Principer för att bygga ett lokalt nätverk. Hur man skapar tydliga logiska (L3) nätverksdiagram Lokalt nätverksorganisationsdiagram

Konceptet med ett lokalt nätverk i sig innebär sammanslagning av flera datorer eller datorenheter till ett enda system för utbyte av information mellan dem, samt delning av deras datorresurser och kringutrustning. Sålunda tillåter lokala nätverk:

Utbyta data (filmer, musik, program, spel etc.) mellan nätverksmedlemmar. Samtidigt, för att se filmer eller lyssna på musik, är det absolut inte nödvändigt att spela in dem på din hårddisk. Hastigheterna i moderna nätverk gör att detta kan göras direkt från en fjärrdator eller multimediaenhet.

Anslut flera enheter samtidigt till det globala internet via en åtkomstkanal. Detta är förmodligen en av de mest populära funktionerna i lokala nätverk, eftersom listan över utrustning som kan använda en anslutning till World Wide Web idag är mycket stor. Förutom all slags datorutrustning och mobila enheter har TV-apparater, DVD/Blu-Ray-spelare, multimediaspelare och till och med alla typer av hushållsapparater, från kylskåp till kaffebryggare, nu blivit fullvärdiga deltagare i nätverket.

Dela kringutrustning som skrivare, MFP, skannrar och nätverksansluten lagring (NAS).

Dela datorkraften hos nätverksdeltagare När du arbetar med program som kräver komplexa beräkningar, såsom 3D-visualisering, för att öka produktiviteten och påskynda databehandlingen, kan du använda de kostnadsfria resurserna från andra datorer i nätverket. Med flera svaga maskiner anslutna till ett lokalt nätverk kan du alltså använda deras kombinerade prestanda för att utföra resurskrävande uppgifter.

Som du kan se kan skapa ett lokalt nätverk, även inom en lägenhet, ge många fördelar. Dessutom är det inte längre ovanligt att ha flera enheter hemma som kräver en internetanslutning, och att kombinera dem till ett gemensamt nätverk är en brådskande uppgift för de flesta användare.

Grundläggande principer för att bygga ett lokalt nätverk

Oftast använder lokala nätverk två huvudtyper av dataöverföring mellan datorer - via tråd, sådana nätverk kallas kabel och använder Ethernet-teknik, och använder även en radiosignal över trådlösa nätverk byggda på basis av IEEE 802.11-standarden, vilket är bättre känd för användare under namnet Wi-Fi.

Idag ger trådbundna nätverk fortfarande den högsta bandbredden, vilket tillåter användare att utbyta information med hastigheter på upp till 100 Mbps (12 Mbps) eller upp till 1 Gbps (128 Mbps) beroende på vilken utrustning som används (Fast Ethernet eller Gigabit Ethernet). Och även om modern trådlös teknik rent teoretiskt också kan ge dataöverföring upp till 1,3 Gbit/s (Wi-Fi 802.11ac-standard) ser denna siffra i praktiken mycket mer blygsam ut och överstiger i de flesta fall inte 150 - 300 Mbit/s . Anledningen till detta är den höga kostnaden för höghastighets Wi-Fi-utrustning och den låga användningsnivån i nuvarande mobila enheter.

Som regel är alla moderna nätverk utformade enligt samma princip: användardatorer (arbetsstationer) utrustade med nätverksadaptrar är anslutna till varandra genom speciella omkopplingsenheter, som kan vara: routrar (routrar), switchar (hubbar eller switchar), åtkomstpunkter eller modem. Vi kommer att prata mer i detalj om deras skillnader och syften nedan, men för nu vet du bara att utan dessa elektroniska lådor kommer det inte att vara möjligt att kombinera flera datorer till ett system samtidigt. Det maximala som kan uppnås är att skapa ett mininätverk av två datorer genom att koppla dem till varandra.

Vi får inte glömma att ett lokalt nätverk är en ”produkt” med individuella lösningar för varje specifikt fall, som inte tål ett ogenomtänkt tillvägagångssätt. Det är därför som alla kvalitetsprodukter måste ett lokalt nätverk byggas av proffs. Låt oss sedan titta på vad vi behöver veta för att utföra högkvalitativ installation.

I början måste du bestämma de grundläggande kraven för ditt framtida nätverk och dess omfattning. När allt kommer omkring kommer valet av nödvändig utrustning direkt att bero på antalet enheter, deras fysiska placering och möjliga anslutningsmetoder. Oftast kombineras ett lokalt hemnätverk och kan innehålla flera typer av växlingsenheter. Till exempel kan stationära datorer anslutas till nätverket med hjälp av kablar, och olika mobila enheter (bärbara datorer, surfplattor, smartphones) kan anslutas via Wi-Fi.

Tänk till exempel på diagrammet över ett av de möjliga alternativen för ett lokalt hemnätverk. Det kommer att involvera elektroniska enheter utformade för olika ändamål och uppgifter, samt att använda olika typer av anslutningar.

Som framgår av figuren kan flera stationära datorer, bärbara datorer, smartphones, set-top-boxar (IPTV), surfplattor och mediaspelare och andra enheter kombineras till ett enda nätverk. Låt oss nu ta reda på vilken utrustning du behöver för att bygga ditt eget nätverk.

LAN-kort

Ett nätverkskort är en enhet som gör att datorer kan kommunicera med varandra och utbyta data på ett nätverk. Alla nätverksadaptrar kan delas in i två stora grupper efter typ - trådbundna och trådlösa.

Trådbundna nätverkskort låter dig ansluta elektroniska enheter till ett nätverk med Ethernet-teknik med en kabel, medan trådlösa nätverkskort använder Wi-Fi-radioteknik.

Som regel är alla moderna stationära datorer redan utrustade med Ethernet-nätverkskort inbyggda i moderkortet, och alla mobila enheter (smarttelefoner, surfplattor) är utrustade med Wi-Fi-nätverkskort. Samtidigt är bärbara datorer och ultrabooks för det mesta utrustade med båda nätverksgränssnitten samtidigt.

Trots det faktum att datorenheter i de allra flesta fall har inbyggda nätverksgränssnitt, blir det ibland nödvändigt att köpa ytterligare kort, till exempel, för att utrusta systemenheten med en trådlös Wi-Fi-kommunikationsmodul.

Enligt deras designimplementering är individuella nätverkskort indelade i två grupper - interna och externa. Interna kort är designade för installation i stationära datorer med gränssnitt och deras motsvarande PCI- och PCIe-kontakter. Externa kort ansluts via USB-kontakter eller äldre PCMCIA (endast bärbara datorer).

Router (router)

Den huvudsakliga och viktigaste komponenten i ett lokalt hemnätverk är en router eller router - en speciell box som låter dig kombinera flera elektroniska enheter till ett enda nätverk och ansluta dem till Internet via en enda kanal som tillhandahålls av din leverantör.

En router är en multifunktionell enhet eller till och med en minidator med ett eget inbyggt operativsystem, som har minst två nätverksgränssnitt. Den första av dem - LAN (Local Area Network) eller LAN (Local Computer Network) används för att skapa ett internt (hem)nätverk, som består av dina datorenheter. Den andra - WAN (Wide Area Network) eller WAN (Global Computing Network) används för att ansluta ett lokalt nätverk (LAN) till andra nätverk och World Wide Web - Internet.

