Локальные сети

ВВЕДЕНИЕ

 

На сегодняшний день в  мире существует более 130 миллионов  компьютеров и более 80 % из них  объединены в различные информационно-вычислительные сети от малых локальных сетей  в офисах до глобальных сетей типа Internet, FidoNet, FREEnet и т.д. Всемирная тенденция к объединению компьютеров в сети обусловлена рядом важных причин, таких как ускорение передачи информационных сообщений, возможность быстрого обмена информацией между пользователями, получение и передача сообщений (факсов, E–Mail писем, электронных конференций и т.д.) не отходя от рабочего места, возможность мгновенного получения любой информации из любой точки земного шара, а так же обмен информацией между компьютерами разных фирм производителей работающих под разным программным обеспечением.

Такие огромные потенциальные  возможности, которые несет в  себе вычислительная сеть и тот новый  потенциальный подъем, который при  этом испытывает информационный комплекс, а так же значительное ускорение  производственного процесса не дают нам право игнорировать и не применять  их на практике.

Зачастую возникает необходимость  в разработке принципиального решения  вопроса по организации ИВС (информационно–вычислительной сети) на базе уже существующего  компьютерного парка и программного комплекса, отвечающей современным  научно–техническим требованиям с  учетом возрастающих потребностей и  возможностью дальнейшего постепенного развития сети в связи с появлением новых технических и программных  решений.

Локальные сети сегодня являются неотъемлемой частью современного офиса. Объединение компьютеров в сеть позволяет совместно использовать различное оборудование (принтеры, сканеры, факс-модемы...). Все современные  прикладные программы так же предусматривают  коллективную обработку информации. При наличии сети и грамотного администрирования легче обеспечить доступ к информации и ее защиту. Более эффективно использовать растущие с каждым годом вложения в компьютерное обеспечение предприятия. Высококвалифицированные специалисты сервиса оргтехники и компьютеров выполнят весь комплекс работ по инсталляции сети любой сложности на предприятии - от проектирования до технического сопровождения. Основной задачей стадии проектирования является определение общей структуры сети, оптимальной по комплексу технико-экономических характеристик в процессе создания и последующей эксплуатации. Монтаж кабельных систем является ответственной процедурой, во многом определяющей уровень технических параметров кабельной системы и продолжительность их соответствия нормам. Монтаж осуществляется квалифицированными монтажниками. В перечень основных видов работ, выполняемых в процессе монтажа кабельной системы, входит входной контроль отдельных компонентов, прокладка кабелей магистральных и горизонтальных подсистем, монтаж декоративных коробов и 19-дюймового конструктива, подключение кабелей к розеткам и информационным панелям. Заключительными этапами монтажа кабельных систем является тестирование, подключение сетевой аппаратуры, коммутация каналов передачи информации. Специалисты произведут планирование, установку и обслуживание вычислительных систем. Установят и настроят необходимое программное обеспечение. Оптимизируют работу серверов для выполнения необходимых повседневных задач. При администрировании вычислительной сети, большое внимание уделяется безопасности.

 

 

 

 

 

1. Теоретические основы организации локальных сетей

 

Современное производство требует  высоких скоростей обработки  информации, удобных форм ее хранения и передачи. Необходимо также иметь  динамичные способы обращения к  информации, способы поиска данных в заданные временные интервалы; реализовывать сложную математическую и логическую обработку данных. Управление крупными предприятиями, управление экономикой на уровне страны требуют участия  в этом процессе достаточно крупных  коллективов. Такие коллективы могут  располагаться в разных районах  города, в различных регионах страны и даже в различных странах. Для  решения задач управления, обеспечивающих реализацию экономической стратегии, становятся важными и актуальными  скорость и удобство обмена информацией, а также возможность тесного  взаимодействия всех участвующих в  процессе выработки управленческих решений.

