Теоретическая Информатика

§2. Организация локальной сети

1.Архитектура и оборудование локальной сети

1°. Л и н е й н а я а р х и т е к т у р а л о к а л ь н о й с е т и

Архитектура локальной сети — способ соединения компью-

теров в локальную сеть.

Архитектура локальной сети называется также геометрией локальной сети.

Рассмотрим две распространенные элементарные архитек- туры локальных сетей: линейную и звездообразную. Реальная компьютерная сеть может состоять из комбинаций элементар- ных архитектур одного или разных видов.

Линейная архитектура сети — подключение компьютеров и совместно используемой аппаратуры последовательно к од- ному сетевому кабелю (см. рис. 3.3).

Достоинства линейной архитектуры сети.

1.При неисправности некоторой компьютерной аппарату- ры остальная часть сети работает.

2.Небольшой расход сетевого кабеля.

3.Отсутствие дополнительной аппаратуры в простейшем случае.

Недостатки линейной архитектуры сети.

1.При неисправности сетевого кабеля перестает работать вся сеть.

Непременным элементом локальной сети является сетевая карта.

Сетевая карта — карта для присоединения к компьютеру сетевого кабеля.

Ниже описаны сетевые кабели двух видов. Для каждого из них имеется своя сетевая карта. Бывают сетевые карты сме-

шанного подключения с двумя разъемами для каждого вида кабеля.

На сетевой карте общее оборудование двух сетевых архи- тектур начинается и заканчивается. Линейная архитектура использует также специальные кабели и разъемы.

236 Глава 3. Локальная сеть

Коаксиальный кабель — один сигнальный кабель, заключенный в отдельную изоляцию.

Т-коннектор — тройник для подключения аппаратуры к ко- аксиальному кабелю.

Терминатор — заглушка на концах коаксиального кабеля.

Коаксиальный кабель похож на телевизионный, но имеет другие параметры, плохие для телевизоров.

Сетевой кабель с Т-коннекторами и терминаторами

Рис. 3.3. Линейная архитектура сети. Есть совместный принтер

2°. З в е з д о о б р а з н а я а р х и т е к т у р а

л о к а л ь н о й с е т и

Звездообразная архитектура сети — подключение компьюте-

ров и совместно используемой аппаратуры к одному компью- терному устройству — концентратору (см. рис. 3.4).

Звездообразная архитектура называется также радиальной. Достоинства звездообразной архитектуры сети.

1.При выходе из строя какого-то сетевого кабеля остальная сеть продолжает работать.

Недостатки звездообразной архитектуры сети.

1.При неисправности концентратора перестает работать вся сеть.

2.Большой расход сетевого кабеля.

3.Обязательное наличие дополнительной аппаратуры — концентратора.

Звездообразная архитектура, кроме сетевой карты, исполь- зует сравнительно простой кабель — витую пару, но с допол- нительной аппаратурой — концентратором (см. рис. 3.4).

Витая пара — сигнальный кабель, состоящий из тонких пе- рекрученных между собой проводов без изоляции.

Разъем витой пары — небольшой пластмассовый разъем на концах отрезка витой пары.

Концентратор — устройство для подключения аппаратуры локальной сети с помощью витой пары.

Концентратор также называется хабом.

Разъем витой пары похож на разъем телефонного провода, но немного большего размера.

Рис. 3.4. Звездообразная архитектура сети. Есть совместный принтер

Рассмотрим соединение в локальную сеть нескольких ком- пьютеров витой парой без хаба. Два компьютера соединяются витой парой через сетевые карты. При трех компьютерах од- ному из них приходится иметь две сетевые карты (см. рис. 3.5).

Рис. 3.5. Соединение двух и трех компьютеров витой парой без хаба

3°. У п р а ж н е н и я 1. Витая пара без хаба.

1а. Соединить 4 компьютера 3 отрезками витой пары без хаба можно двумя принципиально разными способами. Нари-

суйте их и подсчитайте количество сетевых карт в каждом случае.

1б. Соединить 5 компьютеров 4 отрезками витой пары без хаба можно тремя принципиально разными способами. Нари-

суйте их и подсчитайте количество сетевых карт в каждом случае.

1в. Соединить 6 компьютеров 5 отрезками витой пары без хаба можно шестью принципиально разными способами. На-

рисуйте их и подсчитайте количество сетевых карт в каждом случае.

2. Коаксиальный кабель.

2а. Соединить 3 компьютера 2 отрезками коаксиального ка- беля можно двумя принципиально разными способами. Нари-

суйте их и подсчитайте количество сетевых карт в каждом случае.

2б. Соединить 4 компьютера 3 отрезками коаксиального кабеля можно пятью принципиально разными способами. Нарисуйте их и подсчитайте количество сетевых карт в каж- дом случае.