Huvudsyftet med enheter av denna typ är att bestämma rutter för datapaket som användaren skickar till eller begär från andra, större nätverk. Det är med hjälp av routrar som enorma nätverk delas in i många logiska segment (subnät), varav ett är det lokala hemnätverket. Således, hemma, kan huvudfunktionen hos en router kallas att organisera överföringen av information från ett lokalt nätverk till ett globalt, och vice versa.

En annan viktig uppgift för en router är att begränsa åtkomsten till ditt hemnätverk från World Wide Web. Det är säkert osannolikt att du blir glad om någon kan ansluta till dina datorer och ta eller ta bort från dem vad de vill.

För att förhindra att detta inträffar får dataflödet avsett för enheter som tillhör ett specifikt subnät inte gå utanför dess gränser. Därför, från den allmänna interna trafiken som genereras av lokala nätverksdeltagare, väljer och skickar routern till det globala nätverket endast den information som är avsedd för andra externa subnät. Detta säkerställer säkerheten för interna data och sparar den totala nätverksbandbredden.

Huvudmekanismen som gör att routern kan begränsa eller förhindra åtkomst från det offentliga nätverket (utanför) till enheter på ditt lokala nätverk kallas NAT (Network Address Translation). Det ger också alla användare av ditt hemnätverk tillgång till Internet genom att konvertera flera interna enhetsadresser till en offentlig extern adress som tillhandahålls av din Internetleverantör. Allt detta gör det möjligt för datorer i ett hemnätverk att enkelt utbyta information med varandra och ta emot den från andra nätverk. Samtidigt förblir data som lagras i dem otillgängliga för externa användare, även om åtkomst till den kan tillhandahållas när som helst på din begäran.

Generellt sett kan routrar delas in i två stora grupper - trådbundna och trådlösa. Redan från namnen är det tydligt att alla enheter är anslutna till de första endast med kablar och till de andra, både med hjälp av kablar och utan att de använder Wi-Fi-teknik. Därför, hemma, används trådlösa routrar oftast för att tillhandahålla internetåtkomst och nätverksdatorutrustning med hjälp av olika kommunikationstekniker.

För att ansluta datorenheter med hjälp av kablar har routern speciella uttag som kallas portar. I de flesta fall har routern fyra LAN-portar för att ansluta dina enheter och en WAN-port för att ansluta din ISP-kabel.

I många fall kan en router vara den enda komponenten som behövs för att bygga ditt eget lokala nätverk, eftersom det helt enkelt inte finns något behov av resten. Som vi redan har sagt låter även den enklaste routern dig ansluta upp till fyra datorenheter med hjälp av kablar. Tja, antalet utrustningar som får åtkomst till nätverket samtidigt med hjälp av Wi-Fi-teknik kan vara tiotals eller till och med hundratals.

Om, vid något tillfälle, antalet LAN-portar på routern inte längre räcker till, kan du för att utöka kabelnätverket koppla en eller flera switchar till routern (diskuterat nedan), som fungerar som splitter.

Modem

I moderna datornätverk är ett modem en enhet som ger tillgång till Internet eller tillgång till andra nätverk via vanliga trådbundna telefonlinjer (xDSL-klass) eller med hjälp av trådlös mobilteknik (3G-klass).

Konventionellt kan modem delas in i två grupper. Den första inkluderar de som ansluter till en dator via ett USB-gränssnitt och ger nätverksåtkomst till endast en specifik PC, till vilken modemet är direkt anslutet. I den andra gruppen används de redan bekanta LAN- och/eller Wi-Fi-gränssnitten för att ansluta till en dator. Deras närvaro indikerar att modemet har en inbyggd router. Sådana enheter kallas ofta kombinerade, och de bör användas för att bygga ett lokalt nätverk.

När de väljer DSL-utrustning kan användare stöta på vissa svårigheter orsakade av förvirring i dess namn. Faktum är att ofta i sortimentet av datorbutiker finns två mycket liknande klasser av enheter sida vid sida: modem med inbyggda routrar och routrar med inbyggda modem. Vad är skillnaden mellan dem?

Dessa två grupper av enheter har praktiskt taget inga viktiga skillnader. Tillverkarna positionerar själva en router med ett inbyggt modem som ett mer avancerat alternativ, utrustad med ett stort antal ytterligare funktioner och förbättrad prestanda. Men om du bara är intresserad av grundläggande funktioner, till exempel, som att ansluta alla datorer i ditt hemnätverk till Internet, så är det inte så stor skillnad mellan modem-routrar och routrar där ett DSL-modem används som ett externt nätverksgränssnitt.

Så för att sammanfatta, ett modernt modem med vilket du kan bygga ett lokalt nätverk är i själva verket en router med ett xDSL- eller 3G-modem som ett externt nätverksgränssnitt.

Växla

En switch eller switch används för att ansluta olika noder i ett datornätverk och utbyta data mellan dem via kablar.

Rollen för dessa noder kan vara antingen enskilda enheter, till exempel en stationär PC, eller hela grupper av enheter förenade till ett oberoende nätverkssegment. Till skillnad från en router har en switch bara ett nätverksgränssnitt - LAN och används hemma som en extra enhet främst för att skala lokala nätverk.

För att ansluta datorer med hjälp av kablar, som routrar, har switchar också speciella uttagsportar. I modeller som syftar till hemmabruk är deras antal vanligtvis fem eller åtta. Om vid något tillfälle antalet portar på switchen inte längre räcker till för att ansluta alla enheter kan du ansluta en annan switch till den. Således kan du utöka ditt hemnätverk så mycket du vill.

Switchar är indelade i två grupper: hanterade och ohanterade. Den första, som namnet antyder, kan styras från nätverket med hjälp av speciell programvara. Även om de har avancerad funktionalitet är de dyra och används inte hemma. Ohanterade switchar distribuerar trafik och reglerar hastigheten på datautbytet mellan alla nätverksklienter automatiskt. Dessa enheter är idealiska lösningar för att bygga små och medelstora lokala nätverk, där antalet deltagare i informationsutbytet är litet.

Beroende på modell kan switchar ge en maximal dataöverföringshastighet på antingen 100 Mbit/s (Fast Ethernet) eller 1000 Mbit/s (Gigabit Ethernet). Gigabit-switchar används bäst för att bygga hemnätverk där du planerar att ofta överföra stora filer mellan lokala enheter.

Trådlös åtkomstpunkt

För att tillhandahålla trådlös åtkomst till Internet eller lokala nätverksresurser, förutom en trådlös router, kan du använda en annan enhet som kallas en trådlös åtkomstpunkt.

Till skillnad från en router har denna station inget externt WAN-nätverksgränssnitt och är i de flesta fall utrustad med endast en LAN-port för anslutning till en router eller switch. Således kommer du att behöva en åtkomstpunkt om ditt lokala nätverk använder en vanlig router eller modem utan Wi-Fi-stöd.

Användningen av ytterligare åtkomstpunkter i ett nätverk med en trådlös router kan vara motiverat i de fall där ett stort Wi-Fi-täckningsområde krävs. Till exempel kanske signalstyrkan för en trådlös router ensam inte räcker för att helt täcka hela området i ett stort kontor eller flervåningshus på landet.