Принцип централизованной обработки  данных не отвечал высоким требованиям  к надежности процесса обработки, затруднял  развитие систем и не мог обеспечить необходимые временные параметры  при диалоговой обработке данных в многопользовательском режиме. Кратковременный выход из строя  централизованной ЭВМ приводил к  роковым последствиям для системы  в целом, так как приходилось  дублировать функции центральной  ЭВМ, значительно увеличивая затраты  на создание и эксплуатацию систем обработки данных.

Появление малых ЭВМ, микроЭВМ и персональных компьютеров потребовало  нового подхода к организации  систем обработки данных, к созданию новых информационных технологий. Возникло логически обоснованное требование перехода от использования отдельных  ЭВМ в системах централизованной обработки данных к распределенной обработке данных, т.е. обработке, выполняемой на независимых, но связанных между собой компьютерах, представляющих распределенную систему.

Для реализации распределенной обработки данных были созданы многомашинные  ассоциации, структура которых разрабатывается  по одному из следующих направлений:

• многомашинные вычислительные комплексы (МВК) – группа установленных рядом вычислительных машин, объединенных с помощью специальных средств сопряжения и выполняющих совместно информационно-вычислительный процесс;
• компьютерные (вычислительные) сети – совокупность компьютеров и терминалов, соединенных с помощью каналов связи в единую систему, удовлетворяющую требованиям распределенной обработки данных.

Компьютерные сети являются высшей формой многомашинных ассоциаций. Выделяют основные отличия компьютерной сети от многомашинного вычислительного  комплекса.

Первое отличие – размерность. В состав многомашинного вычислительного  комплекса входят обычно две, максимум три ЭВМ, расположенные преимущественно  в одном помещении. Вычислительная сеть может состоять из десятков и  даже сотен ЭВМ, расположенных на расстоянии друг от друга от нескольких метров до тысяч километров.

Второе отличие – разделение функций между ЭВМ. Если в многомашинном  вычислительном комплексе функции  обработки данных, передачи и управления системой могут быть реализованы  в одной ЭВМ, то в вычислительных сетях эти функции разделены  между различными ЭВМ.

Третье отличие – необходимость  решения в сети задачи маршрутизации  сообщений. Сообщение от одной ЭВМ  к другой может быть передано по различным маршрутам в зависимости  от состояния каналов связи, соединяющих  ЭВМ друг с другом.

В зависимости от территориального расположения абонентских систем вычислительные сети можно разделить на три основных класса:

• глобальные сети (WAN – Wide Area Network);
• региональные сети (MAN – Metropolitan Area Network);
• локальные сети (LAN – Local Area Network).

Локальная вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных  в пределах небольшой территории. В настоящее время не существует четких ограничений на территориальный  разброс абонентов. Обычно такая  сеть привязана к конкретному  месту. Протяженность такой сети можно ограничить пределами 2 – 2,5 км.

Основной назначение любой  компьютерной сети – предоставление информационных и вычислительных ресурсов подключенным к ней пользователям.

С этой точки зрения локальную  вычислительную сеть можно рассматривать  как совокупность серверов и рабочих  станций.

Сервер – компьютер, подключенный к сети и обеспечивающий ее пользователей  определенными услугами. Серверы  могут осуществлять хранение данных, управление базами данных, удаленную  обработку заданий, печать заданий  и ряд других функций, потребность  в которых может возникнуть у  пользователей сети. Сервер – источник ресурсов сети.

Рабочая станция – персональный компьютер, подключенный к сети, через  который пользователь получает доступ к ее ресурсам. Рабочая станция  сети функционирует как в сетевом, так и в локальном режиме. Она  оснащена собственной операционной системой (MS DOS, Windows и т.д.), обеспечивает пользователя всеми необходимыми инструментами для решения прикладных задач.

Компьютерные сети, как  было сказано выше, реализуют распределенную обработку данных. Обработка данных в этом случае распределена между  двумя объектами: клиентом и сервером.

Клиент – задача, рабочая  станция или пользователь компьютерной сети. В процессе обработки данных клиент может сформировать запрос на сервер для выполнения сложных процедур, чтения файлов, поиск информации в  базе данных и т.д.

