Lokal dator nätverk. LAN-typer och egenskaper
Lokalt datanätverk är ett distribuerat databehandlingssystem som täcker en liten yta (upp till 10 km i diameter) inom institutioner, forskningsinstitut, universitet, banker, kontor, etc., det är ett system av sammankopplade och distribuerade informationsöverförings- och bearbetningsfaciliteter över ett fast territorium , inriktad på kollektivt bruk i allmänhet nätverksresurser- hårdvara, information, mjukvara. Ett LAN kan betraktas som ett kommunikationssystem som stöder, inom en byggnad eller något begränsat område, en eller flera höghastighetsinformationsöverföringskanaler som tillhandahålls till anslutna abonnentsystem (AS) för kortvarig användning.
I den generaliserade LAN-strukturen en uppsättning abonnentnoder, eller system (deras antal kan vara från tiotals till hundratals), servrar och ett kommunikationsundernätverk (CP).
Huvudnätverkskomponenter är kablar (överföringsmedia), arbetsstationer (nätverksanvändares arbetsstation), nätverkskort (nätverkskort), nätverksservrar.
Arbetsstationer (PC) I ett LAN används som regel persondatorer (PC). På datorer implementerar nätverksanvändare tillämpade uppgifter, vars implementering är förknippad med konceptet med en datorprocess.
Nätverksservrar - dessa är hård- och mjukvarusystem som utför funktionerna att hantera distributionen av delade nätverksresurser, som också kan fungera som en vanlig abonnentsystem. Serverhårdvaran som används är en ganska kraftfull PC, en minidator, en stordator eller en dator utformad specifikt som en server. Det kan finnas flera olika servrar för hantering av nätverksresurser, men det finns alltid en (eller flera) filserver (databasserver) för hantering av extern lagring allmänhetens tillgång och organisation av distribuerade databaser (RDB).
Arbetsstationer och servrar är anslutna till kommunikationssubnätkabeln med hjälp av gränssnittskort - nätverkskort (NA). SA:s huvudfunktioner: organisera mottagning (överföring) av data från (till) en PC, koordinera hastigheten för mottagning (överföring) av information (buffring), bildande av ett datapaket, parallell-seriell konvertering (konvertering), kodning (avkoda) data, kontrollera överföringens korrekthet, upprätta förbindelse med den erforderliga nätabonnenten, organisera det faktiska datautbytet. I vissa fall ökar listan över CA-funktioner avsevärt, och då är de byggda på basis av mikroprocessorer och inbyggda modem.
I ett LAN, tvinnat par, koaxialkabel och fiberoptisk kabel.
Utöver ovanstående använder LAN följande: nätverkshårdvara:
transceivrar (sändtagare) och repeaters (repeaters) - för att kombinera lokala nätverkssegment med en busstopologi;
nav (hubbar) - för att bilda ett nätverk av godtycklig topologi (aktiva och passiva nav används);
broar - För kombinera lokala nätverk till en enda helhet och öka prestandan för denna helhet genom att reglera trafik (användardata) mellan enskilda subnät;
routrar och switchar - att implementera växlings- och routingfunktioner vid hantering av scheman i segmenterade (bestående av sammankopplade segment) nätverk. Till skillnad från broar, som ger nätverkssegmentering till fysisk nivå,Rotrar utför ett antal "intelligenta" funktioner när de hanterar schemat. Switchar, som utför nästan samma funktioner som routrar, överträffar dem i prestanda och har lägre latens (maskinvarufördröjning mellan att ta emot och skicka information);
modem (modulatorer - demodulatorer) - för att matcha digitala signaler som genereras av en dator med analoga signaler från en typisk modern telefonlinje;
analysatorer - att kontrollera kvaliteten på nätverkets funktion;
nätverkstestare - för att kontrollera kablar och hitta fel i det installerade kabelsystemet.
Huvudegenskaper hos LAN:
Nätverkets territoriella omfattning (längden på den gemensamma kommunikationskanalen);
Maximal dataöverföringshastighet;
Maximalt antal AC uppkopplad;
Maximalt möjliga avstånd mellan arbetsstationer i nätverket;
Nätverks topologi;
Typ av fysiskt dataöverföringsmedium;
Maximalt antal dataöverföringskanaler;
Typ av signalöverföring (synkron eller asynkron);
Metod för abonnentåtkomst till nätverket;
Nätverksmjukvarustruktur;
Kan sända röst- och videosignaler;
Villkor för tillförlitlig nätverksdrift;
Möjlighet till LAN-kommunikation med varandra och med nätverket mer hög nivå;
Möjligheten att använda prioritetsinställningsproceduren samtidigt som abonnenter kopplas till en gemensam kanal.
Till det mest typiska LAN-applikationsområden inkluderar följande.
Ordbehandling - en av de vanligaste funktionerna i informationsbehandlingsverktyg som används i ett LAN. Överföring och bearbetning av information i ett nätverk som används på ett företag (organisation, universitet, etc.) säkerställer en verklig övergång till "papperslös" teknik, som helt eller delvis ersätter skrivmaskiner.
Organisation av egna informationssystem, innehållande automatiserade databaser - individuella och allmänna, koncentrerade och distribuerade. Varje organisation eller företag kan ha sådana databaser.
Informationsutbyte mellan AS-nätverk är ett viktigt sätt att minska pappersarbetet till ett minimum. Dataöverföring och kommunikation upptar en speciell plats bland nätverksapplikationer, eftersom detta är huvudvillkoret för att moderna organisationer ska fungera normalt.
Säkerställa distribuerad databehandling , i samband med integrationen av arbetsstationer för alla specialister i en given organisation i ett nätverk. Trots betydande skillnader i arten och volymen av beräkningar som utförs på automatiserade arbetsstationer av specialister med olika profiler, finns informationen som används inom en organisation som regel i en enda (integrerad) databas. Att kombinera sådana arbetsstationer i ett nätverk är därför en ändamålsenlig och mycket effektiv lösning.
Ledningens beslutsstöd, förse chefer och ledningspersonal i organisationen med tillförlitlig och aktuell information som är nödvändig för att bedöma situationen och fatta rätt beslut.