Åtkomstpunkter kan också användas för att organisera trådlösa bryggor, så att du kan ansluta enskilda enheter, nätverkssegment eller hela nätverk med varandra med hjälp av en radiosignal på platser där det är oönskat eller svårt att lägga kablar.

Nätverkskabel, kontakter, uttag

Trots den snabba utvecklingen av trådlös teknik byggs många lokala nätverk fortfarande med hjälp av kablar. Sådana system har hög tillförlitlighet, utmärkt genomströmning och minimerar möjligheten för obehörig anslutning till ditt nätverk utifrån.

För att skapa ett trådbundet lokalt nätverk i hem- och kontorsmiljöer används Ethernet-teknik, där signalen överförs över det så kallade "twisted pair" (TP-Twisted Pair) - en kabel som består av fyra kopparpar tvinnade samman ( för att minska störningar).

När man bygger datornätverk används övervägande oskärmad kabel av kategorin CAT5, och oftare dess förbättrade version CAT5e. Kablar i denna kategori låter dig sända en signal med en hastighet av 100 Mbit/s när du bara använder två par (halva) trådar och 1000 Mbit/s när du använder alla fyra paren.

För att ansluta till enheter (routrar, switchar, nätverkskort, etc.) används 8-stifts modulära kontakter, vanligtvis kallade RJ-45 (även om deras korrekta namn är 8P8C), i ändarna av den tvinnade parkabeln.

Beroende på ditt önskemål kan du antingen köpa färdiga (med krympta kontakter) nätverkskablar av en viss längd, så kallade "patch cords", i vilken datorbutik som helst, eller köpa partvinnade kablar och kontakter separat och sedan göra dina egna kablar av önskad storlek i rätt mängd.

Med hjälp av kablar för att ansluta datorer till ett nätverk kan du naturligtvis ansluta dem direkt från switchar eller routrar till kontakterna på datorns nätverkskort, men det finns ett annat alternativ - att använda nätverksuttag.

I det här fallet är ena änden av kabeln ansluten till switchporten och den andra till uttagets interna kontakter, till den externa kontakten som du sedan kan ansluta dator eller nätverksenheter.

Nätverksuttag kan antingen byggas in i väggen eller monteras externt. Att använda uttag istället för utstickande kabeländar kommer att ge din arbetsyta ett mer estetiskt tilltalande utseende. Det är också bekvämt att använda uttag som referenspunkter för olika nätverkssegment. Till exempel kan du installera en switch eller router i korridoren i en lägenhet och sedan noggrant dra kablar från den till uttag som finns i alla nödvändiga rum. Således kommer du att få flera punkter placerade i olika delar av lägenheten, till vilka du när som helst kan ansluta inte bara datorer utan också alla nätverksenheter, till exempel ytterligare växlar för att utöka ditt hem- eller kontorsnätverk.

En annan liten sak som du kan behöva när du bygger ett kabelnätverk är en förlängningssladd som kan användas för att koppla två tvinnade par med redan krympta RJ-45-kontakter.

Utöver det avsedda syftet är förlängningssladdar bekväma att använda i de fall där änden av kabeln inte slutar med en kontakt, utan med två. Det här alternativet är möjligt när man bygger nätverk med en kapacitet på 100 Mbit/s, där det räcker att använda endast två par ledningar för att överföra en signal.

Du kan också använda en nätverksdelare för att ansluta två datorer till en kabel samtidigt utan att använda en switch. Men återigen är det värt att komma ihåg att i det här fallet kommer den maximala datautbyteshastigheten att vara begränsad till 100 Mbit/s.

För mer information om krympning av partvinnade kablar, anslutningsuttag och nätverkskablars egenskaper, läs specialmaterialet.

Nätverks topologi

Nu när vi har blivit bekanta med de grundläggande komponenterna i ett lokalt nätverk är det dags att prata om topologi. Enkelt uttryckt är en nätverkstopologi ett diagram som beskriver platserna och metoderna för att ansluta nätverksenheter.

Det finns tre huvudtyper av nätverkstopologier: Buss, Ring och Star. Med en busstopologi är alla datorer i nätverket anslutna till en gemensam kabel. För att förena datorer till ett enda nätverk med hjälp av "Ring"-topologin är de anslutna i serie med varandra, med den sista datorn som ansluter till den första. I en stjärntopologi är varje enhet ansluten till nätverket via en speciell hubb med hjälp av en separat kabel.

Förmodligen har den uppmärksamma läsaren redan gissat att för att bygga ett hemnätverk eller ett litet kontorsnätverk, används "Star" -topologin övervägande, där routrar och switchar används som navenheter.

Att skapa ett nätverk med hjälp av Star-topologin kräver ingen djup teknisk kunskap och stora ekonomiska investeringar. Till exempel, med en switch som kostar 250 rubel kan du ansluta 5 datorer till ett nätverk på några minuter, och med en router för ett par tusen rubel kan du till och med bygga ett hemnätverk, vilket ger flera dussin enheter tillgång till Internet och lokala resurser.

En annan otvivelaktig fördel med denna topologi är god utbyggbarhet och enkel uppgradering. Således uppnås nätverksförgrening och skalning genom att helt enkelt lägga till ytterligare hubbar med nödvändig funktionalitet. Du kan också ändra den fysiska platsen för nätverksenheter eller byta dem när som helst för att uppnå mer praktisk användning av utrustningen och minska antalet och längden på anslutningskablar.

Trots att Star-topologin gör att du snabbt kan ändra nätverksstrukturen, måste platsen för routern, switchar och andra nödvändiga element vara genomtänkta i förväg, i enlighet med rummets layout, antalet enheter som är anslutna och hur de är anslutna till nätverket. Detta kommer att minimera riskerna med att köpa olämplig eller överflödig utrustning och optimera storleken på dina finansiella kostnader.

Slutsats

I detta material undersökte vi de allmänna principerna för att bygga lokala nätverk, den huvudsakliga utrustningen som används och dess syfte. Nu vet du att huvudelementet i nästan alla hemnätverk är en router, som låter dig nätverka många enheter med både trådbundna (Ethernet) och trådlösa (Wi-Fi) tekniker, samtidigt som de alla får en Internetanslutning via en enda kanal .

Switchar, som i huvudsak är splitters, används som hjälputrustning för att utöka anslutningspunkter till ett lokalt nätverk med hjälp av kablar. För att organisera trådlösa anslutningar används åtkomstpunkter, som med hjälp av Wi-Fi-teknik inte bara gör det möjligt att ansluta alla typer av enheter trådlöst till nätverket, utan också för att koppla samman hela segment av det lokala nätverket i ett "bryggläge".

För att förstå exakt hur mycket och vilken typ av utrustning du behöver köpa för att skapa ett framtida hemnätverk, var noga med att först rita upp dess topologi. Rita ett diagram över platsen för alla enheter som deltar i nätverket som kräver en kabelanslutning. Beroende på detta, välj den optimala platsen för routern och vid behov ytterligare switchar. Det finns inga enhetliga regler här, eftersom den fysiska platsen för routern och switcharna beror på många faktorer: antalet och typen av enheter, såväl som de uppgifter som kommer att tilldelas dem; layout och storlek på rummet; krav på det estetiska utseendet på omkopplingsnoder; möjligheter att dra kablar och annat.

