Центральное устройство объединяющее компьютеры в локальную сеть. Открытый урок на тему: «Объединение компьютеров в локальную сеть

Локальная сеть (в нашем контексте домашняя сеть) – это группа связанных между собой компьютеров, ноутбуков, принтеров, телевизоров расположенных в пределах дома или комнаты.
Преимущества использования локальной сети:
- Доступ к общим сервисам сети.
А) беспрепятственный обмен файловыми ресурсами по сети (не нужно переносить файл (фото, музыку, фильм) с одного компьютера на другой, с использованием USB носителя, перенести можно средствами локальной домашней сети).
Б) Использование сетевого принтера. Если у вас дома установлен принтер, с помощью домашней локальной сети вы сможете печатать с любого компьютера/ ноутбука на этом принтер.
В) Использование домашней сети для построения игровой зоны. Многие игры поддерживают игру по локальной сети и если таковая будет у вас, вы сможете играть в игры с компьютерами вашей локальной сети.
- Все участники локальной сети могут выходить в интернет (если это настроенно). Если использовать Wi-Fi в построении домашней локальной сети, то планшеты и телефоны, тоже можно подключить к локальной сети и выходить с них в интернет.
Локальную домашнюю сеть можно создать различными способами, приведу схемы самых популярных из них, начиная с самого примитивного и заканчивая способами посложнее, с настройкой интернета в локальной сети.

Объединение двух компьютеров/ ноутбуков в домашнюю локальную сеть с помощью сетевого кабеля.

Разберем самый простой способ объединения двух компьютеров в домашнюю сеть (компьютер – компьютер или компьютер- ноутбук). Для этого нам понадобиться два компьютера/ ноутбука и один сетевой кабель. Современные сетевые карты способны распознать какой обжим у вашего сетевого кабеля, поэтому можете обжимать или купить кабель обжатый Computer-Hub/Switch (прямой обжим).

Схематично подключение компьютер-компьютер выглядит так:

Плюсы этого способа создания домашней сети:

Для создания сети необходим только кабель и ясная голова.

Таким способом, в большинстве случаев, можно подключить только два компьютера/ноутбука, поскольку у большинства компьютеров/ ноутбуков одна сетевая карта.

Необходимо вручную прописывать IP адрес и маску на всех компьютерах/ ноутбуках домашней сети.

Объединение нескольких компьютеров/ ноутбуков в домашнюю локальную сеть с помощью Wi-Fi.

Для этого способа понадобиться наличие Wi-Fi на компьютерах/ ноутбуках.

Схема подключения:


Плюсы этого способа:

Отсутствие проводов

Высокая мобильность рабочего места

Объединение сетевых устройств в домашнюю локальную сеть с помощью коммутатора (свитча).

Для этого способа нам понадобиться несколько компьютеров/ ноутбуков, такое же количество сетевых кабелей и свитч (хаб). Общая схема подключения с помощью сетевого коммутатора выглядит так:


Т.е. к каждому порту свитча подключаем одно из устройств (ноутбук, компьютер, принтер или телевизор).
Плюсы этого способа:
- Возможность подключить более двух компьютеров/ ноутбуков в локальную сеть (зависит от количества портов в коммутаторе (switch-е))
Минусы:
- Необходимо дополнительно покупать коммутатор (свитч), стоит около 500 руб.
- Необходимо вручную прописывать IP адрес и маску на всех компьютерах/ ноутбуках локальной сети.

Объединение компьютеров в домашнюю локальную сеть с помощью роутера.

С помощью роутера можно настроить домашнюю локальную сеть с интернетом, если у вас роутер поддерживает беспроводную передачу данных Wi-Fi, то помимо компьютеров, ноутбуков, принтеров, телевизоров в локальную сеть можно добавить планшеты и телефоны.
Схема домашней локальной сети с использованием Wi-Fi роутер/ маршрутизатора:


При этом способе создания локальной домашней сети, необходимо на роутере включить DHCP – сервис отвечающий за автоматическую раздачу настроек сети (по умолчанию эта функция включена).
Плюсы создания домашней сети с помощью роутера:

Помогает объединить различные устройства (компьютер, ноутбук, принтер, планшет, смартфон) в одну локальную сеть.

Возможность настроить интернет в домашней сети.