Organisera e-post - en av de typer av LAN-tjänster som gör det möjligt för chefer och alla anställda i ett företag att snabbt ta emot all slags information som behövs för dess produktion, ekonomiska, kommersiella och handelsaktiviteter.
Dela på dyra resurser - ett nödvändigt villkor för att minska kostnaderna för utfört arbete för att implementera ovanstående LAN-applikationer. Vi pratar om resurser som höghastighetsutskriftsenheter, lagringsenheter stor kapacitet, kraftfulla verktyg för informationsbehandling, applikationsprogram, databaser, kunskapsbaser. Det är uppenbart att det är opraktiskt (på grund av den låga utnyttjandegraden och höga kostnaden) att ha sådana medel i varje abonnentsystem i nätet. Det räcker om dessa verktyg är tillgängliga i en eller flera kopior på nätverket, men tillgång till dem tillhandahålls för alla AS.
Beroende på arten av organisationens aktiviteter, där ett eller flera lokala nätverk är utplacerade, implementeras dessa funktioner i en viss kombination. Dessutom kan andra funktioner som är specifika för organisationen utföras.
LAN-typer. För att dela upp LAN i grupper används vissa klassificeringskriterier.
Av syfte LAN är indelade i information (informationssökning), kontroll (teknologiska, administrativa, organisatoriska och andra processer), avveckling, information och avveckling, bearbetning av dokumentär information m.m.
Efter typ som används i nätverketdator de kan delas in i heterogena, där olika klasser (mikro-, mini-, stora) och modeller (inom klasser) av datorer används, samt olika abonnentutrustning, och homogena, innehållande samma datormodeller och samma typ av datorer. abonnentutrustning.
Genom organisation av ledningen homogena LAN är differentierade till nätverk med centraliserad och decentraliserad kontroll.
I nätverk med centraliserad styrning tilldelas en eller flera maskiner (centrala system eller myndigheter) för att styra driften av nätverket. Diskarna på dedikerade maskiner, kallade filservrar eller databasservrar, är tillgängliga för alla andra datorer (arbetsstationer) i nätverket. Servrar kör ett nätverksoperativsystem, vanligtvis multitasking. Arbetsstationer har tillgång till serverdiskar och delade skrivare, men kan i allmänhet inte fungera direkt med diskar på andra datorer. Servrar kan vara dedikerade, och sedan utför de bara nätverkshanteringsuppgifter och används inte som en PC, eller icke-dedikerade, när användarprogram körs parallellt med nätverkshanteringsuppgiften (detta minskar serverns prestanda och tillförlitligheten för hela nätverket på grund av ett eventuellt fel i användarprogrammet, vilket kan göra att nätverket slutar fungera). Sådana nätverk kännetecknas av enkelheten att tillhandahålla interaktionsfunktioner mellan LAN AS, men deras användning är tillrådlig när det finns ett relativt litet antal AS i nätverket. I nätverk med centraliserad styrning är det mesta av informations- och datorresurserna koncentrerade till det centrala systemet. De kännetecknas också av ett mer tillförlitligt informationssäkerhetssystem.
Om informationen och beräkningsresurserna i ett LAN är jämnt fördelade över ett stort antal AS, är centraliserad hantering ineffektiv på grund av en kraftig ökning av tjänste(kontroll)information. I det här fallet är nätverk med decentraliserad (distribuerad) kontroll, eller peer-to-peer-nätverk, effektiva. I sådana nätverk finns inga dedikerade servrar som överförs i tur och ordning från en dator till en annan. Arbetsstationer har tillgång till diskar och skrivare på andra datorer. Det gör det lättare arbetar tillsammans grupper av användare, men nätverkets prestanda är något reducerad. Nackdelar med peer-to-peer-nätverk: beroende av nätverkets effektivitet av antalet AS, komplexiteten i nätverkshanteringen, svårigheter att säkerställa skyddet av information från obehörig åtkomst.
Med dataöverföringshastighet V allmän kanal skilja på:
LAN med liten genomströmning(enheter av megabit per sekund), där partvinnad eller koaxialkabel vanligtvis används som fysiskt överföringsmedium;
LAN med genomsnittlig bandbredd (tiotals megabit per sekund), som också använder koaxialkabel eller tvinnat par;
LAN med hög genomströmning (hundratals megabit per sekund), med fiberoptiska kablar (ljusledare). Förbi topologi, de där. konfigurationer av element i ett LAN-nätverk är indelade i: gemensam buss, ring, stjärna, etc. Genom topologi , dvs. konfigurationer av element i TVS, kan nätverk delas in i två klasser: broadcast (fig. 1) och seriell (fig. 2). Sändningskonfigurationer och en betydande del av sekventiella konfigurationer (ring, stjärna med ett "intelligent centrum", hierarkiskt) är karakteristiska för LAN. För globala och regionala nätverk är det vanligaste en slumpmässig (mesh) topologi. Den hierarkiska konfigurationen och stjärnan har också kommit till användning.
Ris. 1. Broadcast-nätverkskonfigurationer: a - gemensam buss;
b - träd; c - stjärna med ett passivt centrum
Ris. 2. Konsekutiva nätverkskonfigurationer: a - godtycklig (mesh), b - hierarkisk; c - ring, d - kedja; d - stjärna med ett "intellektuellt" centrum
Virtuella LAN
Virtuella lokala nätverk (VLAN) är en logiskt förenad grupp av LAN-användare, till skillnad från en fysisk association baserad på territorialitet och nätverkstopologi. Sådana nätverk eliminerar helt fysiska hinder för bildandet av arbetsgrupper "baserade på intressen" på en nätverksskala på högre nivå, men detta gäller särskilt på skalan av ett företagsdatornätverk (CAN), eftersom det är möjligt att förena fysiskt spridda företagsanställda in i användargrupper samtidigt som integriteten i kommunikationen inom sina grupper bibehålls. Detta säkerställer hög organisatorisk flexibilitet i företagsledningen. VLAN-teknik tillåter nätverksadministratörer att gruppera olika VLAN-användare som delar samma nätverksresurser. Att dela upp nätverket i logiska segment, som vart och ett representerar ett VLAN, ger betydande fördelar i nätverksadministration, säkerställande av informationssäkerhet och vid hantering av sändningar från ett virtuellt nätverk över företagets nätverksstamnät.