Så snart du har en detaljerad plan för ditt framtida nätverk kan du börja välja och köpa den nödvändiga utrustningen, installera den och konfigurera den. Men vi kommer att prata om dessa ämnen i vårt nästa material.

Under Ryska federationens president"

Bryansk filial

Institutionen för matematik och informationsteknologi

Utbildningens inriktning 230700.62 - Tillämpad datavetenskap

KURSARBETE

Design av ett lokalt datornätverk för en läroanstalt

Alternativ 5

i kursen "Datorsystem, nätverk och telekommunikation"

Kiryushin R.O.

grupp POO-12

Vetenskaplig chef

Kvitko B.I.,

Ph.D. tech. vetenskaper, prof. avdelningar

Bryansk 2014

INLEDNING 3

1. BESKRIVNING AV DEN FÖRESLAGNA DESIGNLÖSNINGEN 9

1.1 BESKRIVNING AV LAN-KOMMUNIKATIONSSCHEMA 9

1.2 PLACERING AV AKTIV LAN-UTRUSTNING 11

2. BERÄKNING AV SCS 23-KOMPONENTER

2.1 KABLAR OCH KABELSYSTEM 30

2.2 KABELKANALER OCH INSTALLATIONSUTRUSTNING 36

3. SLUTKOSTNAD 39

SLUTSATS 49

FÖRTECKNING ÖVER KÄLLOR OCH REFERENSER 40

Introduktion

Lokala nätverk är nätverk utformade för att behandla, lagra och överföra data, och är ett kabelsystem av ett objekt (byggnad) eller en grupp av objekt (byggnader). Idag är det svårt att föreställa sig arbetet med ett modernt kontor utan ett lokalt datornätverk. Nu kan mer än ett företag klara sig utan ett informations- och datornätverk.

Anledningen till att skapa ett lokalt nätverk är:

· Kontroll av tillgång till viktiga dokument;

· Samverkande informationsbehandling;

· Fildelning.

Relevansen av detta arbete ligger i det faktum att förse ett företag med datorer med ett lokalt nätverk och internetåtkomst ger anställda:

· Utföra snabb bearbetning av pappersinformation och dess lagring;

· Upprätthålla en elektronisk databas över dina kunder;

· Ha tillgång till de senaste nya artiklarna, lagarna etc. finns på Internet;

· Använd lokal och säker e-post.

Ett objekt forskning – datornätverk.

Artikel forskning – lokalt nätverk.

Mål Kursarbetet är att förvärva praktiska färdigheter i att analysera tekniska specifikationer och designa en LAN-standard IEEE 802.3 (Ethernet).

Oftast är lokala nätverk byggda på Ethernet- eller Wi-Fi-teknik. För att bygga ett enkelt lokalt nätverk används routrar, switchar, trådlösa accesspunkter, trådlösa routrar, modem och nätverksadaptrar. Mindre vanligt förekommande är mediaomvandlare, signalförstärkare (olika typer av repeatrar) och specialantenner.

För att utföra arbetet måste vi bli ordentligt bekanta med LAN och lära oss alla dess nyanser. För denna uppgift måste vi analysera litteraturen om detta ämne.

Byggnadernas layout visas i figur 1.

Lokalerna där de arbetsplatser som är anslutna till det skapade LAN-nätverket kommer att finnas presenteras i Tabell 1.

Planritningarna för de aktuella lokalerna visas i fig. 2, 3, 4.

Figur 4. Layout av tredje våningen i byggnad 2

Lokalerna som presenteras på byggplanerna har följande dimensioner: ett "fönstersteg" (bredden på ett enkelfönsterrum) - B 0 = 4 m; djup av alla rum (från ingången till fönstret) – L 0 = 6 m; bredd på ett flerfönsterrum – B j =B 0 m, där m är antalet fönster, j är rumsnumret; korridorbredd – B till = 2m; höjden på alla rum är H=3m.

Arbetsstationer och serverutrustning måste anslutas till LAN med IEEE 802.3 1000BASE-T-teknik. Närliggande byggnader måste anslutas med IEEE 802.3ab-teknik (gigabitnätverk baserade på fiberoptisk kabel), installationsmetoden för fiberoptisk kabel är under jord. HPs aktiva hårdvara rekommenderas. Den maximala strömförsörjningstiden från UPS-enheter är 20 minuter. Projektet bör sörja för tilldelning av särskilda lokaler för att organisera nätverksadministratörens arbetsplats och placera aktiv LAN-utrustning. Syftet med det designade LAN är att säkerställa kommunikation mellan de angivna våningarna i två byggnader där läroanstalten är belägen, samt informationsutbyte mellan klasser inom våningsplanet. Kursarbetet genomförs enligt en enhetlig teknisk specifikation (TOR) för utformning av ett lokalt datornät för en läroanstalt.

1. Beskrivning av den föreslagna designlösningen

Beskrivning av LAN-kommunikationsschemat

Nätverkstopologin är stjärna. Stjärntopologin är den snabbaste av alla datornätverkstopologier eftersom dataöverföring mellan arbetsstationer går genom en central nod (om dess prestanda är bra) över separata linjer som endast används av dessa arbetsstationer. Frekvensen av förfrågningar om att överföra information från en station till en annan är låg (jämfört med den som uppnås i andra topologier). Nätverksgenomströmning bestäms av nodens beräkningskraft och garanteras för varje arbetsstation. Det finns inga datakollisioner. Kabeldragningen är ganska enkel eftersom varje arbetsstation är ansluten till en nod. I ett nätverk byggt med en stjärntopologi är varje arbetsstation ansluten med en kabel (tvinnat par) till ett nav. Hubben ger en parallellkoppling mellan PC:er och därmed kan alla datorer som är anslutna till nätverket kommunicera med varandra.

Data från nätverkssändningsstationen sänds genom hubben längs alla kommunikationslinjer till alla datorer. Information kommer till alla arbetsstationer, men tas bara emot av de stationer som den är avsedd för.

Men denna topologi har också sina nackdelar, till exempel beror prestandan hos ett datornätverk främst på kraften hos den centrala filservern. Det kan vara en flaskhals i datornätverket. Om den centrala noden misslyckas störs hela nätverket. Kabelkostnaderna är höga, särskilt när den centrala noden inte är geografiskt placerad i mitten av topologin.

I enlighet med de tekniska specifikationerna kommer följande tekniker att användas i designen:

· Gigabit Ethernet (IEEE 802.3ab 1000Base T). Vi kommer att använda denna teknik för att ansluta LAN-abonnenter och för att ansluta en server till ett LAN istället för Gigabit Ethernet IEEE 802.3 1000Base X-teknik. IEEE 802.3ab-specifikationen föreslogs 1999 för att säkerställa dataöverföring med en hastighet av 1000 Mbit/s. över en UTP 5e-kabel och samtidigt öka den maximala längden på ett nätverkssegment till 100 m.

· IEEE 802.3ab 1000Base-SX. Vi kommer att använda denna teknik för att ansluta byggnader och växlar inom samma byggnad (belägen långt ifrån varandra), eftersom den låter dig ansluta nätverkssegment belägna på ett avstånd av upp till 550 m, överföringshastighet 1000 Mbit/s, fiberoptisk kabel (multi-mode fiber) används för anslutning ) 50 eller 62,5 µm.