Нет необходимости вручную прописывать сетевые настройки на каждом устройстве.

Необходимость покупки роутера (от 1000 руб) и его настройка.

Введение

Расширенное техническое задание

Сетевые стандарты

1 Стандарт 10 Base-T

2 Стандарт 100 Base-TX

Выбор активного сетевого оборудования

1 Выбор коммутатора

2 Характеристики коммутатора

Расчет сети

Выбор серверного оборудования

Синтез сети

Безопасность сети

Пропускная способность

Расчет экономических затрат и экономического эффекта



Введение

Сегодня существует большое количество способов объединения компьютеров в локальную сеть. Разного размера проводниковые и беспроводниковые локальные сети сотнями появляются каждый день. При этом если большие корпоративные сети требуют соответствующих знаний и уровня подготовки для их создания, то небольшие офисные и тем более домашние сети могут создавать простые пользователи. Главное при этом-достаточный уровень знаний и желание добиться результата.

Появление компьютерных сетей было логическим шагом в истории компьютеризации общества. Благодаря этом шагу компьютеры получили еще большего распространения, а именно главное - практически в каждый дом пришел Интернет, который предоставляет доступ к практически неограниченным источникам информации.

Компьютерные сети прошли длинный этап развития. В результате на сегодня компьютеры можно объединить как в локальном, так и в глобальном масштабе. Итак, существует два варианта сетей - локальные и глобальные. Принцип объединения в них компьютеров и работы в этих сетях практически идентичный, но масштабы сети накладывают свои ограничения и требования.

1. Расширенное техническое задание

Тема: 10 Base-T и 100 Base-TX сеть (62 ПК, 2 сервера, 2 коммутатора)

Цель: Разработать комплект технических документов на сеть 10 Base-T и 100 Base-TX.

Назначение: централизация сети, организация локального доступа.

Среда передачи данных: неэкранированные скрученные провода (UTP), WiMAX, 3G, Wi-Fi.

Безопасность сети: обеспечить уровень защищенности С2.

Бюджет: не ограниченный.

Требования к документации: документация должна отвечать условиям ЕСКД.

2. Сетевые стандарты

1 Стандарт 10 Base-T

Топология «шина» была первой которая использовалась в локальных сетях топологии. Она применялась довольно долго, почти целое десятилетие. Однако настал момент, когда эта сетевая топология (но по крайней мере с использованием коаксиального кабеля) перестала удовлетворять требованиям скорости передачи данных, и особенно - надежности сети. Уменьшение скорости передачи данных при значительном увеличении количества рабочих станций сводило на нет главное достоинство подобных сетей - малые затраты на их создание. Кроме того, сыграла свою роль низкая надежность сети в плане обеспечения еще физической целостности.

Рисунок 1 - Топология сети "Шина"

По этим причинам комитет 802.3 начал работу над созданием нового стандарта, который использует современные технологии. В результате в 1990 появился 10 Base-T. Он стал первым стандартом, которые используют сетевую топологию «звезда» и новый физический носитель - неэкранированный кабель «витая пара» с двумя парами проводников. Наверное, именно это событие и стало важнейшим этапом в распространении локальных сетей.

Использование топологии «звезда» сделало локальные сети более гибкими и расширяемыми, а также повысило их безопасность и отменостойкость. Стандарт 10 Base-T имеет на внимании выполнения следующих требований:

для передачи данных используется кабель «витая пара» с двумя парами неэкранированных проводников. При этом одна пара проводников применяется для передачи данных, а вторая - для их приема;

длина кабеля «витая пара», используемого для подключения рабочей станции, не должна превышать 100 м;

для увеличения диаметра сети может применяться не больше 4 репиторов, при этом расстояние между двумя самыми крайними рабочими станциями при использовании кабеля «витая пара» не должно превышать 500 м;

все рабочие станции подключаются к центральному управляющему устройству, в качестве которого могут применяться концентратор, коммутатор и т.д.;

максимальное количество подключений 1024.

Использование данного стандарта разрешает достичь скорости передачи данных 10 Мбит с. Главной особенностью локальных сетей с применением топологии «звезда» есть то, что скорость передачи данных не зависит от количества подключенных участников.

При этом сеть стала еще более гибкой, поскольку ее максимальный радиус можно легко увеличить, используя, например, толстый коаксиальный кабель. Это разрешает создавать разные отдаленные сегменты сети и объединять их в одну локальную сеть с общими ресурсами.