För att organisera och säkerställa VLAN:s funktion används följande huvudkomponenter:
Högpresterande omkopplare designade för logisk segmentering av ändstationer anslutna till dem;
Routers kör på nätverksnivå BOS-modeller och ger ökad virtuell interaktion mellan arbetsgrupper och ökad kompatibilitet med etablerade LAN;
Transportprotokoll som reglerar överföringen av VLAN-trafik genom ryggraden i delade LAN- och ATM-nätverk;
Nätverkshanteringslösningar som erbjuder centraliserad hantering, konfiguration och schemaläggningsfunktioner.
Dessa komponenter låter dig kombinera användare till virtuella nätverk baserat på portar, adresser eller protokoll.
Portbaserat VLAN är det enklaste sättet att gruppera nätverksenheter. Med denna organisation av ett virtuellt nätverk kombineras alla fjärrenheter som är tilldelade vissa portar på en högpresterande nätverksswitch till ett VLAN, oavsett deras adresser, protokoll och applikationer.
Ett adressbaserat virtuellt nätverk kan stödja flera arbetsgrupper av användare på en enda switchport. Motsvarande enheter i dessa arbetsgrupper kombineras till subnät baserat på deras adresser.
I ett virtuellt nätverk baserat på protokoll kombineras nätverksenheter baserade på IP, IPX, etc. protokoll till olika logiska grupper. Dessa enheter fungerar vanligtvis på nätverksnivå och kallas routrar. Om de kan kombinera arbete med flera protokoll, då detta multiprotokollroutrar.
Med deras hjälp kan användare arbeta med samma resurser, program, data, utan att lämna sin egen arbetsplats.
Vad är LAN?
Den vanligaste typen av nätverk är lokalt
Ett LAN är ett datornätverk som ansluter lokala maskiner för användare som befinner sig på något avstånd från varandra. Även om räckvidden för ett sådant nätverk når flera kilometer, används det vanligtvis för att ansluta datorer på en kort bit. Som regel är dessa arbetsmaskiner för ett företag eller hemdatorer.
LAN-konfiguration
Enligt konfigurationen, lokala nätverk med serverhantering och utan det (lika).
Peer-to-Peer lokala nätverk
I sådana nätverk är alla datorer lika i tekniska specifikationer. Ett peer-to-peer LAN är det lokala nätverket, där varje arbetsstation kan göra allt tillgängliga funktioner både klient och server. För att effektivt fördela belastningen på ett sådant LAN får antalet deltagande datorer inte vara fler än 10. annat Hela nätverkets prestanda lider.
Serverhanterade nätverk (flernivåer)
I sådana LAN är en av datorerna annorlunda bättre prestanda, minneskapacitet och andra indikatorer. En sådan dator är tilldelad ett LAN - det här är datorer med hög prestanda och en stor mängd minne jämfört med användarna lokala maskiner. Det är han som säkerställer interaktionen mellan andra datorer i nätverket, lagrar offentligt tillgängliga filer och organiserar åtkomst till dem, överför data till klienten i form av information för bearbetning eller slutresultatet. LAN där servern endast används för att vara värd för delad data kallas dedikerade filservernätverk. Tillsammans med sådana system finns det LAN där servern också utför arbetet och klienten får endast resultatet. Dessa är så kallade klient-serversystem.
LAN topologi
Alla datorer i nätverket är fysiskt anslutna till varandra. LAN-topologi är ett sätt att ansluta lokala maskiner. Nuförtiden använder lokala nätverk anslutningsmetoder som buss, stjärna och ring.
Busstopologi
I ett LAN, vars installation är planerad enligt denna topologi, används en enda kabel under monteringen, till vilken de lokala användardatorerna är anslutna. Således passerar information från en maskin genom alla andra. Arbetsstationen till vilken datan är adresserad väljer den nödvändiga informationen från det allmänna flödet.
Fördelar med LAN-busstopologi:
- misslyckande av en av lokala datorer påverkar inte driften av andra maskiner och nätverket som helhet;
- relativt enkel installation och design av ett LAN;
- relativt låg kostnad Tillbehör(med kort räckvidd, till exempel inom en organisation).
Nackdelar med topologi:
- kabelskada blockerar driften av nätverket som helhet;
- begränsat utbud och litet antal användare;
- relativt låg prestanda (beroende på antalet datorer i nätverket).
Stjärntopologi
En topologi av denna typ involverar interaktion mellan lokala datorer genom nätverkshårdvara(nav eller nav), som ger parallellkoppling av arbetande maskiner. Varje station är ansluten till den centrala enheten via ett nätverkskort med en separat kabel. Liksom i den tidigare typen av topologi är utgående data tillgänglig för alla datorer i nätverket och accepteras endast av den användare som den är avsedd för.
Topologifördelar:
- lätt att organisera en ny arbetsplats;
- hög prestanda;
- snabb felsökning eller kabelbrott;
- Nätverksdriften påverkas inte av fel på enskilda lokala maskiner.
Nackdelar med topologi:
- fel central enhet stoppar hela nätverket;
- antalet användare begränsas av antalet portar på den centrala enheten;
- oekonomisk kabelförbrukning;
- kostnaden för att köpa en hubb (eller annan nätverksutrustning).
Ringtopologi
LAN, som är installerat enligt reglerna för denna typ av topologi, består av arbetande maskiner kopplade i serie och bildar en ring. Data i detta fall går från en dator till en annan och stannar vid den som den är adresserad till.
Fördelar med ringtopologin:
- det finns inga kostnader för nätverksutrustning (hub, router);
- förmågan att överföra information från flera datorer samtidigt.
Nackdelar med topologi:
- prestandan för hela nätverket beror på varje dators prestanda;
- om en kabel går sönder eller en dator misslyckas, blockeras funktionaliteten för hela nätverket;
- komplexiteten i installation och konfiguration;
- Att organisera en ny arbetsplats förlamar tillfälligt arbetet i LAN.
"Ring" -topologin används praktiskt taget inte i praktiken på grund av dess allmänna opålitlighet, men är föremål för olika modifieringar.
