Виды локальных сетей

Локальные вычислительные сети (ЛВС) представляют собой компьютерные сети, которые покрываю небольшие пространства. Обычно, сфера влияния одной сети ограничивается отдельным зданием или офисом.

История локальных сетей

Первая в мире локальная сеть была создана в 1967 году Дональдом Дэвисом. Уже к началу 70-хгодов скорость работы данной сети достигала 256 Кбит/с и обслуживала примерно 200 пользователей. Создание локальной сети принесло Дональду Дэвису известность. Позже он работал в сфере защиты информации, а в 1989 году в свет вышла его монография «Security for Computer Networks». В эти же годы локальные компьютерные сети бурно развивались во всём мире. В частности, в 1868 Министерство Обороны США одобрило проект создания MIL-STD-1553, ставшего первым стандартом ЛВС, представитель IBM Олаф Содерблюм создал известную в то время сеть Token Ring, а гаваец Норан Абрамсон создал прообраз будущего ETHERNET.

Топологии компьютерных сетей

Существует четыре основных вида конигурации рабочих станций в сети. Эти виды называют топологиями. Первой топологией, которую мы будем рассматривать, станет топология «Шина».

Данные сети состоят из одного общего кабеля (шина или магистраль), к которому присоединены все клиенты. Для предупреждения утечки сигнала или его отражения на концах магистрали расположены так называемые терминаторы (поглотители сигнала). В данной системе используется достаточно простая система передачи данных: отправленное одним компьютером сообщение распространяется на всех членов сети, а те в свою очередь определяют, им адресовано сообщение или нет. Для этого используется своеобразная кодировка сигнала (подпись). «Шины» по определению подразумевают одинаковые права и устройство всех рабочих станций, а потому здесь нет ни серверов, ни прочих пользователей с отличными правами. К достоинствам данной схемы относятся дешевизна и быстрая установка сети и кабелей и простота настройки. Удобство в использовании обуславливается ещё и тем, что выход из строя или отключение любой из рабочих станций никак не влияет на другие. К недостаткам необходимо отнести уменьшение производительности с добавлением новых рабочих станций, а также уязвимость и сложное устранение неполадок. Такие сети уязвимы из-за того, что простой обрыв кабеля или выход из строя одного терминатора полностью рушит систему.

Следующая рассматриваемая топология – «Кольцо».

Компьютеры, заключенные в сеть по такой технологии могут обмениваться данными только с двумя соседними: от одного принимать, а другому передавать, потому в такой сети не нужны терминаторы. Обычно, все компьютеры в такой сети имеют одинаковые права, но иногда может быть один специальный абонент, который управляет или контролирует обмен. Конечно, наличие такого особого абонента существенно снижает работоспособность системы, так как выход его из строя сразу же ослабляет всю систему. Среди достоинств данной технологии обязательно надо отметить простоту установки и отсутствие надобности в дополнительном оборудовании. Также, такие сети обеспечивают стабильную работу без падения скорости передачи и приёма данных даже при полной загрузке сети. Конечно, в данной технологии компьютерной сети имеются и свои подводные камни. К ним относится сложность настройки каждого компьютера для слаженной работы, а также сложность поиска проблем и неисправностей. Также. Как уже говорилось, при выходе из строя одной станции резко ухудшается работа всей системы.

Самой распространённой в наше время топологией компьютерной сети является Звезда.

Суть данной топологии заключается в том, что все рабочие станции присоединены к одному центральному узлу, которым, зачастую, является коммутатор. Такая сеть может существовать как отдельно, так и в качестве сегмента крупной сети. Весь обмен информацией обеспечивается через главный компьютер (сервер), который специально приспособлен для этого.

Топология звезды получила большое распространение благодаря следующим своим качествам:

• Легкая масштабируемость (сеть можно легко расширить),

• Легкий поиск и устранение неисправностей,

• Высокая производительность,

• Хорошие возможности администрирования.

Конечно, данная топология тоже несовершенна, в частности, в ней имеются такие недостатки, как потребность в большом количестве кабеля. Также, количество возможных рабочих станций ограничивается количеством портов на главном концентраторе. Если же он выйдет из строя, то вся сеть станет неработоспособной.

Последняя из существующих топологий – Ячеистая.

Основным отличием её от других является полносвязность сети, то есть каждый компьютер сети связан со всеми остальными. Такая топология характерна, в основном, для больших сетей, так как может соединять очень много отдельных рабочих станций. Зачастую, такие сети делают беспроводными, так как соединить кабелями все компьютеры, во-первых, очень трудно, а, во-вторых, очень дорого. Основным достоинством сетей такого типа является надёжность соединения, так как при обрыве кабеля с какой-то определённой рабочей станцией у компьютера остаётся ещё много путей связи.

Модели организации локальных сетей

Если же говорить о моделях организации локальных компьютерных сетей, то все сети подразделяются на два вида: одноранговые и клиент-серверные. По сути, моделью определяется взаимодействие компьютеров в сети. Первая рассматриваемая модель – одноранговая сеть. В сетях такого типа все компьютеры равноправны между собой, а потому каждому пользователю доступны все имеющиеся ресурсы. К примеру, с компьютера А можно отредактировать файл на компьютере В и с это же время печатать ещё один файл на компьютере С. К преимуществам такой модели можно отнести лёгкую модель организации работы. Такая модель организации сети уже практически вышла из пользования, так как файлы в ней очень уязвимы. Другая, более распространённая технология – это клиент-серверная. Таких сетях обязательно имеется один или несколько компьютеров-серверов, а остальные подчиняются ему. А серверах хранится и редактируется вся информация сети. Такая модель локальной сети обеспечивают лучшее быстродействие сети, а также в них имеются единая информационная база и система защиты. Среди недостатков – во-первых большая стоимость установки и потребность в обслуживающем персонале – администраторе сети.

