undernett), hvorav ett er hjemmenettverket. Dermed hjemme kan hovedfunksjonen til ruteren kalles organiseringen av overføringen av informasjon fra det lokale nettverket til det globale, og omvendt.

En annen viktig oppgave for en ruter er å begrense tilgangen til hjemmenettverket ditt fra World Wide Web. Du vil garantert ikke være fornøyd hvis noen kan koble til datamaskinene dine og ta eller fjerne fra dem hva de vil.

Uansett hva dette skjer, bør dataflyten beregnet på enheter som tilhører et spesifikt subnett ikke gå utover grensene. Derfor velger og dirigerer ruteren fra den totale interne trafikken generert av deltakerne i det lokale nettverket til det globale nettverket kun den informasjonen som er ment for andre eksterne undernett. Dette sikrer sikkerheten til interne data og sparer den totale nettverksbåndbredden.

Hovedmekanismen som lar en ruter begrense eller hindre tilgang fra det offentlige nettverket (utenfor) til enheter på ditt lokale nettverk kalles NAT (Network Address Translation). Den gir også alle brukere av hjemmenettverk Internett-tilgang ved å konvertere flere interne enhetsadresser til én offentlig ekstern adresse gitt av Internett-leverandøren. Alt dette gjør det mulig for datamaskiner på et hjemmenettverk å enkelt utveksle informasjon med hverandre og motta den fra andre nettverk. Samtidig forblir dataene som er lagret i dem utilgjengelige for eksterne brukere, selv om tilgang til dem når som helst kan gis på din forespørsel.

Generelt kan rutere deles inn i to store grupper - kablet og trådløst. Allerede ved navnene er det klart at alle enheter er koblet til den første bare ved hjelp av kabler, og til den andre, både ved hjelp av ledninger, og uten at de bruker Wi-Fi-teknologi. Derfor, hjemme, er det oftest trådløse rutere som brukes til å tilby Internett- og nettverksdatautstyr ved hjelp av ulike kommunikasjonsteknologier.

For å koble til datamaskinenheter ved hjelp av kabler, har ruteren spesielle stikkontakter kalt porter. I de fleste tilfeller har ruteren fire LAN-porter for tilkobling av enhetene dine og en WAN-port for tilkobling av ISP-kabelen.

I mange tilfeller kan en ruter være den eneste komponenten som trengs for å bygge ditt eget lokale nettverk, siden resten rett og slett ikke er nødvendig. Som vi allerede har sagt, lar selv den enkleste ruteren deg koble til opptil fire datamaskinenheter ved hjelp av ledninger. Vel, antall utstyr som får samtidig tilgang til nettverket ved hjelp av Wi-Fi-teknologi kan til og med være i titalls eller til og med hundrevis.

Hvis antallet LAN-porter til ruteren på et tidspunkt slutter å være nok, kan en eller flere brytere (vi vil snakke om dem nedenfor) for å utvide kabelnettverket kobles til ruteren, som fungerer som splittere. .

Modem

I moderne datanettverk er et modem en enhet som gir tilgang til Internett eller tilgang til andre nettverk via vanlige kablede telefonlinjer (xDSL-klasse) eller ved hjelp av trådløse mobilteknologier (3G-klasse).

Modemer kan konvensjonelt deles inn i to grupper. Den første inkluderer de som kobles til en datamaskin via USB-grensesnittet og gir tilgang til nettverket for kun én spesifikk PC, som modemet er direkte koblet til. I den andre gruppen brukes de allerede kjente LAN- og / eller Wi-Fi-grensesnittene for å koble til en datamaskin. Deres tilstedeværelse indikerer at modemet har en innebygd ruter. Slike enheter kalles ofte kombinert, og de bør brukes til å bygge et lokalt nettverk.

Når du velger DSL-utstyr, kan brukere støte på visse problemer forårsaket av forvirring i navnene. Faktum er at ofte i utvalget av databutikker eksisterer to svært like klasser av enheter samtidig: modemer med innebygde rutere og rutere med innebygde modemer. Hva er forskjellen mellom dem?

Disse to gruppene av enheter har praktisk talt ingen viktige forskjeller. Produsenter posisjonerer selv en ruter med innebygd modem som et mer avansert alternativ, utstyrt med et stort antall tilleggsfunksjoner og forbedret ytelse. Men hvis du kun er interessert i grunnleggende funksjoner, for eksempel, som å koble alle datamaskiner på hjemmenettverket til Internett, så er det ingen spesiell forskjell mellom modemrutere og rutere der et DSL-modem brukes som eksternt nettverksgrensesnitt.

Så for å oppsummere, et moderne modem som du kan bygge et lokalt nettverk med, er faktisk en ruter som har et xDSL- eller 3G-modem som et eksternt nettverksgrensesnitt.

Bytte om

En svitsj eller svitsj tjener til å koble forskjellige noder i et datanettverk til hverandre og utveksle data mellom dem via kabler.

Disse nodene kan enten være separate enheter, for eksempel en stasjonær PC, eller hele grupper av enheter som allerede er integrert i et uavhengig nettverkssegment. I motsetning til en ruter har bryteren bare ett nettverksgrensesnitt - LAN og brukes hjemme som en hjelpeenhet hovedsakelig for å skalere lokale nettverk.

For å koble til datamaskiner ved hjelp av ledninger, som rutere, har brytere også spesielle socket-porter. I modeller rettet mot hjemmebruk er det vanligvis fem eller åtte av dem. Hvis antallet svitsjporter på et tidspunkt ikke lenger er nok til å koble til alle enheter, kan du koble en annen svitsj til den. Dermed kan du utvide hjemmenettverket ditt så mye du vil.

Brytere er delt inn i to grupper: administrerte og ikke-administrerte. Den første, som navnet tilsier, kan styres fra nettverket ved hjelp av spesiell programvare. Med avansert funksjonalitet er de dyre og brukes ikke i hjemmet. Uadministrerte brytere distribuerer automatisk trafikk og regulerer datautvekslingshastigheten mellom alle klienter på nettverket. Det er disse enhetene som er ideelle løsninger for å bygge små og mellomstore lokale nettverk, hvor antallet deltakere i informasjonsutvekslingen er lite.

Avhengig av modell kan bryterne gi en maksimal dataoverføringshastighet på enten 100 Mbps (Fast Ethernet) eller 1000 Mbps (Gigabit Ethernet). Gigabit-svitsjer brukes best til å bygge hjemmenettverk der det er planlagt å ofte overføre store filer mellom lokale enheter.

Trådløst hotspot

For å gi trådløs tilgang til Internett eller lokale nettverksressurser, i tillegg til en trådløs ruter, kan du bruke en annen enhet som kalles et trådløst tilgangspunkt.