För närvarande kan nästan ingen organisation klara sig utan ett LAN. Stjärntopologinätverk är vanligare på grund av deras tillförlitlighet och feltolerans. LAN i "ring" topologin, tvärtom, uppfyller inte moderna prestanda- och säkerhetsstandarder. Men LAN i allmänhet har blivit en del av våra liv och bidrar till effektiviteten i alla företag.
Alla kontor har datorer, telefoner, faxar, säkerhetslarm, videoövervakning och annan utrustning som behövs för att företaget ska fungera fullt ut.
För att säkerställa att alla enheter fungerar smidigt och ger företagets anställda bekväma arbetsförhållanden, kombineras de till speciella kabelsystem - SCS och LAN. Vilka är dessa begrepp? Vad exakt används de till och hur skiljer de sig från varandra?
Vad är SCS?
SCS, eller strukturerat kabelsystem, är en komplett uppsättning ledningar och kopplingsenheter som gör att informationstjänster kan sammanföras för olika ändamål. För bättre förståelse kan ett enkelt exempel ges. Ofta kombineras olika utrustningar i samma byggnad till separata kabelsystem.
Datorer och faxar är anslutna till varandra med en kabel, telefoner med en annan, larmsystem med en tredje. Varje system har sina egna uttag och ledningar, som servas av separata specialiserade team.
Sådant arrangemang av kontor orsakar vissa olägenheter, särskilt vid haverier, när det nödvändiga teamet av hantverkare inte är på plats. Om byggnaden är utrustad med SCS uppstår inte sådana problem, eftersom alla ledningar och uttag i byggnaden är av samma typ, det vill säga det spelar ingen roll vilket uttag telefonen är ansluten till, och vilken dator resp. videokamera. 
SCS är med andra ord ett universellt kabelnätverk som säkerställer delning av all utrustning.
Vad används SKS till?
Huvudsyftet med SCS är att skapa en flexibel informationsinfrastruktur, som inte är beroende av det slutliga mediet och täcker hela företaget, ansluter alla punkter för dataöverföringsmedia. Som regel har SCS en enda kopplingscentral till vilken alla ryggradsdelsystem från olika våningar konvergerar.
Ett strukturerat system inkluderar kablar, uttag, kopplingssladdar och paneler som hjälper till att säkert hantera hela en byggnads kabelsystem och ger flexibilitet och enkel användning av all utrustning.
Vad betyder LAN?
LAN, eller lokalt nätverk, är ett av delarna av SCS och ansluter allt datorsystem kontor. I enkla termer, det representerar en grupp personliga datorer Och kringutrustning, så att du kan bestämma informationsuppgifter företag och utbyta data. 
Dess installation tillåter kontorsanställda att flytta till varandra elektroniska dokument, grafer, tabeller och annat nödvändig information utan att använda flyttbara media.
Vanligtvis täcker ett lokalt nätverk ett litet utrymme (kontor, bostadshus, läroanstalt), även om det ibland är installerat i global skala. Till exempel är orbitala centra och rymdstationer också LAN.
Datorer kan kopplas till varandra olika sätt, men oftast är lokala nätverk byggda på antingen Ethernet-teknik. Tidigare användes andra protokoll i stor utsträckning i företag, men nu blir de mindre vanliga.
Varför behöver du ett LAN?
Installation av ett LAN bestäms först och främst av behovet delning resurser inom ett kontor. Resurser inkluderar inte bara datorer utan även modem, skrivare, skannrar, hårddiskar och alla andra enheter anslutna till en PC.
När du installerar ett lokalt nätverk har anställda möjlighet att interaktivt ansluta med varandra för att skicka och ta emot meddelanden, få tillgång till centraliserade installerade program, och även överge separata informationslagringsenheter på varje arbetsplats.
Vad är skillnaden mellan LAN och SCS?
Skillnaden mellan kabelnät är att SCS är mer globalt koncept, som täcker bokstavligen all utrustning i företaget - från datorer och telefoner till säkerhets- och brandsystem. SCS kan stödja ett brett utbud av applikationer och säkerställa användningen av samma kanal för att sända olika signaler. 
Ett LAN, däremot, är ett separat nätverk som endast ansluter datorutrustning. I moderna förhållanden är det organiserat på basis av SCS.
Lokalt nätverk är ett koncept som är bekant för många. Nästan alla företag använder denna teknik, så det kan sägas att varje person har stött på det på ett eller annat sätt. Lokala nätverk har avsevärt påskyndat produktionsprocesser, vilket ger plötsligt hopp deras vidare tillämpning över hela världen. Allt detta gör att vi kan förutsäga den fortsatta tillväxten och utvecklingen av ett sådant dataöverföringssystem, fram till införandet av ett LAN i varje, även det minsta företag.
Konceptet med ett lokalt nätverk
Ett lokalt nätverk är ett antal datorer som är anslutna till varandra med specialutrustning som möjliggör ett fullständigt utbyte av information mellan dem. Viktig funktion Denna typ av dataöverföring är ett relativt litet område där kommunikationsnoder finns, det vill säga själva datorerna.
Lokala nätverk underlättar inte bara avsevärt interaktion mellan användare, utan utför också några andra funktioner:
- Förenkla arbetet med dokumentation. Anställda kan redigera och visa filer på sin arbetsplats. Samtidigt behövs inga samlade möten och möten, vilket sparar värdefull tid.
- De låter dig arbeta med dokument tillsammans med kollegor, när alla sitter vid sin egen dator.
- Ger åtkomst till applikationer installerade på servern, vilket gör att du kan spara fritt utrymme på den installerade hårddisken.
- Spara hårddiskutrymme genom att låta dig spara dokument på din värddator.
Typer av nätverk
Ett lokalt nätverk kan representeras av två modeller: ett peer-to-peer-nätverk och ett hierarkiskt. De skiljer sig åt i hur kommunikationsnoder interagerar.
Ett peer-to-peer-nätverk är baserat på alla maskiners likvärdighet, och data fördelas mellan var och en av dem. I huvudsak kan en användare av en dator komma åt resurser och information från en annan. Effektiviteten hos peer-to-peer-modellen beror direkt på antalet arbetarnoder, och dess säkerhetsnivå är otillfredsställande, vilket i kombination med en ganska komplex hanteringsprocess gör sådana nätverk inte särskilt tillförlitliga och bekväma.