3. Витая пара и многоразъемный хаб.

3а. Соединить 3 компьютера и многоразъемный хаб 3 от- резками витой пары можно четырьмя принципиально разны- ми способами. Нарисуйте их и подсчитайте количество сете- вых карт в каждом случае.

3б. Соединить 4 компьютера и многоразъемный хаб 4 от-

резками витой пары можно девятью принципиально разными способами. Нарисуйте их и подсчитайте количество сетевых карт в каждом случае.

2. Специальные сетевые устройства

1°. Ф а й л - с е р в е р и л о к а л ь н а я с т а н ц и я Независимо от своей архитектуры, линейной или звездооб-

разной, локальные сети бывают следующих двух основных функциональных типов.

Одноранговая локальная сеть — локальная сеть, в которой все компьютеры равноправны, т. е. функционально не отличают- ся друг от друга.

Одноранговая локальная сеть называется также просто од-

норанговой.

Это самая простая сеть, для организации которой не требу- ется специальное программное обеспечение. Это означает, что стандартная операционная система любой из платформ Ма- кинтош, Windows или Юникс превращают компьютеры, со- единенные сетевыми кабелями по любой архитектуре, в одно- ранговую локальную сеть.

Для надежной защиты данных одноранговой сети недоста- точно. Удобно один из компьютеров назначить файл-сервером,

используя для этой цели сетевые операционные системы. Локальная сеть с файл-сервером — локальная сеть с установ-

ленным файл-сервером (см. рис. 3.6).

Файл-сервер — выделенный компьютер локальной сети, за- нимающийся исключительно хранением и защитой данных. Файл-сервер не предназначен для работы на нем пользовате- лей и имеет не простое, а сетевое программное обеспечение.

Локальная станция — компьютер полнофункциональной локальной сети, не являющийся файл-сервером и предназна- ченный для работы пользователей.

Локальная сеть с файл-сервером называется также полно-

функциональной локальной сетью, а файл-сервер — центральным компьютером сети.

Файл-сервером можно назначить любой компьютер ло- кальной сети,— это зависит от операционной системы компь- ютера, а не аппаратной конфигурации. Таким образом, файл- сервер — это понятие не аппаратное, а функциональное.

240 Глава 3. Локальная сеть

Конечно, лучше, если файл-сервером будет компью- тер усиленной аппаратной конфигурации.

Установка файл-сервера — установка сетевой операционной системы на файл-сервер.

Сетевая операционная система — операционная система, ус-

танавливаемая на файл-сервер.

2°. П р и н т - с е р в е р Рассмотрим подключение принтера к локальной сети.

Обычно невыгодно подключать принтеры к каждой локаль- ной станции, а выгодно купить один принтер на всю локаль- ную сеть. Возникает вопрос, как его подключить.

Самый простой способ — подключить принтер к локаль- ной станции. Это работоспособный способ и часто применяет- ся на практике. Но при таком подключении имеются следую- щие недостатки:

1)локальная станция, к которой подключен принтер, все время должна быть включена;

2)работа принтера мешает работе пользователя, работаю- щего на локальной станции, к которой подключен принтер;

3)работа локальной станции мешает работе подключенно- го к ней принтера.

При подключении принтера через принт-сервер все эти недостатки снимаются.

Принт-сервер — оборудование, к которому подключается принтер и которое подключено к сети независимо от локаль- ных станций.

Принт-сервер по своему функциональному назначению выполняет роль сетевой карты (см. рис. 3.6).

На рис. 3.6 показано типовое подключение двух разных принтеров к локальной полнофункциональной сети. Показа- но также подключение локальной станции.

Обобщим понятие сервера.

Сервер — специальное компьютерное устройство для одно- временной работы на нем разных пользователей.

Рис. 3.6. Схема работы пользователя в локальной сети с файл-сервером и принт-серверами

3°. У п р а ж н е н и я В следующих упражнениях считается, что локальные стан-

ции имеют только по одной сетевой карте. 1. Коаксиальный кабель.

2а. Соединить 2 компьютера с файл-сервером 2 отрезками кабеля можно тремя принципиально разными способами. На-

рисуйте их и подсчитайте количество сетевых карт в каждом случае.

2б. Соединить 3 компьютера с файл-сервером 3 отрезками кабеля можно пятью принципиально разными способами. Нарисуйте их и подсчитайте количество сетевых карт в каж- дом случае.

3. Витая пара.

3а. Соединить 2 компьютера с файл-сервером и многоразъ- емным хабом 3 отрезками витой пары можно тремя принци- пиально разными способами. Нарисуйте их и подсчитайте количество сетевых карт в каждом случае.

