Локальная вычислительная сеть

Занятие №13

--План теории--

Сети. Локальная вычислительная сеть

--План практики--

локальная сеть (LAN);
глобальная сеть (WAN);
беспроводная локальная сеть (WLAN).

--Теория--

Сети — это системы, образованные посредством каналов связи. Веб-сайты, позволяющие пользователям связываться со страницами других пользователей, называются общественными сетевыми сайтами. Совокупность взаимосвязанных идей можно назвать концептуальной сетью. Связи, которые вы имеете со своими друзьями, можно назвать вашей персональной сетью.

Перечисленные ниже сети используются ежедневно:

система доставки почты;
телефонная система;
система общественного транспорта;
корпоративная компьютерная сеть;
Интернет.

Компьютеры могут быть связаны в сети для коллективного использования данных и ресурсов. Сеть может быть очень простой и представлять собой два компьютера, соединенные одним кабелем, или сложной, в состав которой входят сотни компьютеров, подключенные к устройствам, которые регулируют поток информации. В состав конвергированных сетей данных могут входить компьютеры общего назначения, такие как ПК и серверы, а также устройства с более специфическими функциями, такие как принтеры, телефоны, телевизоры и игровые приставки.

Все конвергированные сети, а также сети данных и видеоинформации являются средством коллективного использования информации, использующие различные методы передачи этой информации. Данные передаются по сети из одного места в другое, иногда по разным трактам, и поступают в соответствующее место назначения.

Система общественного транспорта аналогична сети данных. Автомобили, грузовики и другие транспортные средства подобны сообщениям, передающимся по сети. Каждый водитель определяет начальную точку (источник) и конечную точку (назначение). В пределах этой системы существуют правила, такие как знаки остановки и светофоры, которые регулируют поток от источника к месту назначения.

Компьютерная сеть данных — это совокупность узлов, связываемых посредством сетевых устройств. Узел — это любое устройство, отправляющее и принимающее информацию по сети. Периферийные устройства — это устройства, подключаемые к узлам. Некоторые устройства могут выступать как в роли узлов, так и в роли периферийных устройств. Например, принтер, подключенный к сетевому портативному ПК, является периферийным устройством. Если принтер подключен непосредственно к сетевому устройству, такому как концентратор, коммутатор или маршрутизатор, то он выступает в роли узла. Компьютерные сети повсеместно используются в коммерции, учебных заведениях, частных домах и государственных учреждениях. Многие сети соединяются друг с другом через Интернет. К сети можно подключать устройства различных типов:

настольные компьютеры,
портативные компьютеры,
принтеры,
сканеры,
КПК,
смартфоны,
файловые серверы/серверы печати.

В сети может быть множество источников коллективного пользования разных типов:

службы, например, печати или сканирования;
запоминающие устройства или съемные накопители, такие как жесткие или оптические диски;
приложения, такие как базы данных.

Сети можно использовать для доступа к информации, хранящейся на других компьютерах, печати документов на общих принтерах и синхронизации календаря между компьютером и смартфоном. Сетевые устройства связываются друг с другом с помощью различных соединений:

Медные кабели — используются электрические сигналы для передачи данных между устройствами.
Волоконно-оптические кабели — для передачи информации в виде световых импульсов используются стеклянные или пластиковые провода, также называемые волокнами.
Беспроводные соединения — соединение с сетью с помощью радиосигналов, инфракрасной технологии (лазера) или спутниковой связи.