En hierarkisk modell inkluderar en (eller flera) huvudserver, där all data lagras och bearbetas, och flera klientnoder. Denna typ av nätverk används mycket oftare än den första, med fördelen av hastighet, tillförlitlighet och säkerhet. Men hastigheten på ett sådant LAN beror till stor del på servern, vilket under vissa förutsättningar kan anses vara en nackdel.
Utarbetande av tekniska krav
Att designa ett lokalt nätverk är en ganska komplex process. Det börjar med utveckling mandat, vilket bör övervägas noggrant, eftersom brister i det hotar senare svårigheter att bygga ett nätverk och ytterligare ekonomiska kostnader. Primär design kan göras med hjälp av speciella konfiguratorer som gör att du kan välja den optimala nätverksutrustningen. Sådana program är särskilt bekväma eftersom du kan korrigera olika värden och parametrar direkt under drift, samt generera en rapport i slutet av processen. Först efter dessa steg kan du fortsätta till nästa steg.
Schematisk design
Detta steg består av att samla in data om företaget där det är planerat att installera ett lokalt nätverk och analysera den mottagna informationen. Kvantiteten bestäms:
- Användare.
- Arbetsstationer.
- Serverrum.
- Anslutningsportar.
En viktig punkt är tillgången på data om vägarna för att lägga motorvägar och planeringen av en specifik topologi. I allmänhet är det nödvändigt att följa ett antal krav som ställs av IEEE 802.3-standarden. Men trots dessa regler kan det ibland vara nödvändigt att göra beräkningar av signalutbredningsfördröjningar eller rådgöra med tillverkare av nätverksutrustning.
Grundläggande LAN-egenskaper
När du väljer en metod för att placera kommunikationsnoder måste du komma ihåg de grundläggande kraven för lokala nätverk:
- Prestanda, som kombinerar flera begrepp: genomströmning, svarstid, överföringsfördröjning.
- Kompatibilitet, dvs. möjlighet att ansluta olika lokalt nätverksutrustning och programvara.
- Säkerhet, tillförlitlighet, d.v.s. funktioner för att förhindra obehörig åtkomst och fullt skydd data.
- Skalbarhet - möjligheten att öka antalet arbetsstationer utan att försämra nätverkets prestanda.
- Hanterbarhet - förmågan att kontrollera huvudelementen i nätverket, förhindra och eliminera problem.
- Nätverkstransparens, som består av att presentera en enda datorenhet för användarna.
Grundläggande lokala nätverkstopologier: fördelar och nackdelar
Topologin för ett nätverk representerar dess fysiska layout, vilket väsentligt påverkar dess grundläggande egenskaper. I moderna företag används huvudsakligen tre typer av topologier: "Star", "Bus" och "Ring".
"Star"-topologin är den vanligaste och har många fördelar jämfört med andra. Denna installationsmetod är annorlunda hög tillförlitlighet; Om någon dator misslyckas (förutom servern), kommer detta inte att påverka driften av de andra.
"Bus"-topologin är en enda stamkabel med anslutna datorer. En sådan organisation av ett lokalt nätverk sparar pengar, men är inte lämplig för enande stor kvantitet datorer.
"Ring" -topologin kännetecknas av låg tillförlitlighet på grund av det speciella arrangemanget av noder - var och en av dem är ansluten till två andra med nätverkskort. Fel på en dator leder till att hela nätverket stängs av, så denna typ av topologi används mindre och mindre.
Detaljerad nätverksdesign
Företagets lokala nätverk inkluderar också olika tekniker, utrustning och kablar. Därför kommer nästa steg att vara valet av alla dessa element. Att fatta ett beslut till förmån för en eller annan mjukvara eller hårdvara bestäms av syftet med att skapa nätverket, antalet användare, listan över använda program, storleken på nätverket och dess plats. För närvarande används oftast fiberoptiska motorvägar, som kännetecknas av deras höga tillförlitlighet, hastighet och tillgänglighet.
Om kabeltyper
Kablar används i nätverk för att överföra signaler mellan arbetsstationer, var och en av dem har sina egna egenskaper, som måste beaktas vid utformning av ett LAN.
- Ett tvinnat par består av flera par ledare täckta med isolering och tvinnade ihop. Lågt pris och enkel installation är fördelaktiga fördelar, vilket gör denna kabel till den mest populära för installation av lokala nätverk.
- En koaxialkabel består av två ledare som är insatta i den andra. Ett lokalt nätverk som använder koaxial är inte längre så vanligt - det ersattes med tvinnat par, men det finns fortfarande på vissa ställen.
- Optisk fiber är en glastråd som kan bära ljus genom att reflektera det från väggar. En kabel tillverkad av detta material överför data över långa avstånd och är snabb jämfört med partvinnade och koaxialkablar, men det är inte billigt.
Nödvändig utrustning
Nätverksutrustning för lokala nätverk innehåller många element, varav de vanligaste är:
- Nav eller nav. Den ansluter ett antal enheter till ett segment med hjälp av en kabel.
- Växla. Används speciella processorer för varje port, bearbetning av paket separat från andra portar, på grund av vilket de har hög prestanda.
- Router. Detta är en enhet som fattar beslut om att skicka paket baserat på data om routingtabeller och vissa regler.
- Modem. Används ofta i kommunikationssystem, ger kontakt med andra arbetsstationer via ett kabel- eller telefonnät.
Sluta nätverksutrustning
Hårdvara för lokalt nätverk in obligatorisk inkluderar server- och klientdelar.
Servern är kraftfull dator, med hög nätverksbetydelse. Dess funktioner inkluderar att lagra information, databaser, betjäna användare och bearbeta programkoder. Servrarna är placerade i speciella rum med en kontrollerad konstant lufttemperatur - serverrum, och deras hölje är utrustad med ytterligare skydd från damm, oavsiktlig avstängning, samt ett kraftfullt kylsystem. Som regel bara systemadministratörer eller företagsledare.