I motsetning til en ruter har ikke denne stasjonen et eksternt WAN-nettverksgrensesnitt og er i de fleste tilfeller utstyrt med kun én LAN-port for tilkobling til en ruter eller svitsj. Dermed vil du trenge et tilgangspunkt hvis det lokale nettverket ditt bruker en vanlig ruter eller modem uten Wi-Fi-støtte.

Bruk av ekstra tilgangspunkter i et nettverk med trådløs ruter kan rettferdiggjøres i tilfeller der det kreves et stort Wi-Fi-dekningsområde. For eksempel kan det hende at signalstyrken til en trådløs ruter alene ikke er nok til å dekke hele området i et stort kontor eller landsted i flere etasjer.

Dessuten kan tilgangspunkter brukes til å organisere trådløse broer, slik at individuelle enheter, nettverkssegmenter eller hele nettverk kan kobles til hverandre ved hjelp av et radiosignal på de stedene hvor kabling er uønsket eller vanskelig.

Nettverkskabel, kontakter, stikkontakter

Til tross for den raske utviklingen av trådløse teknologier, bygges mange lokale nettverk fortsatt ved hjelp av ledninger. Disse systemene har høy pålitelighet, utmerket gjennomstrømning og minimerer muligheten for uautoriserte tilkoblinger til nettverket ditt fra utsiden.

For å lage et kablet lokalnettverk i hjemme- og kontorforhold brukes Ethernet-teknologi, hvor signalet overføres over det såkalte "twisted pair" (TP-Twisted Pair) - en kabel som består av fire kobbertråder tvunnet sammen (til redusere forstyrrelser).

Når du bygger datanettverk, brukes hovedsakelig uskjermet CAT5-kabel, og oftere dens forbedrede versjon av CAT5e. Kabler i denne kategorien kan overføre et signal med en hastighet på 100 Mbps når du bruker bare to par (halvparten) av ledninger, og 1000 Mbps når du bruker alle fire parene.

For å koble til enheter (rutere, brytere, nettverkskort og så videre) i endene av det tvunnede paret, brukes 8-pinners modulære kontakter, ofte referert til som RJ-45 (selv om deres riktige navn er 8P8C).

Avhengig av ditt ønske, kan du enten kjøpe ferdige (med krympede kontakter) nettverkskabler av en viss lengde, kalt "patch-kabler", i hvilken som helst databutikk, eller kjøpe tvunnet par og kontakter separat, og deretter lage dine egne kabler av ønsket størrelse i riktig mengde.

Ved å bruke kabler for å koble datamaskiner til et nettverk, kan du selvfølgelig koble dem direkte fra brytere eller rutere til kontaktene på nettverkskortene til PC-en din, men det er et annet alternativ - bruk av nettverksuttak.

I dette tilfellet er den ene enden av kabelen koblet til bryterporten, og den andre til de interne kontaktene til stikkontakten, til den eksterne kontakten som du senere kan koble til datamaskin- eller nettverksenheter.

Strømuttak kan enten monteres på vegg eller utvendig. Å bytte ut de utstikkende kabelendene med vegguttak vil legge til en estetisk appell til arbeidsområdet ditt. Det er også praktisk å bruke stikkontakter som referansepunkter for ulike nettverkssegmenter. For eksempel kan du installere en bryter eller ruter i korridoren til en leilighet, og deretter store kabler fra den til uttak i alle nødvendige rom. Dermed vil du få flere punkter plassert i forskjellige deler av leiligheten, som du når som helst kan koble til ikke bare datamaskiner, men også alle nettverksenheter, for eksempel ekstra brytere for å utvide hjemme- eller kontornettverket.

En annen liten ting du kan trenge når du bygger kabler er en skjøteledning som kan brukes til å koble sammen to tvunnede par med forhåndskrympede RJ-45-kontakter.

I tillegg til direkte bruk, er skjøteledninger praktiske å bruke i tilfeller der enden av kabelen slutter med ikke én kontakt, men to. Dette alternativet er mulig når du bygger nettverk med en båndbredde på 100 Mbit / s, der bare to par ledninger er tilstrekkelig for signaloverføring.

For å koble to datamaskiner til én kabel samtidig uten å bruke en svitsj, kan du også bruke en nettverksdeler. Men igjen, det er verdt å huske at i dette tilfellet vil den maksimale datautvekslingshastigheten være begrenset til 100 Mbit / s.

For mer informasjon om krymping av tvunnet par, tilkobling av uttak og egenskaper for nettverkskabler, les spesialmaterialet.

Nettverkstopologi

Nå som vi har blitt kjent med de grunnleggende komponentene i et lokalt nettverk, er det på tide å snakke om topologi. Enkelt sagt er en nettverkstopologi et diagram som beskriver plasseringene og måtene å koble til nettverksenheter på.

Det er tre hovedtyper nettverkstopologi: Buss, Ring og Star. I en busstopologi er alle datamaskiner på nettverket koblet til én felles kabel. For å integrere PC-er i et enkelt nettverk ved å bruke "Ring"-topologien, er de seriekoblet til hverandre, mens den siste datamaskinen er koblet til den første. I en Star-topologi er hver enhet koblet til nettverket gjennom en dedikert hub ved hjelp av en separat kabel.

Sannsynligvis har den oppmerksomme leseren allerede gjettet at for å bygge et hjemmenettverk eller et lite kontornettverk, brukes hovedsakelig "Star" -topologien, der rutere og brytere brukes som hub-enheter.

Oppretting av et nettverk ved hjelp av Zvezda-topologien krever ikke dyp teknisk kunnskap og store økonomiske investeringer. For eksempel, ved å bruke en svitsj som koster 250 rubler, kan du nettverk 5 datamaskiner på noen få minutter, og ved å bruke en ruter for et par tusen rubler, kan du til og med bygge et hjemmenettverk, og gi flere dusin enheter tilgang til Internett og lokale ressurser.

Andre utvilsomme fordeler med denne topologien er god skalerbarhet og enkel oppgradering. For eksempel oppnås forgrening og skalering av nettverket ved ganske enkelt å legge til flere huber med nødvendig funksjonalitet. Du kan også når som helst endre den fysiske plasseringen av nettverksenheter eller bytte dem for å oppnå en mer praktisk bruk av utstyr og redusere antall og lengde på tilkoblingsledninger.

Til tross for at "Star" -topologien lar deg raskt endre nettverksstrukturen, må plasseringen av ruteren, bryterne og andre nødvendige elementer tenkes ut på forhånd, under hensyntagen til rommets utforming, antall kombinerte enheter og metodene for tilkobling til nettverket. Dette vil minimere risikoen forbundet med kjøp av uegnet eller overflødig utstyr og optimalisere mengden av dine økonomiske kostnader.