3б. Соединить 3 компьютера с файл-сервером и многоразъ- емным хабом 4 отрезками витой пары можно четырьмя прин- ципиально разными способами. Нарисуйте их и подсчитайте количество сетевых карт в каждом случае.

242 Глава 3. Локальная сеть

§ 3. Защита данных и аппаратуры

1. Логин и пароль. Администратор

1°. Л о г и н и п а р о л ь

При работе на компьютерах повсеместно используется

стандарт идентификации пользователя.

Стандарт идентификации пользователя — данные, которые пользователь вводит для доступа к защищенной информации. Состоит из двух строк: логина и пароля.

Логи´ н — условное компьютерное имя пользователя. При наборе открыто показывается на экране монитора.

Пароль — секретное код, подтверждающий права пользова- теля с данным логином. При наборе не виден на экране.

Логин называется также именем, или идентификатором, пользователя.

Пароль никогда не высвечивается на экране монито- ра, что во многих случаях просто неудобно.

Даже при включении персонального компьютера у пользо- вателя могут быть запрошены логин и пароль. Причем на раз- ных уровнях:

1)при входе в операционную систему;

2)при входе в редактор параметров системной платы.

Как правило, величина букв в логине несущественна, логин можно набирать буквами разной величины, строчными и прописными, от этого логин не изменится. Например, сле-

дующие четыре слова компьютером воспринимаются как один и тот же логин: login; Login; LoGiN; LOGIN.

Пароль чувствителен к величине букв. Пароль тоже можно набирать буквами разной величины, но это будут разные па- роли. Например, вышеприведенные четыре слова компьюте- ром воспринимаются как разные пароли.

Инвариантность логина — независимость логина от величи- ны букв, неинвариантность пароля — зависимость пароля от величины букв.

Все вышесказанное о логине и пароле относится к любым сетям, как локальным, так и глобальным.

2°. Н е о б х о д и м о с т ь л о г и н а . А д м и н и с т р а т о р Если пользователь работает на своем компьютере, которые

не подключен к сети, один, то логин и пароль ему не нужны, и запрос компьютера на ввод логина можно отключить или про- игнорировать.

При работе на одном компьютере нескольких пользовате- лей под разными логинами необходимо, чтобы пользователь работал только под своим логином.

В противном случае на компьютере будет работать неудобно, поскольку файлы, созданные под одним ло- гином, нельзя изменять под другим, если даже они и доступны в программе управления файлами.

Если компьютер подключен к локальной сети, то ввод ло- гина пользователем обязателен, но на все действия пользова- телю требуется только один логин. Доступ пользователя к ре- сурсам локальной сети, т. е. к данным и аппаратуре, всегда согласовывается с одним «начальником» — администратором локальной сети.

Администратор — человек, отвечающий за доступ пользо- вателей к данным и аппаратуре.

Пароль и логин также обязательны при входе пользователя в глобальную сеть. Но глобальные сети обладают многочис- ленными ресурсами. Все эти ресурсы, естественно, не имеют одного администратора. Поэтому при работе с каждым ресур- сом в глобальной сети требуются отдельные логин и пароль, например, при обновлении антивирусной программы или покупках в виртуальном магазине.

3°. У п р а ж н е н и я

1.Подсчитайте количество логинов и паролей из 1 символа, если они состоят только из латинских букв.

2.Подсчитайте количество логинов и паролей из 2 символа, если они состоят только из латинских букв.

3.Подсчитайте количество логинов и паролей из 3 символа, если они состоят только из латинских букв.

Каким образом пользователь может защитить свои данные? При работе на одном компьютере защита данных полно-

стью ложится на пользователя, которому рекомендуется:

1)защитить работу системного блока источником беспере- бойного питания;

2)периодически, хотя бы раз в неделю, делать копии всех своих оригинальных данных (проще всего — просто делая ко- пии на перезаписываемые CD или DVD), желательно не сти- рая старые копии;

3)обновлять антивирусную программу и стараться, чтобы компьютер не заразился новым вирусом;

4)никого не пускать за свой компьютер.

Если пользователь хранит свои данные в локальной сети, то обо всем этом заботится администратор локальной сети. Разу- меется, сеть при этом должна иметь файл-сервер (рис. 3.7).

Рис. 3.7. Схема работы пользователя в локальной сети с файл-сервером

Таким образом, администратор локальной сети является ее существенным человеческим ресурсом.

Хранение данных на файл-сервере обладает теми преиму- ществами, что перечисленные выше четыре пункта защиты информации обеспечиваются гораздо лучше:

1)файл-сервер очень хорошо аппаратно защищен от по- терь данных и даже от сбоев в своей работе;

2)кроме пользователя копии данных делает администратор;

3)за вирусами следит специалист — администратор;

4)доступ к файл-серверу посторонних лиц исключается.