För att organisera ett horisontellt delsystem (delsystem av denna typ motsvarar golven i en byggnad) är det bäst att använda skärmad tvinnad parkabel av kategori 5e. Även om det inte är lika bekvämt för installation inomhus som oskärmat tvinnat par (och är mycket dyrare), fungerar ett nätverk byggt på skärmade komponenter mycket mer tillförlitligt och uppfyller de emissions- och bullerimmunitetskrav som ställs av de europeiska standarderna EN 55022 (Klass B) och EN 50082-1. Den låter dig överföra data med en hastighet av 1000 Mbit/s.

För att organisera ett vertikalt kabelsystem som förbinder byggnadens golv kommer fiberoptisk kabel avsedd för installation inomhus att användas. Fördel med FOC: sänder data över långa avstånd, är inte känslig för elektromagnetiska och radiofrekventa störningar. Den största nackdelen med en FOC är dess kostnad och kostnaden för installation.

Campusdelsystemets funktion blir att koppla samman delsystemen i två byggnader till ett nätverk. De vertikala och campusundersystemen kommer att använda 1000 Base-SX-teknik.

På grund av det stora området av territoriet, det stora antalet byggnader, verkstäder, avdelningar och användare (cirka 1500 användare), för att öka nätverkets prestanda och feltolerans, är det nödvändigt att dela upp det i logiskt oberoende objekt, som kommer att vara sammankopplade av nodnätverksenheter. Att samtidigt dela upp ett stort nätverk i mindre kommer att göra det lättare att administrera. Således kommer företagets LAN-topologi att utformas i form av en hierarkisk stjärna. Länkskiktstekniken kommer att vara en familj av höghastighetsversioner av Ethernet.

För att säkerställa åtskillnad av ansvar mellan switchar kommer en standardarkitektur att användas, bestående av: nätverkskärnnivåväxlar, distributionsnivåväxlar och åtkomstnivåväxlar. Switchar installerade på nätverkets kärnnivå kräver hög prestanda och feltolerans. Eftersom prestanda för hela nätverket kommer att bero på dem. Distributionsväxlar kommer att finnas i hela företaget, närmare grupper av åtkomstväxlar, till vilka slutanvändare av LAN-resurser redan är anslutna. Serverskåpsväxlar kopplas direkt till nätverkets kärnswitch, som betjänar de så kallade SAN (Storage area network), lokala nätverk inuti serverskåpen.

Företaget är uppdelat i 5 zoner, som var och en kommer att betjänas från sin egen distributionsnivåväxel. Zoner väljs beroende på plats och antal användare. Företagets LAN-diagram visas i figur 2.

Logiskt sett borde ett så stort nätverk delas upp i flera mindre nätverk. Med detta tillvägagångssätt kommer nätverksprestanda att öka, eftersom sändningar och annan "skräptrafik" inte kommer att spridas över alla nätverk och ta upp nätverkets bandbredd. I händelse av ett nätverksfel, till exempel en sändningsstorm, kommer bara ett litet logiskt fragment av nätverket att misslyckas, problemet i vilket kan identifieras och åtgärdas mycket snabbare. Det vill säga, i det här fallet är bekvämligheten med nätverksadministration säkerställd. Vid eventuellt arbete med att bygga om nätverket kommer det att vara möjligt att göra detta i delar, vilket förenklar arbetet för nätverksadministratörer och gör att ett mindre antal användare kan tas ur drift medan arbetet pågår.

Figur 2 - Enterprise LAN-topologi

Teknik för virtuellt lokalt nätverk (VLAN) kommer att användas för att dela upp nätverket. Varje division, och ibland en grupp av mindre divisioner, kommer att ha sitt eget virtuella nätverk. Flera vlans kommer också att skapas för att ansluta switcharna i nätverkskärnan och distributionslagret. Varje sådant nätverk kommer att använda unika nätverksadresser. Virtuella nätverk kommer att använda switchportar på kärn- och distributionsnivåer för att placera enheter i sina egna unika vlans. Detta kommer att göras under konfigurationen av aktiva nätverksenheter.

Som framgår av diagrammet kommer flera logiska kanaler att användas för att ansluta kärnan och distributionsväxlarna. Kärntopologin för nätverket "stjärna + ring" kommer att implementeras. Från kärnomkopplaren utstrålar kanaler i ett stjärnmönster till distributionsomkopplarna de är markerade i blått i diagrammet. Detta skapar en "stjärna". Dessa kanaler kommer att allokeras till ett separat vlan, som endast kommer att användas för kommunikation mellan stamnätsväxlar.

Kanalerna som kommer att koppla ihop ryggradsomkopplarna till en "ring" är markerade med gult. Tidigare var det inte acceptabelt att skapa loopar i Ethernet-nätverk. Men kraven på nätverkets tillförlitlighet ledde till utvecklingen av teknologier som kan stödja redundanta anslutningar i nätverket för kanalreservation. Ethernet Ring Protection Switching (ERPS) är en av teknikerna som låter dig organisera feltoleranta nätverkstopologier. Det valdes framför Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) på grund av den snabba tid det tar att återställa nätverket i händelse av ett fel på en av kanalerna. För RSTP är konvergenstiden mindre än 10 sekunder, medan den för ERPS är mindre än 50 millisekunder. Detta kommer också att vara ett separat vlan, som endast används av backbone-switchar.

Dynamisk routing kommer att användas för att förena alla virtuella nätverk och hitta rutter mellan dem. Nämligen protokollet Open Shortest Path First version 2 (OSPFv2). Var och en av backbone-switcharna kommer att kunna fungera på lager 3 av OSI-modellen, det vill säga det kommer att vara en L3-switch. I OSPF-protokolldomänen kommer en ryggradszon att tilldelas - ryggraden. Den kommer bara att innehålla routrar (inbyggda i L3-switchar), som kommer att utbyta information med varandra om de virtuella nätverk som är anslutna till dem. Detta protokoll kräver tilldelning av OSPF-domänroten - Designated root (DR), och närvaron av en backuprot - Backup designated root (BDR). En växel på kärnnivå kommer att användas som en DR och en av växlarna på distributionsnivå kommer att användas som en BDR.

Varje lagerväxel för användaråtkomst kommer att användas i sitt eget specifika vlan som tilldelats den på distributionslagerväxeln. I vissa fall kan sådana switchar användas för att ansluta switchar med färre portar till dem, men det spelar ingen roll för nätverkets logik.

På detta sätt organiseras en produktiv, feltolerant och lätt skalbar lokalt nätverksarkitektur.

Tänk på ett typiskt litet kontor. Låt oss anta att det sysselsätter flera chefer (låt det vara tre), en sekreterare, en revisor och en direktör. Varje arbetsplats har en dator, och kontoret har också en dedikerad internetkanal med en permanent riktig IP-adress (till exempel 195.34.10.134) och domännamnet myoffice.ru.

Låt oss nu bestämma vad vi vill göra.