Konklusjon

I dette materialet undersøkte vi de generelle prinsippene for å bygge lokale nettverk, hovedutstyret som brukes i dette tilfellet og dets formål. Nå vet du at hovedelementet i nesten ethvert hjemmenettverk er en ruter, som lar deg nettverke en rekke enheter ved hjelp av både kablede (Ethernet) og trådløse (Wi-Fi) teknologier, samtidig som alle får en enkelt Internett-tilkobling. . kanal.

Som tilleggsutstyr for å utvide LAN-tilkoblingspunkter med kabler, brukes brytere, faktisk er de splittere. For å organisere trådløse tilkoblinger brukes tilgangspunkter, som gjør det mulig å bruke Wi-Fi-teknologi ikke bare for å koble alle slags enheter trådløst til nettverket, men også for å koble hele segmenter av det lokale nettverket til hverandre i "bro"-modus.

For å forstå nøyaktig hvor mye og hva slags utstyr du trenger å kjøpe for å lage et fremtidig hjemmenettverk, må du først tegne topologien. Tegn et stedsdiagram over alle nettverksdeltakere som krever kabeltilkobling. Avhengig av dette, velg den optimale plasseringen for ruteren og, om nødvendig, ekstra brytere. Det er ingen enhetlige regler her, siden den fysiske plasseringen av ruteren og bryterne avhenger av mange faktorer: antall og type enheter, samt oppgavene som vil bli tildelt dem; layout og størrelse på rommet; krav til estetikken til typen svitsjingsnoder; muligheter for å legge kabler og annet.

Så snart du har en detaljert plan for ditt fremtidige nettverk, kan du begynne å gå videre til valg og kjøp av nødvendig utstyr, installasjon og konfigurasjon. Men vi vil snakke om disse emnene i vårt neste materiale.

Under presidenten for den russiske føderasjonen "

Bryansk filial

Institutt for matematikk og informasjonsteknologi

Retning av trening 230700.62 - Anvendt informatikk

KURSARBEID

Utforme et lokalt nettverk av en utdanningsinstitusjon

Alternativ 5

på kurset "Datasystemer, nettverk og telekommunikasjon"

Kiryushin R.O.

gruppe POO-12

veileder

Kvitko B.I.,

Cand. tech. Vitenskaper, prof. Stoler

Bryansk 2014

INNLEDNING 3

1. BESKRIVELSE AV DEN FORESLÅTE DESIGNLØSNING 9

1.1 BESKRIVELSE AV LAN-KOMMUNIKASJONSSKEMA 9

1.2 PLASSERING AV AKTIVT LAN-UTSTYR 11

2. BEREGNING AV SCS-KOMPONENTER 23

2.1 KABLER OG KABELSYSTEM 30

2.2 KABELKANALER OG MONTERINGSUTSTYR 36

3. TOTAL BEREGNING 39

KONKLUSJON 49

LISTE OVER KILDER OG REFERANSER 40

Introduksjon

Lokalnettverk er nettverk designet for behandling, lagring og overføring av data, og er et kabelsystem av et objekt (bygning) eller en gruppe objekter (bygninger). I dag er det vanskelig å forestille seg arbeidet til et moderne kontor uten et lokalt datanettverk; i dag kan mer enn én bedrift ikke klare seg uten et informasjons- og datanettverk.

Grunnen til å opprette et lokalt nettverk er:

· Kontroll over tilgang til viktige dokumenter;

· Felles behandling av informasjon;

· Dele filer.

Relevansen av dette arbeidet er at det å gi bedriften datamaskiner med et lokalt nettverk og Internett-tilgang gir ansatte:

· Utfør rask behandling av papirinformasjon, dens lagring;

· Opprettholde en elektronisk database over kundene dine;

· Ha tilgang til de nyeste artiklene, lovene osv. lokalisert på Internett;

· Bruk lokal og sikker e-post.

En gjenstand forskning - datanettverk.

Punkt forskning - lokalnettverk.

Målå utføre kursarbeidet er tilegnelse av praktiske ferdigheter i analyse av tekniske spesifikasjoner og utforming av et LAN av IEEE 802.3-standarden (Ethernet).

Oftest er lokale nettverk bygget på Ethernet- eller Wi-Fi-teknologier. For å bygge et enkelt lokalnettverk, brukes rutere, svitsjer, trådløse tilgangspunkter, trådløse rutere, modemer og nettverksadaptere. Mindre vanlig er medieomformere (omformere), signalforsterkere (repeatere av ulike slag) og spesialantenner.

For å utføre arbeidet må vi bli kjent med LAN, lære alle nyansene. For denne oppgaven trenger vi en analyse av litteraturen om dette emnet.

Utformingen av bygningenes bygninger er vist i figur 1.

Lokalene som arbeidsplassene skal ligge i, forent av det opprettede LAN, er presentert i tabell 1.

Planene for de vurderte etasjene i lokalene er vist i fig. 2, 3, 4.

Figur 4. Plan over tredje etasje i bygg 2

Lokalene som er presentert på byggeplanene har følgende dimensjoner: ett "vindustrinn" (bredden på et rom med ett vindu) - B 0 = 4m; dybden på alle rom (fra inngangen til vinduet) - L 0 = 6m; bredden på flervindusrommet - B j = B 0 m, hvor m er antall vinduer, j er nummeret på rommet; korridorbredde - B k = 2m; høyde på alle rom - H = 3m.

Arbeidsstasjoner og serverutstyr må kobles til LAN ved hjelp av IEEE 802.3 1000BASE-T-teknologi. Nabobygg skal tilkobles ved hjelp av IEEE 802.3ab-teknologi (gigabit-nettverk basert på fiberoptisk kabel), metoden for å legge fiberoptisk kabel er underjordisk. Vi anbefaler å bruke aktiv HP-maskinvare. Maksimal tid for strømforsyning fra UPS-lagringsenhetene er 20 minutter. Prosjektet bør sørge for tildeling av spesialrom for organisering av en nettverksadministrators arbeidsplass og plassering av aktivt LAN-utstyr. Formålet med det prosjekterte LAN er å gi kommunikasjon mellom de angitte etasjene i de to bygningene utdanningsinstitusjonen er lokalisert i, samt informasjonsutveksling mellom klasser innenfor etasjen. Kursarbeid utføres i henhold til en enhetlig teknisk oppgave (TOR) for utforming av et lokalt datanettverk til en utdanningsinstitusjon.