Сервер, определенный ранее, выполняет запрос, поступивший от клиента. Результаты выполнения запроса  передаются клиенту. Сервер обеспечивает хранение данных общего пользования, организует доступ к этим данным и передает данные клиенту.

Клиент обрабатывает полученные данные и представляет результаты обработки  в виде, удобном для пользователя. Для подобных систем приняты термины  – системы или архитектура  клиент – сервер.

Архитектура клиент – сервер может использоваться как в одноранговых сетях, так и в сети с выделенным сервером.

Одноранговая сеть, в которой  нет единого центра управления взаимодействием  рабочих станций и нет единого  центра для хранения данных. Сетевая  операционная система распределена по рабочим станциям. Каждая станция  сети может выполнять функции  как клиента, так и сервера. Она  может обслуживать запросы от других рабочих станций и направлять свои запросы на обслуживание в сеть. Пользователю сети доступны все устройства, подключенные к другим станциям.

Достоинства одноранговых сетей:

• низкая стоимость;
• высокая надежность.

Недостатки одноранговых сетей:

• зависимость эффективности работы сети от количества станций;
• сложность управления сетью;
• сложность обеспечения защиты информации;
• трудности обновления и изменения программного обеспечения станций.

Наибольшей популярностью  пользуются одноранговые сети на базе сетевых операционных систем LANtastic, NetWare Lite.

В сети с выделенным сервером один из компьютеров выполняет функции  хранения данных, предназначенных для  использования всеми рабочими станциями, управления взаимодействием между  рабочими станциями и ряд сервисных  функций.

Такой компьютер обычно называют сервером сети. На нем устанавливается  сетевая операционная система, к  нему подключаются все разделяемые  внешние устройства – жесткие  диски, принтеры и модемы.

Взаимодействие между  рабочими станциями в сети, как  правило, осуществляются через сервер.

Достоинства сети с выделенным сервером:

• надежна система защиты информации;
• высокое быстродействие;
• отсутствие ограничений на число рабочих станций;
• простота управления по сравнению с одноранговыми сетями.

Недостатки сети:

• высокая стоимость из-за выделения одного компьютера на сервер;
• зависимость быстродействия и надежности от сервера;
• меньшая гибкость по сравнению с одноранговыми сетями.

Сети  выделенным сервером являются наиболее распространенными  у пользователей компьютерных сетей.

На рисунке 1, рассмотрим способы коммутации компьютеров  и виды сетей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1 - Способы коммутации компьютеров и виды сетей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. ЛОКАЛЬНЫЕ КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ (ЛКС)

 

 

2.1 Классификация  ЛКС

 

Локальные вычислительные сети подразделяются на два кардинально  различающихся класса: одноранговые (одноуровневые или Peer to Peer) сети и иерархические (многоуровневые).

Одноранговые  сети.

Одноранговая сеть представляет собой сеть равноправных компьютеров, каждый из которых имеет уникальное имя (имя компьютера) и обычно пароль для входа в него во время загрузки ОС. Имя и пароль входа назначаются  владельцем ПК средствами ОС. Одноранговые сети могут быть организованы с помощью  таких операционных систем, как LANtastic, Windows’3.11, Novell NetWare Lite. Указанные программы работают как с DOS, так и с Windows. Одноранговые сети могут быть организованы также на базе всех современных 32-разрядных операционных систем – Windows’95 OSR2, Windows NT Workstation версии, OS/2) и некоторых других.

Иерархические сети.

В иерархических локальных  сетях имеется один или несколько  специальных компьютеров – серверов, на которых хранится информация, совместно  используемая различными пользователями.

Сервер в иерархических  сетях – это постоянное хранилище  разделяемых ресурсов. Сам сервер может быть клиентом только сервера  более высокого уровня иерархии. Поэтому  иерархические сети иногда называются сетями с выделенным сервером. Серверы  обычно представляют собой высокопроизводительные компьютеры, возможно, с несколькими  параллельно работающими процессорами, с винчестерами большой емкости, с высокоскоростной сетевой картой (100 Мбит/с и более). Компьютеры, с  которых осуществляется доступ к информации на сервере, называются станциями или клиентами.