• ansluta alla datorer till ett lokalt nätverk (LAN);
• organisera utskrift från alla arbetsstationer till en nätverksskrivare;
• ansluta och konfigurera en internetkanal;
• organisera Internetåtkomst från alla datorer på det lokala nätverket;
• skydda det lokala nätverket från externa intrång;
• installera och konfigurera nätverkstjänster: WEB-server, e-postserver, fil, FTP, proxy, etc.;
• organisera fjärrmodemåtkomst till kontorsnätverket hemifrån med möjligheten att använda kontorets internetkanal

Låt oss nu börja designa nätverksstrukturen.

Vi kommer att lösa uppgiften att bygga ett enkelt lokalt nätverk baserat på en stack (uppsättning) av TCP/IP-protokoll.

Låt oss först välja ett antal IP-adresser för vårt lokala nätverk. Låt oss fokusera på adresserna reserverade för användning i privata nätverk: 192.168.0.0-192.168.255.255. För vårt lokala nätverk använder vi adressering 192.168.20.0/24, där "/24" är en förkortad form av subnätmasken 255.255.255.0. Varje sådant nätverk (klass "C") kan använda upp till 254 unika värdar, vilket är tillräckligt för oss. En permanent IP-adress (195.34.10.134) på ​​Internet gavs till oss av leverantören i enlighet med villkoren för uppgiften.

I ett enkelt fall kan vårt nätverk ha följande topologi:

Som framgår av figur 1 är de flesta nätverkstjänsterna placerade på en dator, som är ansluten till Internet via ett nätverksgränssnitt, till det lokala kontorets nätverk via ett annat och till hemdatorn via en modemanslutning. Varje nätverksgränssnitt på den här datorn har sin egen IP-adress: 195.34.10.134 - på Internet, 192.168.20.1 - på det lokala nätverket, 192.168.40.1 - för en fjärranslutning. Således spelar denna dator rollen som en router och en brandvägg och servrar: webb, e-post, databas, etc. (Routern - i vårt fall spelar rollen som en gateway till Internet. Du kan fråga: varför behövs den , vad gör det? Jag svarar som en tekanna: en router hanterar routing... paket mellan undernät, men i vårt fall kommer den helt enkelt att "distribuera" Internet till alla datorer i vårt lokala nätverk). Men en sådan struktur har nackdelar: för det första är det farligt att "lägga alla dina ägg i en korg" (ett sådant nätverk är mycket sårbart för attacker och är inte särskilt tillförlitligt - förloraren förlorar allt), för det andra fördelar det inte optimalt belastningen, och för det tredje är det obekvämt att administrera - varje fel eller fel på huvudservern förlamar nästan helt driften av hela det lokala nätverket. Trots bristerna med detta alternativ kommer vi i framtiden främst att använda det, eftersom Här tittar vi på de enklaste och billigaste lösningarna för små kontor och hem. Följande två diagram är endast avsedda för referens och behöver inte fördjupas i.

Låt oss nu ändra nätverkstopologin lite för att eliminera några av bristerna (se fig. 2).

Här fungerar routern bara som en gateway till Internet och en brandvägg, och nätverkstjänster finns i det lokala nätverket, helst på en separat dator. Nu förlamar inte felet på en server andra. Men denna nätverkstopologi har också en nackdel: arbetsstationer och servrar är placerade på samma nätverkssegment, vilket potentiellt minskar dess tillförlitlighet och prestanda.

Därför kan det vara bättre att separera Internetservrar i ett separat segment (se fig. 3).

I det här fallet är det lokala nätverket beläget i ett nätverkssegment och internetservrarna i ett annat.

Det kan finnas andra lokala nätverkstopologier, allt beror på de specifika målen och förhållandena, men för att förenkla uppgiften kommer vi att fokusera på den första nätverkstopologin (Fig. 1), trots dess brister, eftersom för experiment - detta är inte viktigt.

Nu är det dags att fundera på vilken utrustning och mjukvara (mjukvara) vi ska använda för att implementera vårt enkla lokala nätverk. Specifika implementeringar kommer att beskrivas i följande artiklar, men här kommer vi att beröra allmänna frågor.

Tiden har gått då företagsledningen inte kunde tänka på lagligheten av installerade program. Nuförtiden betraktas brott mot upphovsrätten som allvarliga brott, så ur all fara (för att minimera riskerna) kommer vi endast att överväga licensierad programvara. Kostnadsoptimering vid byte till licensierade program för små organisationer kommer att diskuteras i en separat artikel 146 i strafflagen (skämtar bara:)))).

Du kan använda följande som en gateway till Internet:

• dator med Windows (dyr lösning);
• dator med FreeBSD/Linux;
• hårdvarurouter (den enklaste och billigaste lösningen - från $50).

Från några coola gurus som arbetar i stora organisationer kommer du med största sannolikhet att få en rekommendation om att installera MS Windows 2003 Server på servern, installera ISA på den (för att organisera internetåtkomst), MS Exchange e-postserver, installera Windows XP Pro på klientdatorer och anslut dem till domänen och använd 1C i terminalläge.

I princip är detta det funktionellt optimala alternativet... för stora organisationer, men vi är inga monster, vi är ett litet kontor med 3-10 datorer. Använd prislistan för Microsoft-partners och beräkna hur många tusen (tiotusentals) dollar en sådan lösning kommer att kosta dig. Därför kommer vi i följande artiklar att överväga främst billiga alternativ, där gratis FreeBSD eller Linux kommer att användas på servern (gateway), och på klientmaskiner Windows XP HomeEdition (eller Professional)... eller till och med Linux Ubuntu.

Modern datorteknik kan inte föreställas utan att kombinera alla typer av enheter i form av stationära terminaler, bärbara datorer eller till och med mobila enheter i ett enda nätverk. Denna organisation tillåter inte bara att snabbt utbyta data mellan olika enheter, utan också att använda beräkningskapaciteten för all utrustning som är ansluten till samma nätverk, för att inte tala om möjligheten att komma åt kringutrustning som skrivare, skannrar, etc. Men på vilka principer görs detta? För att förstå dem är det nödvändigt att överväga det lokala nätverket, ofta kallat topologi, som kommer att diskuteras vidare. Idag finns det flera huvudklassificeringar och typer av att kombinera alla enheter som stöder nätverksteknik till ett nätverk. Naturligtvis talar vi om de enheter som har speciella trådbundna eller trådlösa nätverkskort och moduler installerade.

System för lokala datornätverk: huvudklassificering

Först och främst, när man överväger någon typ av organisation av datornätverk, är det nödvändigt att uteslutande börja från metoden att kombinera datorer till en enda helhet. Här kan vi urskilja två huvudriktningar som används när man skapar ett lokalt nätverksdiagram. Nätverksanslutningen kan vara antingen trådbunden eller trådlös.

I det första fallet används speciella koaxialkablar eller tvinnade par. Denna teknik kallas Ethernet-anslutning. Men om koaxialkablar används i en lokal nätverkskrets är deras maximala längd cirka 185-500 m med en dataöverföringshastighet på högst 10 Mbit/s. Om tvinnade par av klasserna 7, 6 och 5e används kan deras längd vara 30-100 m, och genomströmningen varierar från 10-1024 Mbit/s.