1. Beskrivelse av foreslått prosjekteringsløsning

Beskrivelse av opplegget for organisering av LAN-kommunikasjon

Nettverkstopologien er stjerne. Stjernetopologien er den raskeste av alle datanettverkstopologier, siden dataoverføring mellom arbeidsstasjoner går gjennom det sentrale stedet (med god ytelse) på separate linjer som bare brukes av disse arbeidsstasjonene. Hyppigheten av forespørsler om informasjonsoverføring fra en stasjon til en annen er lav (sammenlignet med det som oppnås i andre topologier). Nettverksbåndbredden bestemmes av prosessorkraften til noden og er garantert for hver arbeidsstasjon. Kollisjoner (kollisjoner) av data forekommer ikke. Kabeltilkoblingen er ganske enkel da hver arbeidsstasjon er koblet til en node. I et stjernenettverk er hver arbeidsstasjon koblet med en tvunnet parkabel til en hub. Huben gir en parallellkobling av PC-ene slik at alle datamaskiner koblet til nettverket kan kommunisere med hverandre.

Data fra sendestasjonen til nettverket overføres gjennom huben over alle kommunikasjonslinjer til alle PC-er. Informasjon kommer til alle arbeidsstasjoner, men mottas kun av de stasjonene den er beregnet på.

Denne topologien har imidlertid også sine ulemper, for eksempel avhenger ytelsen til datanettverket først og fremst av kapasiteten til den sentrale filserveren. Det kan være en flaskehals i et datanettverk. Ved svikt i sentralenheten blir driften av hele nettverket forstyrret. Kabelkostnadene er høye, spesielt når det sentrale stedet ikke er geografisk plassert i midten av topologien.

I samsvar med referansevilkårene vil følgende teknologier bli brukt i designet:

Gigabit Ethernet (IEEE 802.3ab 1000Base T). Denne teknologien vil bli brukt til å koble til LAN-abonnenter og for å koble serveren til LAN i stedet for Gigabit Ethernet IEEE 802.3 1000Base X-teknologien. IEEE 802.3ab-spesifikasjonen ble foreslått i 1999 for å gi dataoverføring med en hastighet på 1000 Mbps over UTP 5e kategori kabel og samtidig øke den maksimale lengden på nettverkssegmentet til 100 m.

IEEE 802.3ab 1000Base-SX. Vi vil bruke denne teknologien til å koble sammen bygninger og brytere inne i samme bygning (plassert langt fra hverandre), siden den lar deg koble til nettverkssegmenter plassert i en avstand på opptil 550 m, overføringshastigheten er 1000 Mbps, for tilkoblingen , brukes en fiberoptisk kabel (multimode fiber ) 50 eller 62,5 μm.

For organisering av et horisontalt delsystem (delsystemer av denne typen tilsvarer etasjene i en bygning) er det best å bruke en skjermet tvunnet parkabel i kategori 5e. Selv om det ikke er like praktisk for innendørs installasjon som en uskjermet tvunnet parkabel (og er betydelig dyrere), fungerer et nettverk bygget på skjermede komponenter betydelig mer pålitelig og oppfyller emisjons- og immunitetskravene satt av de europeiske standardene EN 55022 (klasse B). ) og EN 50082-1. Den lar deg overføre data med en hastighet på 1000 Mbps.

Innendørs fiberoptisk kabel vil bli brukt til å organisere det vertikale kabelsystemet som forbinder etasjene i bygget. Fordelen med FOC: overfører data over lange avstander, er ufølsom for elektromagnetisk og radiofrekvent interferens. Den største ulempen med FOC er kostnadene og kostnadene ved legging.

Campus-delsystemets funksjon vil være å bygge nettverk av delsystemene til de to bygningene. 1000 Base-SX-teknologi vil bli brukt for vertikale og campus-undersystemer.

På grunn av det store området av territoriet, et stort antall bygninger, verksteder, avdelinger og brukere (ca. 1500 brukere), for å øke produktiviteten og feiltoleransen til nettverket, er det nødvendig å dele det inn i logisk uavhengige objekter som vil være sammenkoblet av nodale nettverksenheter. Samtidig vil det å dele et stort nettverk i mindre gjøre det enklere å administrere. Dermed vil topologien til bedriftens LAN bli utført i form av en hierarkisk stjerne. En familie av høyhastighets Ethernet-versjoner vil bli brukt som koblingslagteknologi.

For å sikre ansvarsskillelse mellom brytere, vil en typisk arkitektur benyttes, bestående av: nettverkskjernesvitsjer, distribusjons- og aksessnivåsvitsjer. Brytere installert i kjernen av nettverket krever høy ytelse og robusthet. Siden ytelsen til hele nettverket vil avhenge av dem. Distribusjonssvitsjer vil bli plassert i hele virksomheten, nærmere gruppene av tilgangssvitsjer, som sluttbrukere av LAN-ressurser allerede er koblet til. Switchene til serverskapene er koblet direkte til switchen til nettverkskjernen, som betjener de såkalte SAN (Storage area network), lokale nettverk inne i serverskapene.

Virksomheten er delt inn i 5 soner, som hver vil betjenes fra sin egen distribusjonslagssvitsj. Soner velges basert på plassering og antall brukere. Enterprise LAN-diagrammet er vist i figur 2.

Logisk sett bør et så stort nettverk deles inn i flere mindre nettverk. Denne tilnærmingen vil forbedre nettverksytelsen, siden kringkasting og annen "uvittig trafikk" ikke vil forplante seg på tvers av alle nettverk og ta opp nettverksbåndbredde. Ved nettverksfeil som kringkastingsstormer vil bare en liten logisk del av nettverket svikte, og problemet kan identifiseres og rettes mye raskere. Det vil si at i dette tilfellet er bekvemmeligheten av nettverksadministrasjon gitt. Når du utfører noe arbeid med å gjenoppbygge nettverket, vil det være mulig å gjøre dette i deler, noe som forenkler arbeidet til nettverksadministratorer og lar deg ta ut av drift et lite antall brukere under arbeidet.

Figur 2 - Enterprise LAN-topologi

Den virtuelle lokale nettverksteknologien (VLAN) vil bli brukt til å dele nettverket inn i. Hver underavdeling, og noen ganger en gruppe mindre underavdelinger, vil ha sitt eget virtuelle nettverk. Det vil også bli opprettet flere vlans for å koble svitsjene til nettverkskjernen og distribusjonslaget. Hvert slikt nettverk vil bruke unike nettverksadresser. Virtuelle nettverk vil bruke portene til svitsjene på kjerne- og distribusjonsnivåene for å plassere underavdelinger i deres unike vlans. Dette vil bli gjort under konfigurasjonen av aktive nettverksenheter.