En arbetsstation är en vanlig dator ansluten till ett nätverk, det vill säga det är vilken dator som helst som begär tjänster från huvudservern. För att säkerställa kommunikation vid sådana noder används ett modem och ett nätverkskort. Eftersom arbetsstationer vanligtvis använder serverresurser, klientdel utrustad med svaga minnesstickor och hårddiskar liten volym.
programvara
Utrustning för lokalt nätverk kommer inte att kunna utföra sina funktioner fullt ut utan lämplig programvara. Programvarudelen inkluderar:
- Nätverksoperativsystem på servrar som utgör grunden för vilket nätverk som helst. Det är operativsystemet som styr åtkomst till alla nätverksresurser, koordinerar paketrouting och löser enhetskonflikter. Sådana system har inbyggt stöd för protokollen TCP/IP, NetBEUI, IPX/SPX.
- Autonoma operativsystem som hanterar klientsidan. De är vanliga operativsystem, till exempel Windows XP, Windows 7.
- Nätverkstjänster och applikationer. Dessa mjukvaruelement tillåta att producera olika åtgärder: Visa fjärrdokumentation, skriv ut till nätverksskrivare, nyhetsbrev e-postmeddelanden. Traditionella tjänster HTTP, POP-3, SMTP, FTP och Telnet är grunden för denna kategori och implementeras med programvara.
Nyanser av att designa lokala nätverk
Att designa ett lokalt nätverk kräver en lång och lugn analys, samt att ta hänsyn till alla finesser. Det är viktigt att sörja för möjligheten till företagstillväxt, vilket kommer att medföra en ökning av det lokala nätverkets skala. Projektet ska utformas på ett sådant sätt att LAN när som helst är redo att ansluta en ny arbetsstation eller annan enhet, samt uppgradera någon av dess noder och komponenter.
Säkerhetsfrågorna är inte mindre viktiga. Kablarna som används för att bygga nätverket måste på ett tillförlitligt sätt skyddas från obehörig åtkomst, och ledningarna måste placeras bort från potentiellt farliga platser där de kan skadas - av misstag eller avsiktligt. LAN-komponenter som är placerade utanför lokalen måste vara jordade och säkert säkrade.
Att utveckla ett lokalt nätverk är en ganska arbetskrävande process, men rätt tillvägagångssätt och korrekt ansvar, kommer LAN:et att fungera tillförlitligt och stabilt, vilket säkerställer en oavbruten användarupplevelse.
Lokala nätverk (LAN) blev mest utbredda med tillkomsten av persondatorer. De gjorde det möjligt att höja hanteringen av produktionsanläggningar till en ny nivå, öka effektiviteten i användningen av datorresurser, förbättra kvaliteten på bearbetad information, påbörja införandet av papperslös teknologi och skapa ny teknik för distribuerad informationsbehandling. LAN sammanslagning och globala nätverk gjorde det möjligt att få tillgång till globala informationsresurser.
Lokala nätverk fokuserat på att kombinera datorer och kringutrustning, koncentrerad till ett litet utrymme (till exempel inom ett rum, byggnad, grupp av byggnader inom flera kilometer).
Fördelar med ett lokalt nätverk:
Använd i fleranvändarläge delade resurser nätverk (diskar, modem, skrivare, program och data);
- förmågan att överföra information från en dator till en annan;
- jämförelsevis låg kostnad;
- Hög överlevnadsförmåga och enkel integration;
- utrustad med moderna operativsystem för olika ändamål;
- hög dataöverföringshastighet.
De viktigaste hårdvarukomponenterna i ett LAN är:
arbetsstationer
servrar
gränssnittskort
kablar
Arbetsstationer- det här brukar vara personliga datorer, som är nätverksanvändarnas arbetsplatser.
Servrar LAN utför funktionerna att distribuera nätverksresurser. Vanligtvis tilldelas dess funktioner till en ganska kraftfull PC, minidator, storskalig dator eller speciell dator - server. Det kan finnas en eller flera servrar på ett nätverk.
Server-LAN implementerar två modeller för användarinteraktion med arbetsstationer (PC): "filserver"-modellen och "klient-server"-modellen.
I den första modellen ger servern tillgång till databasfiler för varje arbetsstation, och det är där dess arbete slutar. Till exempel, om en filserverdatabas används för att få information om skattebetalare som bor på en viss gata, kommer hela tabellen för staden att överföras över nätverket, och det är nödvändigt att bestämma vilka poster i den som uppfyller begäran och vilka inte själva arbetsstationen.
I klient-server-modellen är applikationssystemet uppdelat i två delar: extern, vänd mot användaren och kallad klienten, och intern, betjänande och anropad server. Servern är en maskin som har resurser och tillhandahåller dem, och klienten är en potentiell konsument av dessa resurser. Resursernas roll kan spelas filsystem(filserver), processor ( datorserver), databas (databasserver), skrivare (skrivare - server), etc. Eftersom servern (eller servrarna) betjänar många klienter samtidigt, så serverdator ett multitasking-operativsystem måste fungera.
I klient-servermodellen spelar servern en aktiv roll eftersom dess programvara tvingar servern att "tänka först och agera senare." Flödet av information över nätverket blir mindre eftersom servern först bearbetar förfrågningar och sedan skickar det som klienten behöver. Servern kontrollerar också om poster kan nås på individuell basis, vilket ger större datasäkerhet. Klient-servermodellen, skapad på en PC, erbjuder följande:
Nätverket innehåller ett betydande antal servrar och klienter;
Grunden datorsystem utgöra arbetsstationer, som var och en fungerar som en klient och begär information som finns på servern;
Användaren av systemet är befriad från behovet att veta var den information han behöver finns, han begär helt enkelt vad han behöver;
Systemet är implementerat i form av en öppen arkitektur som kombinerar datorer av olika klasser och typer med olika system.
De viktigaste parametrarna som bör beaktas när du väljer en serverdator är: processortyp, volym random access minne, typ och kapacitet för hårddisk och typ diskkontroller. Värdena på dessa parametrar beror på de uppgifter som löses, organisationen av datoranvändning på nätverket, nätverksbelastning, operativsystemet som används och andra faktorer.
Arbetsstationer och servrar på nätverket är anslutna till varandra via datalinjer, som är kablar. Datorer ansluts till kabeln med hjälp av gränssnittskort - nätverksadaptrar. I trådbundna nätverk som fysisk anslutning kanalerna använder:
Platt tvåledarkabel,
Vriden ett par trådar,
koaxialkabel,
Ljusledare (fiberoptisk kabel).