Det trådlösa schemat för att ansluta datorer till ett lokalt nätverk bygger på att överföra information via en radiosignal, som distribueras mellan alla anslutna enheter, distribuerande enheter, som kan vara routrar (routrar och modem), accesspunkter (vanliga datorer, bärbara datorer, smartphones). , surfplattor), växlingsenheter (switchar, hubbar), signalförstärkare (repeaters), etc. Med denna organisation används fiberoptiska kablar, som kopplas direkt till huvudutrustningen som distribuerar signalen. I sin tur ökar avståndet över vilket information kan överföras till cirka 2 km, och i radiofrekvensområdet används främst frekvenserna 2,4 och 5,1 MHz (IEEE 802.11-teknik, mer känd som Wi-Fi).

Trådbundna nätverk anses vara mer skyddade från yttre påverkan, eftersom det inte alltid är möjligt att direkt komma åt alla terminaler. Trådlösa strukturer förlorar ganska mycket i detta avseende, för om så önskas kan en kompetent angripare enkelt ta reda på nätverkslösenordet, få tillgång till samma router och genom den komma till vilken enhet som helst som för närvarande använder en Wi-Fi-signal. Och mycket ofta, i samma statliga myndigheter eller i försvarsföretag i många länder, är användningen av trådlös utrustning strängt förbjuden.

Klassificering av nätverk efter typen av anslutning mellan enheter

Separat kan vi urskilja en helt ansluten topologi av datoranslutningsdiagram på ett lokalt nätverk. En sådan anslutningsorganisation innebär bara att absolut alla terminaler som ingår i nätverket är anslutna till varandra. Och som redan är klart är en sådan struktur praktiskt taget oskyddad när det gäller externt intrång eller när angripare penetrerar nätverket genom speciella virusmaskar eller spionprogramappletar, som initialt kan spelas in på flyttbara media, som samma oerfarna företagsanställda omedvetet kan ansluta till dina datorer.

Det är därför som oftast andra anslutningsscheman i det lokala nätverket används. En av dessa kan kallas en cellulär struktur från vilken vissa initiala bindningar har tagits bort.

Allmänt diagram över anslutning av datorer på ett lokalt nätverk: konceptet för huvudtyperna av topologi

Låt oss nu kort titta på trådbundna nätverk. De kan använda flera av de vanligaste typerna av lokala nätverksdiagram. De mest grundläggande typerna är stjärn-, buss- och ringstrukturer. Visserligen är det den första typen och dess derivator som används mest, men du kan ofta hitta blandade typer av nätverk där kombinationer av alla tre huvudstrukturerna används.

Stjärntopologi: för- och nackdelar

Det lokala nätverksschemat "stjärna" anses vara det vanligaste och mest använda i praktiken när det gäller att använda huvudtyperna av anslutningar, så att säga, i sin rena form.

Kärnan i denna kombination av datorer till en enda helhet är att de alla är anslutna direkt till den centrala terminalen (servern) och inte har några förbindelser med varandra. Absolut all sänd och mottagen information passerar direkt genom den centrala noden. Och det är denna konfiguration som anses vara den säkraste. Varför? Ja, bara för att införandet av samma virus i en nätverksmiljö kan göras antingen från en central terminal eller nås via den från en annan datorenhet. Det verkar dock mycket tveksamt att ett sådant lokalt nätverkssystem för ett företag eller en statlig myndighet inte kommer att ge en hög skyddsnivå för den centrala servern. Och du kan bara installera spionprogram från en separat terminal om du har fysisk tillgång till det. Dessutom, från den centrala noden, kan ganska allvarliga begränsningar införas på varje nätverksdator, vilket särskilt ofta kan observeras när du använder nätverksoperativsystem, när datorerna inte ens har hårddiskar och alla huvudkomponenterna i operativsystemet som används laddas direkt från huvudterminalen.

Men detta har också sina nackdelar. Detta beror främst på ökade ekonomiska kostnader för att dra kablar om huvudservern inte är placerad i mitten av den topologiska strukturen. Dessutom beror indirekt på den centrala nodens beräkningskapacitet, och om den misslyckas avbryts anslutningarna på alla datorer som ingår i nätverksstrukturen.

Busskrets

Anslutningsschemat av "buss"-typ i ett lokalt nätverk är också ett av de vanligaste, och dess organisation är baserad på användningen av en enda kabel, genom vilken alla terminaler, inklusive den centrala servern, är anslutna till nätverket.

Den största nackdelen med denna struktur är den höga kostnaden för att lägga kablar, särskilt i de fall där terminalerna är belägna på ett ganska stort avstånd från varandra. Men om en eller flera datorer misslyckas störs inte anslutningarna mellan alla andra komponenter i nätverksmiljön. Dessutom, när du använder ett sådant lokalt nätverksschema, dupliceras nätverket som passerar genom huvudkanalen mycket ofta i olika sektioner, vilket undviker dess skada eller omöjligheten att leverera det till sin destination. Men säkerheten i en sådan struktur, tyvärr, lider ganska mycket, eftersom skadliga viruskoder kan penetrera alla andra maskiner genom centralkabeln.

Ringstruktur

Ringkretsen (topologin) kan i viss mening kallas föråldrad. Idag används den inte i nästan vilken nätverksstruktur som helst (förutom kanske bara i blandade typer). Detta hänger precis ihop med själva principerna för att kombinera enskilda terminaler till en organisationsstruktur.

Datorer är anslutna till varandra i serie och med endast en kabel (i grova drag, vid ingång och utgång). Naturligtvis minskar denna teknik materialkostnaderna, men om minst en nätverksenhet misslyckas, äventyras integriteten för hela strukturen. Om jag får säga så, i ett visst område där det finns en skadad terminal, stoppas överföringen (passagen) av data helt enkelt. Följaktligen, när farliga datorhot tränger in i nätverket, passerar de också sekventiellt från en terminal till en annan. Men om det finns tillförlitligt skydd i ett av områdena kommer viruset att elimineras och kommer inte att passera vidare.

Blandade nätverkstyper

Som nämnts ovan finns huvudtyperna av lokala nätverksscheman praktiskt taget aldrig i sin rena form. Blandade typer, som kan innehålla delar av huvudtyperna av nätverkskretsar, verkar vara mycket mer tillförlitliga när det gäller säkerhet, kostnad och enkel åtkomst.

Därför kan du väldigt ofta hitta nätverk med en trädstruktur, som från början kan kallas en slags "stjärna", eftersom alla grenar kommer från en punkt, kallad roten. Men organisationen av grenar i ett sådant lokalt nätverksanslutningssystem kan innehålla både ring- och bussstrukturer, uppdelade i ytterligare grenar, ofta definierade som subnät. Det är tydligt att en sådan organisation är ganska komplex, och när du skapar den är det nödvändigt att använda ytterligare tekniska enheter som nätverksväxlar eller splitter. Men, som de säger, målet motiverar medlen, för tack vare en så komplex struktur kan viktig och konfidentiell information skyddas mycket tillförlitligt, isolera den i undernätsgrenar och praktiskt taget begränsa åtkomsten till den. Detsamma gäller för fel på komponenter. Med denna konstruktion av lokala nätverksscheman är det absolut inte nödvändigt att använda endast en central nod. Det kan finnas flera av dem, med helt olika nivåer av skydd och åtkomst, vilket ytterligare ökar graden av övergripande säkerhet.