Som du kan se av diagrammet, vil flere logiske kanaler bli brukt for å koble sammen kjerne- og distribusjonsbryterne. Nettverkskjernetopologien "stjerne + ring" vil bli implementert. Fra kjernebryteren divergerer kanalene som en stjerne til distribusjonsbryterne, de er uthevet i blått på diagrammet. Dermed oppnås en "stjerne". Disse koblingene vil bli allokert til et eget vlan, som kun brukes til kommunikasjon mellom ryggradsvitsjene.

Linkene som skal koble ryggradsbryterne i en "ring" er uthevet i gult. Sløyfer på Ethernet-nettverk var tidligere uakseptable. Men kravene til nettverkets pålitelighet førte til utviklingen av teknologier som er i stand til å støtte redundante tilkoblinger i nettverket for kanalredundans. Ethernet Ring Protection Switching (ERPS) er en av teknologiene som lar deg organisere feiltolerante nettverkstopologier. Den ble valgt, i stedet for Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP), for den raske gjenopprettingstiden til nettverket i tilfelle feil på en av koblingene. For RSTP er konvergenstiden mindre enn 10 sekunder, mens den for ERPS er mindre enn 50 millisekunder. Dette vil også være et eget vlan som kun brukes av ryggradsbryterne.

Dynamisk ruting vil bli brukt til å koble sammen alle virtuelle nettverk og finne ruter mellom dem. Nemlig Open Shortest Path First versjon 2 (OSPFv2) protokollen. Hver av ryggradsbryterne vil ha muligheten til å operere på lag 3 av OSI-modellen, det vil si at det vil være en L3-svitsj. Én ryggradssone vil bli tildelt i OSPF-protokolldomenet. Den vil kun inneholde rutere (innebygd i L3-svitsjer), som vil utveksle informasjon om de virtuelle nettverkene som er koblet til dem. Denne protokollen krever en OSPF Designated root (DR) domenerot og en Backup designated root (BDR). En kjernenivåsvitsj vil bli brukt som DR, og en av distribusjonsnivåsvitsjen skal brukes som BDR.

Hver brukertilgangslagsbryter vil bli brukt i dens spesifikke vlan som er tildelt den på distribusjonslagssvitsjen. I noen tilfeller kan slike brytere brukes til å koble brytere til dem for færre porter, men dette spiller ingen rolle for logikken i nettverket.

Dermed er en produktiv, feiltolerant og lett skalerbar lokalnettverksarkitektur organisert.

Tenk på et typisk lite kontor. Anta at det har flere ledere (la det være tre), en sekretær, en regnskapsfører og en direktør. Hver arbeidsplass har en datamaskin, og kontoret har også én dedikert internettkanal med en permanent ekte IP-adresse (for eksempel 195.34.10.134) og domenenavnet myoffice.ru.

La oss nå bestemme hva vi vil gjøre.

• forene alle datamaskiner til et lokalt nettverk (LAN);
• organisere utskrift fra alle arbeidsplasser til en nettverksskriver;
• koble til og konfigurere en Internett-kanal;
• organisere Internett-tilgang fra alle datamaskiner på det lokale nettverket .;
• beskytte det lokale nettverket mot eksterne inntrengninger;
• installere og konfigurere nettverkstjenester: WEB-server, e-postserver, fil, FTP, proxy, etc .;
• organisere ekstern modemtilgang til kontornettverket hjemmefra med muligheten til å bruke kontorets Internett-kanal

La oss nå begynne å designe nettverksstrukturen.

Vi vil løse problemet med å bygge et enkelt lokalt nettverk på grunnlag av en stabel (sett) med TCP / IP-protokoller.

Først, la oss velge en rekke IP-adresser for vårt lokale nettverk. La oss dvele ved adressene som er reservert for bruk i private nettverk: 192.168.0.0-192.168.255.255. For vårt lokale nettverk bruker vi adresseringen 192.168.20.0/24, hvor "/ 24" er den forkortede notasjonen for nettverksmasken 255.255.255.0. Hvert slikt nettverk (klasse "C") kan bruke opptil 254 unike verter, noe som er nok for oss. Den permanente ip-adressen (195.34.10.134) på ​​Internett ble gitt til oss av leverandøren i henhold til problemformuleringen.

I et enkelt tilfelle kan nettverket vårt ha følgende topologi:

Som det fremgår av figur 1, er de fleste nettverkstjenestene plassert på én datamaskin, som er koblet til Internett via ett nettverksgrensesnitt, til det lokale nettverket på kontoret gjennom et annet, og til hjemmedatamaskinen via en modemforbindelse. Hvert nettverksgrensesnitt på denne datamaskinen har sin egen IP-adresse: 195.34.10.134 - på Internett, 192.168.20.1 - på et lokalt nettverk, 192.168.40.1 - med en ekstern tilkobling. Dermed spiller denne datamaskinen rollen som både en ruter og en brannmur og servere: web, e-post, databaser osv. (En ruter - i vårt tilfelle spiller rollen som en gateway til Internett. Du kan spørre: hvorfor er det nødvendig, hva gjør det? Jeg vil svare som en vannkoker: en ruter tar for seg ruting ... pakker mellom subnett, men i vårt tilfelle vil den ganske enkelt "distribuere" Internett til alle datamaskiner på vårt lokale nettverk). Men en slik struktur har ulemper: for det første er det farlig å "legge alle eggene dine i en kurv" (et slikt nettverk er veldig sårbart for angrep og ikke veldig pålitelig - taperen mister alt), og for det andre er belastningen ikke optimal distribuert i den, og for det tredje er det upraktisk å administrere - enhver feil eller funksjonsfeil på hovedserveren lammer nesten fullstendig arbeidet til hele det lokale nettverket. Til tross for manglene ved dette alternativet, vil vi hovedsakelig bruke det i fremtiden, fordi her vurderer vi de enkleste og billigste løsningene for små kontorer og hjemme. De følgende to diagrammene er kun gitt for informasjon, og du trenger ikke å fordype deg i dem.

Nå vil vi endre nettverkstopologien litt for å eliminere noen av manglene (se fig. 2).

Her fungerer ruteren kun som en gateway til Internett og en brannmur, og nettverkstjenester er plassert inne i det lokale nettverket, ideelt sett hver på en egen datamaskin. Nå lammer ikke feilen på én server andre. Men denne nettverkstopologien har også en ulempe: arbeidsstasjoner og servere er på samme nettverkssegment, noe som potensielt reduserer påliteligheten og ytelsen.

Derfor kan det være bedre å skille Internett-servere i et eget segment (se fig. 3).