De flesta nätverk använder tre huvudgrupper av kablar:
Koaxialkabel;
Tvinnade par, oskärmade och skärmade;
Fiberoptisk kabel.
Koaxialkabel tills nyligen var det vanligast. Billigt, lätt, flexibelt, bekvämt, säkert och lätt att installera.
Det finns två typer av koaxialkablar: tunna (10Base2-specifikation) och tjocka (10Base5-specifikation). Tunn - flexibel, diameter 0,64 cm (0,25). Lätt att använda och passar nästan alla typer av nätverk. Ansluts direkt till nätverksadapterkortet. Sänder en signal över 185 m med praktiskt taget ingen dämpning. Karakteristisk impedans- 50 ohm. Tjock - hård, diameter 1,27 cm (0,5). Det kallas ibland standard Ethernet(den första kabeln i den populära nätverksarkitekturen). Venen är tjockare, dämpningen är mindre. Sänder en signal utan dämpning över 500 m Används som stomme för att koppla ihop flera små nätverk. Karakteristisk impedans - 75 ohm.
För att ansluta till en tjock koaxialkabel används en speciell enhet - transceiver(transceiver - transceiver). Den är utrustad med en kontakt som kallas en vampyr eller piercing koppling. Transceivern ansluts till nätverkskortet med en kabel med en kontakt. För att ansluta en tunn koaxialkabel används BNC-kontakter (British Naval Connector). BNC-T-kontakter används för att ansluta nätverkskabeln till nätverkskort datorer, BNC-rörkontakter för att skarva två sektioner av kabel, BNC-terminatorer för att absorbera signaler i båda ändar av kabeln i nätverk med busstopologi.
Tvinnat par - Dessa är två tvinnade isolerade koppartrådar. Några tvinnade par ledningar placeras ofta i en enda skyddsmantel. Med sammanflätade ledningar kan du bli av med elektriskt brus som induceras av intilliggande ledningar och andra externa källor, såsom motorer, transformatorer och kraftfulla reläer.
Oskyddat tvinnat par(UTP) används ofta i LAN, maximal längd 100 m UTP definieras av en specifik standard som specificerar regulatoriska egenskaper hos kablar för olika applikationer, vilket säkerställer produktkonsistens.
Avskärmat tvinnat par(STP) är innesluten i kopparfläta. Dessutom är par av trådar inslagna i folie. Därför är STP mindre känsligt för elektriska störningar och kan sända signaler med högre hastigheter och avstånd. stora avstånd.
Fördelarna med partvinnad kabel är låg kostnad och enkel anslutning. Nackdelar - kan inte användas vid överföring av data över långa avstånd med hög hastighet.
I fiberoptisk kabel digital data distribueras överallt optiska fibrer i form av modulerade ljuspulser. Detta pålitligt sättöverföring, sedan elektriska signaler de överförs dock inte. Därför kan den fiberoptiska kabeln inte öppnas och data kan inte fångas upp.
Fiberoptiska linjerär designade för att flytta stora mängder data med mycket höga hastigheter, eftersom signalen i dem praktiskt taget inte är dämpad eller förvrängd. Fiber sänder signaler i endast en riktning, så kabeln består av två fibrer med separata kontakter: en för överföring, den andra för mottagning.
Dataöverföringshastigheterna sträcker sig för närvarande från 100 Mbit/s. Samtidigt blir hastigheter på 1 Gbit/s allt mer utbredda, teoretiskt upp till 200 Gbit/s. Avståndet är många kilometer. Kabeln utsätts inte för elektriska störningar. En betydande nackdel med denna teknik är den höga kostnaden och komplexiteten för installation och anslutning.
Typisk optiskt nätverk består av en laserljussändare, en multiplexer/demultiplexer för att kombinera optiska signaler av olika våglängder, optiska signalförstärkare, demultiplexorer och mottagare som omvandlar den optiska signalen tillbaka till elektrisk. Alla dessa komponenter monteras vanligtvis för hand.
För att överföra kodade signaler via kabel används två tekniker - omodulerad och modulerad överföring.
Omodulerad system överför data i form av digitala signaler, som är diskreta elektriska eller ljuspulser. Med denna metod digital signal använder hela kabelns bandbredd (bandbredd är skillnaden mellan den maximala och lägsta frekvensen som kan överföras längs kabeln). En enhet i ett basbandsnätverk skickar data i båda riktningarna. För att undvika signaldämpning och distorsion i omodulerade system, använd repeaters, som förstärker och vidarebefordrar signalen.
Modulerad system överför data i form av en analog signal (elektrisk eller lätt) som upptar ett visst frekvensband. Om det finns tillräckligt med bandbredd kan en kabel samtidigt använda flera system (till exempel broadcast kabel-tv och överföra data). Varje transmissionssystem tilldelas en del av bandbredden. För att återställa signalen i modulerade system, använd förstärkare I ett modulerat system har enheter separata vägar för att ta emot och sända signaler, eftersom överföring sker i en riktning. För att enheter ska kunna både sända och ta emot data använder de en delad bandbredd i två kanaler som fungerar med olika frekvenser för sändning och mottagning, eller förläggning av två kablar - för sändning och mottagning.
I Nyligen började dyka upp trådlöst nätverk, där frekvensdataöverföringskanaler används (mediet är luft). Den största fördelen med trådlös teknik är de möjligheter som den ger bärbara användare. Men överföringshastigheten in trådlösa tekniker kan ännu inte jämföras med kabelgenomströmning.
Samlokalisering trådlös miljö betyder inte fullständig frånvaro ledningar i nätverket. Vanligtvis kommunicerar trådlösa komponenter med ett nätverk som använder kabel som överföringsmedium. Sådana nätverk kallas hybrid.
Den trådlösa miljön ger en temporär anslutning till det befintliga kabelnätet, garanterar en viss mobilitet och minskar begränsningar i nätverkets längd. Den används i kontorslokaler där anställda inte har en fast arbetsplats, i isolerade rum och byggnader, i byggnader där det är förbjudet att dra kablar.
Följande typer finns trådlösa nätverk: LAN, utökat LAN Och mobila nätverk(bärbara datorer). De huvudsakliga skillnaderna mellan dem är överföringsparametrarna. LAN och utökade LAN använder sändare och mottagare från den organisation där nätverket verkar. För bärbara datorer är överföringsmediet offentliga nätverk (till exempel telefon eller internet).