К преимуществам сетевых компьютеров и других устройств относится их низкая стоимость и высокая производительность. С помощью сетей можно совместно использовать ресурсы, что приводит к уменьшению дублирования и порчи данных. Требуется меньшее количество периферийных устройств На рис. 1 показано, что к сети может быть подключено много устройств. Каждый компьютер сети не нуждается в собственном принтере, сканере или устройстве резервного копирования. В центральном узле можно установить несколько принтеров и предоставить к ним общий доступ пользователям сети. Все пользователи сети отправляют задания печати на центральный сервер печати, который управляет запросами на печать. Сервер печати может распределять задания печати по нескольким принтерам либо формировать очередь из заданий, требующих использования конкретного принтера. Расширенные возможности связи Сети обеспечивают различные средства совместной работы и обмена данными, которые можно использовать для взаимодействия между пользователями сети. К интерактивным средствам совместной работы относится электронная почта, форумы, службы обмена голосовыми, видео и мгновенными сообщениями. С помощью этих инструментов пользователи могут общаться с друзьями, родственниками и коллегами. Предотвращение дублирования и порчи файлов Ресурсами сети управляет сервер. Данные хранятся на сервере. К ним предоставляется общий доступ пользователям сети. Конфиденциальные или уязвимые данные можно защитить и разрешить доступ к ним только тем пользователям, у которых имеется соответствующее разрешение. Программы отслеживания документов можно использовать для того, чтобы пользователи не перезаписывали и не изменяли файлы, с которыми в этот момент работают другие пользователи. Низкие лицензионные расходы Стоимость лицензированных приложений может оказаться слишком дорогой для отдельных компьютеров. Многие производители ПО предлагают лицензии для сетей, которые существенно снижают стоимость ПО. Такие лицензии позволяют группе пользователей или всей организации использовать приложениия по единой стоимости. Централизованное администрирование Централизованное администрирование снижает количество людей, которым необходимо управлять устройствами и данными в сети, что снижает временные затраты и расходы компании. Отдельным пользователям сети не требуется управлять своими данными и устройствами. Управлять данными и устройствами, а также разрешениями для пользователей сети может один администратор. Резервирование данных выполнять гораздо проще, поскольку данные хранятся в одном, централизованном месте. Сбережение ресурсов Процесс обработки данных можно распределить по нескольким компьютерам, что позволяет избежать перегрузки одного компьютера задачами обработки.

Локальная вычислительная сеть

Описание сети LAN

Локальной сетью (LAN) называют группу взаимосвязанных устройств, находящихся под одним административным контролем. В прошлом сети LAN рассматривались как небольшие сети, расположенные в одном физическом месте. Хотя сеть LAN может быть небольшой единой сетью, размещенной дома или в небольшом офисе, со временем определение локальной сети видоизменилось, и к ним стали относить локальные сети, состоящие из многих сотен устройств, размещенных в нескольких зданиях и местоположениях. Важно запомнить, что все элементы локальной сети находятся под управлением одной группы администрирования, определяющей безопасность и политику управления доступом, действующие в сети. В этом контексте слово "локальная" относится к совместному локальному управлению, а не означает физическую близость компонентов друг к другу. Устройства в локальной сети могут находиться физически близко друг от друга, но это не является обязательным.

Лока́льная вычисли́тельная сеть (ЛВС, локальная сеть; англ. Local Area Network, LAN) — компьютерная сеть, это физическое и логическое объединение множества компьютеров с целью совместного использования всех ресурсов этой сети. ЛВС обычно покрывают относительно небольшую территорию или небольшую группу зданий (дом, офис, фирму, институт). Также существуют локальные сети, узлы которых разнесены географически на расстояния более 12 500 км (космические станции и орбитальные центры). Несмотря на такие расстояния, подобные сети всё равно относят к локальным.

Построение сети

Существует множество способов классификации сетей. Основным критерием классификации принято считать способ администрирования. То есть в зависимости от того, как организована сеть и как она управляется, её можно отнести к локальной, распределённой, городской или глобальной сети. Управляет сетью или её сегментом сетевой администратор. В случае сложных сетей их права и обязанности строго распределены, ведётся документация и журналирование действий команды администраторов.

Компьютеры могут соединяться между собой, используя различные среды доступа: медные проводники (витая пара), оптические проводники (оптические кабели) и через радиоканал (беспроводные технологии). Проводные, оптические связи устанавливаются через Ethernet, беспроводные — через Wi-Fi, Bluetooth, GPRS и прочие средства. Отдельная локальная вычислительная сеть может иметь связь с другими локальными сетями через шлюзы, а также быть частью глобальной вычислительной сети (например, Интернет) или иметь подключение к ней.

Чаще всего локальные сети построены на технологиях Ethernet или Wi-Fi. Следует отметить, что ранее использовались протоколы Frame Relay, Token ring, которые на сегодняшний день встречаются всё реже, их можно увидеть лишь в специализированных лабораториях, учебных заведениях и службах. Для построения простой локальной сети используются маршрутизаторы, коммутаторы, точки беспроводного доступа, беспроводные маршрутизаторы, модемы и сетевые адаптеры. Реже используются преобразователи (конвертеры) среды, усилители сигнала (повторители разного рода) и специальные антенны.