I dette tilfellet er det lokale nettverket på ett nettverkssegment, og Internett-serverne på et annet.

Det kan være andre topologier i det lokale nettverket, alt avhenger av de spesifikke målene og betingelsene, men for å forenkle oppgaven vil vi fokusere på den første nettverkstopologien (fig. 1), til tross for dens mangler, siden for eksperimenter - det spiller ingen rolle.

Nå er det på tide å tenke på hvilken maskinvare og programvare (programvare) vi bør implementere vårt enkle lokale nettverk. Spesifikke implementeringer vil bli beskrevet i de følgende artiklene, her vil vi berøre generelle problemstillinger.

Tiden har gått da ledelsen i selskaper ikke kunne tenke på lovligheten av de installerte programmene. Nå betraktes brudd på opphavsrett som alvorlige forbrytelser, så vi vil kun vurdere lisensiert programvare ut av skade (for å minimere risikoen). Optimalisering av kostnader når du bytter til lisensierte programmer for små organisasjoner vil bli diskutert i en egen artikkel 146УК (bare tuller :)))).

Som en inngangsport til Internett kan du bruke:

• Windows-datamaskin (dyr løsning);
• FreeBSD / Linux datamaskin;
• maskinvareruter (den enkleste og billigste løsningen - fra $ 50).

Fra noen kule guruer som jobber i store organisasjoner, vil du mest sannsynlig høre en anbefaling om å installere MS Windows 2003 Server på serveren, installere ISA (for å organisere Internett-tilgang), en MS Exchange e-postserver på den, installere Windows XP Pro på klientdatamaskiner og ta dem til domenet , og bruk 1C i terminalmodus.

I prinsippet er dette et funksjonelt optimalt alternativ ... for store organisasjoner, men vi er ikke monstre, vi er et lite kontor for 3-10 PC-er. Beregn i henhold til prislisten til Microsoft-partnere hvor mange tusen (titalls tusen) dollar en slik løsning vil koste deg. Derfor, i de følgende artiklene, vil hovedsakelig billige alternativer bli vurdert, der gratis FreeBSD eller Linux vil bli brukt på serveren (gateway), og på Windows XP HomeEdition (eller Professional) klientmaskiner ... eller til og med Linux Ubuntu.

Moderne datateknologier kan ikke forestilles uten å kombinere alle typer enheter i form av stasjonære terminaler, bærbare datamaskiner eller til og med mobile enheter i et enkelt nettverk. En slik organisasjon gjør det ikke bare mulig å raskt utveksle data mellom ulike enheter, men også å bruke datamulighetene til alt utstyr som er koblet til ett nettverk, for ikke å snakke om muligheten til å få tilgang til perifere komponenter som skrivere, skannere osv. Union? For å forstå dem er det nødvendig å vurdere et lokalt nettverk, ofte kalt en topologi, som vil bli diskutert senere. I dag er det flere grunnleggende klassifikasjoner og typer for å kombinere enheter som støtter nettverksteknologier i ett nettverk. Selvfølgelig snakker vi om de enhetene som spesielle kablede eller trådløse nettverksadaptere og moduler er installert på.

Lokale nettverksdiagrammer: grunnleggende klassifisering

Først av alt, når man vurderer enhver type organisering av datanettverk, er det nødvendig å utelukkende starte fra metoden for å kombinere datamaskiner til en enkelt helhet. Det er to hovedretninger som brukes til å lage et lokalt nettverksdiagram. Nettverkstilkoblingen kan være enten kablet eller trådløs.

I det første tilfellet brukes spesielle koaksialkabler eller vridd par. Denne teknologien kalles Ethernet-tilkoblinger. Imidlertid, hvis koaksialkabler brukes i et lokalnettverk, er deres maksimale lengde omtrent 185-500 m ved en dataoverføringshastighet på ikke mer enn 10 Mbit/s. Hvis tvunnet par av klassene 7, 6 og 5e brukes, kan lengden deres være 30-100 m, og båndbredden varierer fra 10-1024 Mbps.

En trådløs ordning for tilkobling av datamaskiner i et lokalt nettverk er basert på overføring av informasjon gjennom et radiosignal, som distribueres mellom alle tilkoblede enheter, distribusjonsenheter, som kan være rutere (rutere og modemer), tilgangspunkter (vanlige datamaskiner, bærbare datamaskiner). , smarttelefoner, nettbrett), koblingsenheter (switcher, huber), signalrepeatere (repeatere) etc. I en slik organisasjon benyttes fiberoptiske kabler som kobles direkte til hovedsignalfordelerutstyret. På sin side øker avstanden som informasjon kan overføres over til ca 2 km, og i radiofrekvensområdet brukes hovedsakelig frekvenser på 2,4 og 5,1 MHz (IEEE 802.11-teknologi, bedre kjent som Wi-Fi).

Kablede nettverk anses å være mer beskyttet mot ytre påvirkninger, siden det ikke alltid er mulig å få direkte tilgang til alle terminaler. Trådløse strukturer taper ganske sterkt i denne forbindelse, fordi, hvis ønskelig, en kompetent angriper enkelt kan beregne nettverkspassordet, få tilgang til den samme ruteren og gjennom den komme til en hvilken som helst enhet som for øyeblikket bruker et Wi-Fi-signal. Og veldig ofte i de samme offentlige etater eller i forsvarsbedrifter i mange land, er bruk av trådløst utstyr strengt forbudt.

Klassifisering av nettverk etter type tilkobling mellom enheter

Separat kan vi skille ut en fullt tilkoblet topologi av skjemaer for tilkobling av datamaskiner i et lokalt nettverk. Slik organisering av forbindelse innebærer bare at absolutt alle terminaler som er inkludert i nettverket har kommunikasjon med hverandre. Og som allerede klart, er en slik struktur praktisk talt ubeskyttet når det gjelder eksternt inntrenging eller når inntrengere trenger inn i nettverket gjennom spesielle virusormprogrammer eller spionprogrammer, som i utgangspunktet kan skrives på flyttbare medier, som de samme uerfarne ansatte i bedrifter uten å vite det kunne koble til. til datamaskinene dine.

Det er grunnen til at andre tilkoblingsordninger oftest brukes i det lokale nettverket. En av disse kan kalles en honeycomb-struktur, hvorfra visse innledende bindinger er fjernet.

Generell ordning for tilkobling av datamaskiner i et lokalt nettverk: konseptet med hovedtyper av topologi

La oss nå dvele kort ved kablede nettverk. De kan bruke flere av de vanligste typene av lokale nettverksdiagrammer. De mest grunnleggende typene er stjerne-, buss- og ringstrukturer. Riktignok er det den første typen og dens derivater som har fått størst anvendelse, men det kan ofte finnes blandede typer nettverk, der kombinasjoner av alle tre hovedstrukturene brukes.