Ett LAN ser ut och fungerar ungefär som ett kabelnät, förutom överföringsmediet. Trådlös nätverksadapter Med en transceiver installerad i varje dator fungerar användarna som om deras datorer var anslutna med en kabel. En transceiver eller accesspunkt gör att signaler kan utbytas mellan datorer med trådlös anslutning Och kabelnät. Små väggmonterade transceivrar används som upprättar radiokontakt med bärbara enheter.
Driften av trådlösa LAN är baserad på fyra metoder för dataöverföring: infraröd strålning, laser, radioöverföring i ett smalt område (enfrekvensöverföring), radioöverföring i ett spritt spektrum.
Förbi LAN-åtkomstmetoder De vanligaste nätverken som Ethernet, ARCnet och Token Ring är markerade.
Ethernet-åtkomstmetod, som är den mest populära, tillhandahåller hög hastighet dataöverföring och tillförlitlighet. Den använder en "gemensam buss"-topologi, så ett meddelande som skickas av en arbetsstation tas emot samtidigt av alla andra stationer som är anslutna till den gemensamma bussen. Men eftersom meddelandet innehåller adresserna till avsändarens och destinationsstationerna, ignorerar andra stationer detta meddelande. Detta är en metod med flera åtkomster. Med den, innan sändning påbörjas, avgör arbetsstationen om kanalen är ledig eller upptagen. Om den är ledig börjar stationen sända.
ARCnet åtkomstmetod blev utbredd på grund av de låga kostnaderna för utrustning. Den används i ett LAN med stjärntopologi. En av datorerna skapar en speciell token (ett meddelande av en speciell typ), som sekventiellt överförs från en dator till en annan. Om en station skickar ett meddelande till en annan dator måste den vänta på token och lägga till meddelandet till den, komplett med käll- och destinationsadresser. När paketet når destinationsstationen kommer meddelandet att tas bort från token och sändas till stationen.
Token Ring åtkomstmetod designad för en ringtopologi och använder också en token som skickas från en station till en annan. Men det låter dig tilldela olika prioriteringar till olika arbetsstationer. Med den här metoden rör sig poletten runt ringen, vilket ger datorerna som ligger i serie på den rätt att sända. Om en dator får en tom token kan den fylla sitt meddelande med en ram av valfri längd, men bara under den tidsperiod som tilldelas av en speciell timer för att hitta token vid en punkt i nätverket. Ramen rör sig över nätverket och varje PC regenererar den, men bara den mottagande PC:n kopierar denna ram till sitt minne och markerar den som mottagen, men tar inte bort själva ramen från ringen. Denna funktion utförs av den sändande datorn när dess meddelande returneras till den. Detta bekräftar att meddelandet har sänts.
Telekommunikationssystem
Telekommunikation – kommunikation på distans (lat.)
Kommunikation( informationsutbytesprocessen) är ett nödvändigt villkor existensen av levande organismer, ekologiska samhällen och det mänskliga samhället. Den sociala utvecklingen åtföljs av utvecklingen av telekommunikationsteknik. Telekommunikationsteknik har utvecklats särskilt intensivt under de senaste decennierna.
Telekommunikation kan definieras som teknik som hanterar kommunikation på distans och detta kan förklaras på olika sätt. Figur 8.2 visar en möjlig representation av de olika delarna av telekommunikation.
Figur 8.2. Telekommunikation: former och typer
Telekommunikation delas in i två typer: enkelriktad och dubbelriktad. Enkelriktad, som massradio- och tv-sändningar, innebär överföring av information i en riktning - från centrum till abonnenter. Dubbelriktad stöder dialog mellan två abonnenter.
Telekommunikationer använder mekaniska och elektriska medel eftersom telekommunikation historiskt har utvecklats från mekaniska till elektriska former med allt mer komplexa elektriska system. Detta är anledningen till att många traditionella operatörer inom telekommunikation som nationella post-, telegraf- och telefonbolag använder båda formerna. Andel av typ mekanisk telekommunikation vanlig post och press (tidningsutskick) förväntas minska, medan andelen el, särskilt dubbelriktad, förväntas öka och bli dominerande i framtiden. Redan i vår tid är företag och press först och främst intresserade av elektrisk telekommunikation (telekommunikation) som en lönsam affärsmöjlighet.
Längs kanterna på figur 8.2. telekommunikationstjänster visas, initialt mekaniska: press (tidningsbefordran), postkontor; sedan el: telegraf, telex (abonnentelegraf), telefon, radio, tv, datanät, hyrda nät, kabel-tv och mobiltelefon.
Telekommunikationen har historiskt utvecklats ungefär i denna ordning.
Telekommunikationssystem– en uppsättning tekniska objekt, organisatoriska åtgärder och ämnen som implementerar processer bestående av: anslutningsprocesser, överföringsprocesser och åtkomstprocesser.
Telekommunikationssystem använder naturliga eller konstgjorda miljöer för att utbyta information. Telekommunikationssystem bildar tillsammans med det medium som används för överföring telekommunikationsnät. De viktigaste telekommunikationsnäten är (Fig. 8.2.): posttjänster; telefonnät allmänt bruk(PSTF); mobil telefonnät; telegrafnät; Internet – globalt nätverk av interaktion dator nätverk; trådbundna radiosändningsnät; kabel-tv-nät; TV- och radiosändningsnät; avdelningskommunikationsnät som tillhandahåller kommunikationstjänster till myndigheter statsförvaltningen, flyg- och sjötrafikledningssystem, stora industrikomplex; globala nätverk räddning och säkerhet.
De ovan listade telekommunikationssystemen samverkar som regel nära med varandra och använder gemensamma resurser för att implementera kommunikation. För att organisera sådan interaktion finns det i varje stat och på global skala särskilda organ som reglerar användningen av gemensamma resurser; bestämma generella regler interaktioner (protokoll) av telekommunikationssystem; utveckla lovande telekommunikationsteknik.
För att implementera kommunikation på distans använder telekommunikationssystem: omkopplingssystem; överföringssystem; system för åtkomst och kontroll av överföringskanaler.
Relaterad information.