Logistiktopologi

När du organiserar nätverksstrukturer är det särskilt viktigt att vara uppmärksam på de dataöverföringsmetoder som används. I datorterminologi kallas sådana processer vanligtvis för logistisk eller logisk topologi. Samtidigt kan fysiska metoder för att överföra information i olika strukturer skilja sig ganska markant från logiska. Det är logistiken som i huvudsak avgör mottagnings-/överföringsvägarna. Mycket ofta kan du observera att när du bygger ett nätverk i form av en "stjärna", utbyts information med hjälp av en busstopologi, när signalen kan tas emot samtidigt av alla enheter. I ringlogiska strukturer kan situationer uppstå där signaler eller data endast tas emot av de terminaler för vilka de är avsedda, trots sekventiell passage genom alla relaterade länkar.

Mest kända nätverk

Ovan har vi bara övervägt konstruktionen av lokala nätverksscheman baserade på Ethernet-teknik, som i sina enklaste termer använder adresser, protokoll och TCP/IP-stackar. Men i världen kan du hitta ett stort antal nätverksstrukturer som har olika principer för nätverksorganisation från ovan. De mest kända av alla (förutom Ethernet som använder en logisk busstopologi) är Token Ring och Arcnet.

Token Ring-nätverksstrukturen utvecklades en gång av det välkända företaget IBM och är baserad på det logiska schemat för ett lokalt nätverks "token ring", som bestämmer åtkomsten för varje terminal till den överförda informationen. I fysiska termer används också en ringstruktur, men den har sina egna egenskaper. För att kombinera datorer till en enda enhet går det att använda antingen partvinnad eller fiberoptisk kabel, men dataöverföringshastigheten är endast 4-16 Mbit/s. Men markeringssystemet av stjärntyp låter dig sända och ta emot data endast till de terminaler som har rätt att göra det (markerade med en markör). Men den största nackdelen med en sådan organisation är att vid ett visst tillfälle kan bara en station ha sådana rättigheter.

Inte mindre intressant är Arcnets lokala nätverksschema, skapat 1977 av Datapoint, som många experter kallar den mest billiga, enkla och mycket flexibla strukturen.

Koaxial- eller fiberoptiska kablar kan användas för att överföra information och ansluta datorer, men möjligheten att använda partvinnade kablar är också möjlig. Men när det gäller mottagnings-/överföringshastighet kan denna struktur inte kallas särskilt produktiv, eftersom paket maximalt kan utbytas med en anslutningshastighet på högst 2,5 Mbit/s. En "stjärna"-krets används som en fysisk anslutning och en "markeringsbuss" används för en logisk anslutning. Med rättigheterna att ta emot/sända är situationen exakt densamma som i fallet med Token Ring, förutom att informationen som överförs från en maskin är tillgänglig för absolut alla terminaler som ingår i nätverksmiljön, och inte för bara en maskin.

Kort information om hur du ställer in en trådbunden och trådlös anslutning

Låt oss nu kort titta på några viktiga punkter i att skapa och använda något av de beskrivna lokala nätverksscheman. Tredjepartsprogram när du använder något av de välkända operativsystemen behövs inte för att utföra sådana åtgärder, eftersom de grundläggande verktygen tillhandahålls i deras standarduppsättningar initialt. Men i alla fall är det nödvändigt att ta hänsyn till några viktiga nyanser när det gäller konfigurationen av IP-adresser, som används för att identifiera datorer i nätverksstrukturer. Det finns bara två varianter - statiska och dynamiska adresser. Den första, som namnet antyder, är konstant, och den andra kan ändras med varje ny anslutning, men deras värden är uteslutande inom ett område, inställt av kommunikationstjänsteleverantören (leverantören).

I trådbundna företagsnätverk, för att säkerställa höghastighetsdatautbyte mellan nätverksterminaler, används oftast statiska adresser, tilldelade till varje maskin som finns i nätverket, och när man organiserar ett nätverk med en trådlös anslutning, används vanligtvis dynamiska adresser.

För att ställa in de angivna parametrarna för en statisk adress i Windows-system används parametrarna för IPv4-protokollet (i det postsovjetiska utrymmet har den sjätte versionen ännu inte blivit särskilt utbredd).

I protokollegenskaperna räcker det att ange IP-adressen för varje maskin, och subnätmasken och standardgatewayparametrarna är vanliga (såvida inte en trädstruktur med flera subnät används), vilket ser väldigt bekvämt ut ur synvinkeln snabbt upprätta en anslutning. Trots detta kan även dynamiska adresser användas.

De tilldelas automatiskt, för vilket det finns en speciell post i TCP/IP-protokollinställningarna, och vid varje specifik tidpunkt tilldelas de nätverksmaskiner direkt från den centrala servern. Utbudet av tilldelade adresser tillhandahålls av leverantören. Men det betyder absolut inte att adresserna upprepas. Som ni vet kan det inte finnas två identiska externa IP-adresser i världen, och i det här fallet talar vi om antingen det faktum att de bara ändras inom nätverket eller överförs från en maskin till en annan när någon extern adress visar sig vara ledig .

När det gäller trådlösa nätverk, när routrar eller accesspunkter som distribuerar (sänder eller förstärker) signalen används för den initiala anslutningen, ser installationen ännu enklare ut. Huvudvillkoret för denna typ av anslutning är att automatiskt få en intern IP-adress. Utan detta fungerar inte anslutningen. Den enda parametern som kan ändras är DNS-serveradresserna. Trots den initiala inställningen för att ta emot dem automatiskt är det ofta (särskilt när anslutningshastigheten minskar) som det rekommenderas att ställa in sådana parametrar manuellt, med till exempel gratiskombinationer distribuerade av Google, Yandex, etc.

Slutligen, även om det bara finns en viss uppsättning externa adresser som en dator eller mobil enhet identifieras med på Internet, kan de också ändras. Det finns många specialprogram för detta. Det lokala nätverksschemat kan ha vilken som helst av ovanstående varianter. Och kärnan i att använda sådana verktyg, som oftast är antingen VPN-klienter eller fjärrproxyservrar, är att ändra den externa IP-adressen, som, om någon inte vet, har en tydlig geografisk referens, till en ledig adress i en helt annan plats (även vid världens ände). Du kan använda sådana verktyg direkt i webbläsare (VPN-klienter och tillägg) eller göra ändringar på nivån för hela operativsystemet (till exempel med hjälp av SafeIP-applikationen), när vissa applikationer som körs i bakgrunden behöver få åtkomst blockerad eller otillgänglig för en vissa regions internetresurser.

Epilog

Om vi ​​sammanfattar allt ovan kan vi dra flera huvudslutsatser. Det första och viktigaste gäller det faktum att de grundläggande anslutningsdiagrammen ständigt ändras, och de används nästan aldrig i den ursprungliga versionen. De mest avancerade och säkraste är komplexa trädstrukturer, som dessutom kan använda flera underordnade (beroende) eller oberoende undernät. Slutligen, oavsett vad någon säger, i det nuvarande utvecklingsstadiet av datorteknik är trådbundna nätverk, trots de höga ekonomiska kostnaderna för att skapa dem, fortfarande huvud och axlar över de enklaste trådlösa när det gäller säkerhet. Men trådlösa nätverk har en obestridlig fördel - de låter dig ansluta datorer och mobila enheter som kan vara geografiskt långt från varandra över mycket långa avstånd.