19)Сетевые кабели

Кабель категории 5 (Cat 5) — тип кабеля для передачи сигналов, состоящий из 4-х витых пар. Этот тип используется в структурированных кабельных системах для компьютерных сетей, таких как Ethernet. Он также используется для телефонии и передачи видео-сигналов. Кабель терминируется модульным разъемом RJ45 или на патч-панели. Большинство кабелей 5-й категории являются неэкранированными. Для борьбы с помехами используют только свойства витой пары при передаче дифференциальных сигналов. Спецификация на категорию 5 была обновлена категорией 5e (от англ. enhanced — расширенная).

ESCON (Enterprise Systems Connection) — волоконный канальный интерфейс, обеспечивающий обмен информацией между сервером IBM zSeries и периферийными устройствами (либо другим сервером). Впервые применялся в серверах архитектурыESA/390. Впервые анонсирован компанией IBM в 1990 году. ESCON реализуетполудуплексный режим передачи с использованием протоколов типа запрос-ответ.

Физически ESCON канал состоит их двух волоконно-оптических кабелей, каждый из которых предназначен для передачи информации в одну сторону.

Для подключения периферийного устройства используется соединение точка-точка(одиночное или через коммутатор ESCON).

IEEE 1394 (FireWire, i-Link) — последовательная высокоскоростнаяшина, предназначенная для обмена цифровой информацией междукомпьютером и другими электронными устройствами.

Различные компании продвигают стандарт под своими торговыми марками:

• Apple — FireWire

• Sony — i.LINK

• Yamaha — mLAN

• TI — Lynx

• Creative — SB1394

Infiniband — высокоскоростная коммутируемая последовательная шина, применяющаяся как для внутренних (внутрисистемных), так и для межсистемных соединений.

Описания Infiniband специфицированы, поддержкой и развитием спецификаций занимается InfiniBand Trade Association .

Вита́я па́ра (англ. twisted pair) — вид кабеля связи, представляет собой одну или несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой (с небольшим числом витков на единицу длины), покрытых пластиковой оболочкой.

Свивание проводников производится с целью повышения степени связи между собой проводников одной пары (электромагнитные помехи одинаково влияют на оба провода пары) и последующего уменьшения электромагнитных помех от внешних источников, а также взаимных наводок при передаче дифференциальных сигналов. Для снижения связи отдельных пар кабеля (периодического сближения проводников различных пар) в кабелях UTP категории 5 и выше провода пары свиваются с различным шагом. Витая пара — один из компонентов современных структурированных кабельных систем. Используется в телекоммуникациях и в компьютерных сетях в качестве физической среды передачи сигнала во многих технологиях, таких как Ethernet, Arcnet и Token ring. В настоящее время, благодаря своей дешевизне и лёгкости в монтаже, является самым распространённым решением для построения проводных (кабельных)локальных сетей.

Кабель подключается к сетевым устройствам при помощи разъёма 8P8C (который ошибочно называют RJ45).

Опти́ческое волокно́ — нить из оптически прозрачного материала (стекло, пластик), используемая для переноса светавнутри себя посредством полного внутреннего отражения.

Волоконная оптика — раздел прикладной науки и машиностроения, описывающий такие волокна. Кабели на базе оптических волокон используются в волоконно-оптической связи, позволяющей передавать информацию на бо́льшие расстояния с более высокой скоростью передачи данных, чем в электронных средствах связи. В ряде случаев они также используются при создании датчиков.

Волоко́нно-опти́ческая связь — вид проводной электросвязи, использующий в качестве носителя информационного сигнала электромагнитное излучение оптического (ближнего инфракрасного) диапазона, а в качестве направляющих систем —волоконно-оптические кабели. Благодаря высокой несущей частоте и широким возможностям мультиплексирования, пропускная способность волоконно-оптических линий многократно превышает пропускную способность всех других систем связи и может измеряться терабитами в секунду. Малое затухание света в оптическом волокне позволяет применять волоконно-оптическую связь на значительных расстояниях без использования усилителей. Волоконно-оптическая связь свободна от электромагнитных помех и труднодоступна для несанкционированного использования — незаметно перехватить сигнал, передаваемый по оптическому кабелю, технически крайне сложно.

Коаксиа́льный ка́бель (от лат. co — совместно и axis — ось, то есть «соосный»), также известный как коаксиал (отангл. coaxial), — электрический кабель, состоящий из расположенных соосно центрального проводника и экрана. Обычно служит для передачи высокочастотных сигналов. Изобретён и запатентован в 1880 году британским физиком Оливером Хевисайдом.

Нуль-модемное соединение — соединение двух компьютерных устройств по протоколу RS-232 без модема.

Изначально стандарт RS-232 предназначался для соединения телетайпа с телефонныммодемом^[1] — и уже опосредованно, через модемы, телетайпы общались друг с другом. Поэтому соединение по RS-232 асимметрично: предполагается, что с одной стороны модем, а с другой — источник/потребитель данных. В нуль-модемном соединении линии передачи и приёма соединены крест-накрест. Нуль-модемное соединение не стандартизовано, поэтому существуют несколько разводок.

20)Топология локальной сети

Различают физическую и логическую топологию. Логическая и физическая топологии сети независимы друг от друга. Физическая топология - это геометрия построения сети, а логическая топология определяет направления потоков данных между узлами сети и способы передачи данных. В настоящее время в локальных сетях используются следующие физические топологии:

 физическая "шина" (bus);

 физическая “звезда” (star);

 физическое “кольцо” (ring);

 физическая "звезда" и логическое "кольцо" (Token Ring).