Маршрутизация в локальных сетях используется примитивная, если она вообще необходима. Чаще всего это статическая либо динамическая маршрутизация (основанная на протоколе RIP).

Иногда в локальной сети организуются рабочие группы — формальное объединение нескольких компьютеров в группу с единым названием.

Сетевой администратор — человек, ответственный за работу локальной сети или её части. В его обязанности входит обеспечение и контроль физической связи, настройка активного оборудования, настройка общего доступа и предопределённого круга программ, обеспечивающих стабильную работу сети.

Технологии локальных сетей реализуют, как правило, функции только двух нижних уровней модели OSI - физического и канального. Функциональности этих уровней достаточно для доставки кадров в пределах стандартных топологий, которые поддерживают LAN: звезда, общая шина, кольцо и дерево. Однако из этого не следует, что компьютеры, связанные в локальную сеть, не поддерживают протоколы уровней, расположенных выше канального. Эти протоколы также устанавливаются и работают на узлах локальной сети, но выполняемые ими функции не относятся к технологии LAN.

Адресация

В локальных сетях, основанных на протоколе IPv4, могут использоваться специальные адреса, назначенные IANA (стандарты RFC 1918 и RFC 1597):

10.0.0.0—10.255.255.255;
172.16.0.0—172.31.255.255;
192.168.0.0—192.168.255.255.

Такие адреса называют частными, внутренними, локальными или «серыми»; эти адреса не доступны из сети Интернет. Необходимость использовать такие адреса возникла из-за того, что при разработке протокола IP не предусматривалось столь широкое его распространение, и постепенно адресов стало не хватать. Для решения этой проблемы был разработан протокол IPv6, однако он пока малопопулярен. В различных непересекающихся локальных сетях адреса могут повторяться, и это не является проблемой, так как доступ в другие сети происходит с применением технологий, подменяющих или скрывающих адрес внутреннего узла сети за её пределами — NAT или прокси дают возможность подключить ЛВС к глобальной сети (WAN). Для обеспечения связи локальных сетей с глобальными применяются маршрутизаторы (в роли шлюзов и файрволов).

Конфликт IP адресов — распространённая ситуация в локальной сети, при которой в одной IP-подсети оказываются два или более компьютеров с одинаковыми IP-адресами. Для предотвращения таких ситуаций и облегчения работы сетевых администраторов применяется протокол DHCP, позволяющий компьютерам автоматически получать IP-адрес и другие параметры, необходимые для работы в сети TCP/IP.

Глобальная компьютерная сеть

Глобальные сети (WAN) — это сети, соединяющие локальные сети, расположенные в географически удаленных местах. Самым распространенным примером сети WAN является Интернет. Интернет — это большая сеть WAN, состоящая из миллионов взаимосвязанных локальных сетей. Реализацию связей между локальными сетям, расположенными в различных местах, осуществляют поставщики телекоммуникационных услуг (TSP).

Глобальная компьютерная сеть, ГКС (англ. Wide Area Network, WAN) — компьютерная сеть, охватывающая большие территории и включающая в себя большое число компьютеров.

ГКС служат для объединения разрозненных сетей так, чтобы пользователи и компьютеры, где бы они ни находились, могли взаимодействовать со всеми остальными участниками глобальной сети.

Некоторые ГКС построены исключительно для частных организаций, другие являются средством коммуникации корпоративных ЛВС с сетью Интернет или посредством Интернет с удалёнными сетями, входящими в состав корпоративных. Чаще всего ГКС опирается на выделенные линии, на одном конце которых маршрутизатор подключается к ЛВС, а на другом коммутатор связывается с остальными частями ГКС. Основными используемыми протоколами являются TCP/IP, SONET/SDH, MPLS, ATM и Frame relay. Ранее был широко распространён протокол X.25, который может по праву считаться прародителем Frame relay.

Описание

Связывает компьютеры, рассредоточенные на расстоянии сотен и тысяч километров. Часто используются уже существующие не очень качественные линии связи. Более низкие, чем в локальных сетях, скорости передачи данных (десятки килобит в секунду) ограничивают набор услуг передачей файлов, преимущественно не в оперативном, а в фоновом режиме, с использованием электронной почты. Для стойкой передачи дискретных данных применяются более сложные методы и оборудование, чем в локальных сетях.

Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 237; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!