Stjernetopologi: fordeler og ulemper

«Stjerne» lokalnettopplegget regnes som det vanligste og mest brukte i praksis når det gjelder å bruke de grunnleggende tilkoblingstypene så å si i sin rene form.

Essensen av en slik kombinasjon av datamaskiner til en enkelt helhet er at de alle er koblet direkte til den sentrale terminalen (serveren) og har ingen forbindelser med hverandre. Absolutt all overført og mottatt informasjon går direkte gjennom den sentrale noden. Og det er denne konfigurasjonen som anses som den sikreste. Hvorfor? Ja, bare fordi introduksjonen av de samme virusene i et nettverksmiljø kan gjøres enten fra en sentral terminal, eller gjennom den fra en annen datamaskinenhet. Det virker imidlertid svært tvilsomt at en slik ordning for det lokale nettverket til en bedrift eller en statlig institusjon ikke vil gi et høyt beskyttelsesnivå for den sentrale serveren. Og det vil være mulig å implementere spyware fra en egen terminal bare hvis du har fysisk tilgang til den. I tillegg, fra siden av den sentrale noden, kan det pålegges ganske alvorlige begrensninger på hver nettverksdatamaskin, noe som spesielt ofte kan observeres når du bruker nettverksoperativsystemer, når datamaskiner ikke engang har harddisker, og alle hovedkomponentene i operativsystemet lastes direkte fra hovedterminalen.

Men det er også ulemper her. Dette skyldes først og fremst de økte økonomiske kostnadene ved kabling dersom hovedserveren ikke er i sentrum av den topologiske strukturen. I tillegg avhenger hastigheten på informasjonsbehandling direkte av datafunksjonene til den sentrale noden, og hvis den svikter, henholdsvis på alle datamaskiner som er inkludert i nettverksstrukturen, blir kommunikasjonen ødelagt.

Busskrets

Tilkoblingsskjemaet i et lokalt nettverk av typen "buss" er også en av de vanligste, og organiseringen er basert på bruk av en enkelt kabel, gjennom grenene som alle terminaler er koblet til nettverket, inkludert den sentrale server.

Den største ulempen med denne strukturen er de høye kostnadene ved kabling, spesielt for de tilfellene når terminalene er plassert i tilstrekkelig stor avstand fra hverandre. På den annen side, hvis en eller flere datamaskiner svikter, blir ikke kommunikasjonen mellom alle andre komponenter i nettverksmiljøet forstyrret. I tillegg, når du bruker et slikt lokalt nettverksskjema, dupliseres gjennomgående hovedkanalen veldig ofte i forskjellige seksjoner, noe som gjør det mulig å unngå skaden eller umuligheten av levering til destinasjonen. Men sikkerheten i en slik struktur lider dessverre ganske dårlig, siden gjennom sentralkabelen kan ondsinnede viruskoder trenge inn i alle andre maskiner.

Ringstruktur

Ringdiagrammet (topologien) kan på en måte kalles moralsk foreldet. I dag brukes den ikke i nesten hvilken som helst nettverksstruktur (kanskje bare i blandede typer). Dette skyldes nettopp prinsippene om å kombinere individuelle terminaler til én organisasjonsstruktur.

Datamaskiner er koblet til hverandre i serie og med kun én kabel (grovt sett ved inngang og utgang). Selvfølgelig reduserer denne teknikken materialkostnadene, men i tilfelle feil på minst en nettverksenhet, blir integriteten til hele strukturen krenket. Hvis jeg kan si det, i et bestemt område der en skadet terminal er til stede, stopper overføringen (passasjen) av data ganske enkelt. Følgelig, når farlige datamaskintrusler trenger inn i nettverket, går de også sekvensielt fra en terminal til en annen på samme måte. Men hvis det er til stede i et av områdene med pålitelig beskyttelse, vil viruset bli eliminert og vil ikke gå videre.

Blandede typer nettverk

Som nevnt ovenfor er hovedtypene av lokale nettverksordninger i sin rene form praktisk talt ikke funnet. Blandede typer ser mye mer pålitelige ut når det gjelder sikkerhet, kostnader og enkel tilgang, der elementer av hovedtypene av nettverksopplegg kan være til stede.

Så veldig ofte kan du finne nettverk med en trelignende struktur, som i utgangspunktet kan kalles en slags "stjerne", siden alle grener kommer fra ett punkt, kalt roten. Men organiseringen av grener i et slikt koblingsskjema over et lokalt nettverk kan inneholde både ring- og bussstrukturer, som deler seg i ytterligere grener, ofte referert til som subnett. Det er klart at en slik organisasjon er ganske kompleks, og når du oppretter den, er det nødvendig å bruke ytterligere tekniske enheter som nettverkssvitsjer eller splittere. Men som de sier, målet rettferdiggjør midlene, fordi takket være en så kompleks struktur kan viktig og konfidensiell informasjon beskyttes veldig pålitelig, ved å isolere den i subnettgrener og praktisk talt begrense tilgangen til den. Det samme gjelder dekommisjonering av komponentene. Med dette arrangementet av lokale nettverksdiagrammer er det helt unødvendig å bruke kun ett sentralt sted. Det kan være flere av dem, og med helt andre beskyttelses- og tilgangsnivåer, noe som øker det totale sikkerhetsnivået ytterligere.

Logistisk topologi

Når du organiserer nettverksstrukturer, er det spesielt viktig å ta hensyn til metodene for dataoverføring som brukes. I dataterminologi kalles slike prosesser vanligvis logistisk eller logisk topologi. Samtidig kan fysiske metoder for overføring av informasjon i ulike strukturer avvike betydelig fra logiske. Det er i hovedsak logistikk som bestemmer overførings-/mottaksrutene. Det kan ofte observeres at når man bygger et nettverk i form av en "stjerne", utveksles informasjon ved hjelp av en busstopologi, når signalet kan mottas samtidig av alle enheter. I sirkulære logiske strukturer kan du finne situasjoner der signaler eller data bare mottas av de terminalene de er beregnet på, selv om de passerer sekvensielt gjennom alle medfølgende lenker.

De mest kjente nettverkene

Ovenfor er det så langt kun blitt vurdert konstruksjon av lokale nettverksdiagrammer basert på Ethernet-teknologi, som i sine enkleste termer bruker adresser, protokoller og TCP/IP-stabler. Men i verden kan du finne et stort antall nettverksstrukturer som har forskjellige prinsipper for nettverksorganisering fra de ovennevnte. De mest kjente av alle (unntatt Ethernet som bruker logisk busstopologi) er Token Ring og Arcnet.

Token Ring-nettverksstrukturen ble en gang utviklet av det velkjente IBM-selskapet og er basert på det logiske oppsettet til det lokale nettverket "token ring", som bestemmer tilgangen til hver terminal til den overførte informasjonen. I fysiske termer brukes også en ringstruktur, men den har sine egne egenskaper. For å kombinere datamaskiner til en enkelt helhet er det mulig å bruke enten tvunnet par eller fiberoptisk kabel, men dataoverføringshastigheten er kun 4-16 Mbit/s. Men "stjerne"-markeringssystemet tillater overføring og mottak av data kun til de terminalene som har rett til det (merket med en markør). Men den største ulempen med en slik organisasjon er at bare én stasjon på et bestemt tidspunkt kan ha slike rettigheter.

Ikke mindre interessant er Arcnets lokale nettverksopplegg, opprettet i 1977 av Datapoint, som mange eksperter kaller den rimeligste, enkle og veldig fleksible strukturen.

Koaksiale eller fiberoptiske kabler kan brukes til å overføre informasjon og koble sammen datamaskiner, men muligheten for å bruke tvunnet par er heller ikke utelukket. Riktignok kan denne strukturen ikke kalles spesielt produktiv med tanke på hastigheten på mottak / overføring, siden utveksling av pakker maksimalt kan utføres med en tilkoblingshastighet på ikke mer enn 2,5 Mbit / s. "Stjerne"-skjemaet brukes som en fysisk forbindelse, og en "markeringsbuss" i den logiske forbindelsen. Med rettighetene til å motta/sende er situasjonen nøyaktig den samme som i tilfellet med Token Ring, bortsett fra at informasjonen som sendes fra én maskin er tilgjengelig for absolutt alle terminaler i nettverksmiljøet, og ikke for en hvilken som helst maskin.

Hurtigstartguide for kablede og trådløse tilkoblinger

La oss nå kort dvele ved noen viktige punkter ved opprettelsen og bruken av noen av de beskrevne lokale nettverksordningene. Tredjepartsprogrammer ved bruk av noen av de kjente operativsystemene er ikke påkrevd for å utføre slike handlinger, siden de grunnleggende verktøyene er inkludert i standardsettene fra begynnelsen. Imidlertid er det i alle fall nødvendig å ta hensyn til noen viktige nyanser angående innstillingen av IP-adresser, som brukes til å identifisere datamaskiner i nettverksstrukturer. Det er bare to varianter - statiske og dynamiske adresser. Den første, som det allerede fremgår av navnet, er konstant, og den andre kan endres med hver ny tilkobling, men verdiene deres er utelukkende i samme område satt av kommunikasjonstjenesteleverandøren (ISP).

Kablede bedriftsnettverk bruker ofte statiske adresser som er tildelt hver maskin på nettverket for å gi høyhastighets datautveksling mellom nettverksterminaler, mens trådløse nettverk vanligvis bruker dynamiske adresser.

For å angi de angitte parametrene til en statisk adresse i Windows-systemer, brukes parametrene til IPv4-protokollen (i det post-sovjetiske rommet er den sjette versjonen ennå ikke spesielt utbredt).

I egenskapene til protokollen er det nok å registrere IP-adressen for hver maskin, og parametrene til subnettmasken og standard gateway er vanlige (med mindre det brukes en trestruktur med mange subnett), noe som ser veldig praktisk ut fra synspunkt for hurtigkoblingsoppsett. Til tross for dette kan dynamiske adresser også brukes.

De tildeles automatisk, som det er et spesielt element for i innstillingene til TCP / IP-protokollen; til enhver tid tildeles de til nettverksmaskiner direkte fra den sentrale serveren. Utvalget av tildelte adresser oppgis av leverandøren. Men dette betyr slett ikke at adressene gjentas. Som du vet, kan det ikke være to identiske eksterne IP-er i verden, og i dette tilfellet snakker vi enten om det faktum at de bare endres innenfor nettverket eller overføres fra en maskin til en annen når en ekstern adresse viser seg å være ledig .

Når det gjelder trådløse nettverk, når det brukes rutere eller tilgangspunkter for den første tilkoblingen som sender (kringkaster eller forsterker) signalet, ser oppsettet enda enklere ut. Hovedbetingelsen for denne typen tilkobling er å stille inn automatisk anskaffelse av en intern IP-adresse. Uten dette vil ikke forbindelsen fungere. Den eneste parameteren som kan endres er adressene til DNS-serverne. Til tross for den innledende innstillingen av deres automatiske kvittering, er det ofte (spesielt når tilkoblingshastigheten reduseres) å stille inn slike parametere manuelt, for eksempel ved å bruke gratis kombinasjoner distribuert av Google, Yandex, etc.

Til slutt, selv om det bare er et visst sett med eksterne adresser, som enhver datamaskin eller mobilenhet identifiseres med på Internett, kan de også endres. Det finnes mange spesialprogrammer for dette. Det lokale nettverksskjemaet kan ha hvilken som helst av variantene ovenfor. Og essensen av å bruke slike verktøy, som oftest representerer enten VPN-klienter eller eksterne proxy-servere, er å endre den eksterne IP-en, som, hvis noen ikke vet, har en klar geografisk referanse, til en ledig adresse som ligger i en fullstendig annen plassering (selv ved verdens ende). Du kan bruke slike verktøy direkte i nettlesere (VPN-klienter og utvidelser) eller gjøre endringer på nivået av hele operativsystemet (for eksempel ved å bruke SafeIP-applikasjonen), når noen applikasjoner som kjører i bakgrunnen trenger tilgang blokkert eller utilgjengelig for en visse regions internettressurser.

Epilog

Ved å oppsummere alt det ovenstående kan det trekkes flere hovedkonklusjoner. Det første og viktigste gjelder det faktum at de grunnleggende tilkoblingsskjemaene stadig endres, og de blir praktisk talt aldri brukt i den opprinnelige versjonen. De mest avanserte og sikreste er komplekse trestrukturer, der flere underordnede (avhengige) eller uavhengige undernett kan brukes i tillegg. Til slutt, uansett hvem som sier noe, på det nåværende stadiet av utviklingen av datateknologi, er kablede nettverk, selv til tross for de høye økonomiske kostnadene ved opprettelsen, fortsatt et kutt og høyere når det gjelder sikkerhet enn de enkleste trådløse. Men trådløse nettverk har én ubestridelig fordel - de lar deg kombinere datamaskiner og mobile enheter som kan være geografisk fjernt fra hverandre over svært lange avstander.