2 Стандарт 100 Base-TX

Дальнейшее развитие сетевых стандартов происходило уже «по накатанной»: главный акцент делался на улучшение качественных показателей. Современные требования относительно скорости передачи данных заставляли комитет по стандартизации функционирования локальных сетей создавать стандарты, которые бы удовлетворяли эти запросы. Одним из таких стандартов, которые имеют сильное широкое распространение, стал 100 Base-TX принятый в 1995 году. Именно он есть первым среди стандартов, которые получили общее название Fast Ethernet. Данный стандарт используется в сетях, построенных за топологией «звезда» и в качестве физической среды используют кабель «витая пара» UTP не ниже пятой категории. Это разрешает оборудованию работать как в полудуплексному, так и в дуплексному режимах. При этом дуплексный режим обеспечивает максимально возможную для стандарта скорость передачи данных в 100 Мбіт/ с. Стандарт 100 Base-TX требует выполнения следующих условий:

для передачи данных используется кабель «витая пара» пятой категории;

длина кабеля «витая пара» для подключения рабочей станции не должна превышать 100 м;

для увеличения диаметра сети может применяться не больше 2 репитеров, при этом максимальный радиус сети составляет 205 м;

длина кабеля между репитетарми не должна превышать 5 м;

все рабочие станции подключаются к центральному управляющему устройства, в качестве которого могут использоваться концентратор, коммутатор и т.д.;

максимальное количество подключений - 1024. Немало влияет на широкое распространение 100 Base-TX справила стандартизация материнских плат (АТХ), которая сделала наличие сетевого адаптера на материнской плате обязательным.

3. Выбор активного сетевого оборудования

1 Выбор коммутатора

Коммутатор (свитч) - основное устройство активного типа, который применяется как центрального узла для подключения компьютеров в сетях, основанных на топологии «звезда». Его ближайшим по функциональности, но не за «интеллекта» устройством является концентратор, который еще не крюк давно в силу своей меньшей стоимости получил более широкое распространение. Большей чем у концентратора, функциональности коммутатор обязан протоколами, которые работают на канальном уровне. Это разрешает избегнуть лишнего трафика, когда необходимо передать данные от отправителя конкретного компьютера, не задевая при этом другие компьютеры. За счет этого достигается высокая скорость передачи данных. Коммутатор является довольно интеллектуальным устройством, которое способно учиться. Он использует Массы-адреса устройств, причем эти адреса коммутатор запоминает.

Например, когда компьютер передаст данные другого компьютера, коммутатор запоминает Масс-адресу отправителя и отправляет данные сразу на все порты, т.е. работает как концентратор. Однако это происходит только на первых порах. Как только коммутатор сможет определить Масс-адрес каждого компьютера, подключенного к его портам, данные сразу же будут отправляться на конкретный порт, тем самым уменьшая время доставки, а значит, увеличивая скорость передачи данных. Извне коммутатор выглядит как коробка с определенным количеством (как правило, не больше 48) портов. Как и в случае с концентраторами, часто встречаются соприкасающиеся коммутаторы, предназначенные для установки в монтажный шкаф. При этом статические коммутаторы по обыкновению можно соединять. Для этого используется или отдельный RJ-45 порт на задней панели, или один из свободных портов на передней панели. Еще одним плюсом коммутаторов является возможность управления. Так, различают управляемые и неуправляемые коммутаторы. Управляемые коммутаторы, кроме набора портов RJ-45, содержат еще один порт, с помощью которого их можно подключить к компьютеру и делать настройку.

Кроме того, часто управление коммутатором осуществляется с помощью веб-интерфейса через любой браузер, для чего коммутатор обеспечивается статическим Iр-Адресом, который при необходимости всегда можно изменить.

Для создания сети были избраны коммутаторы с 48 портами 10/100 Base-TX + 2 портами 10/100/1000 Base-T фирмы D-Link.

Рисунок 2 - Коммутатор DES-1050G

локальная компьютерная сеть серверный

Данный неуправляемый коммутатор DES-1050G с высокой плотностью портов 10/100 Ethernet идеально подходит для эффективного по стоимости подключения рабочих групп. Обеспеченный 48 портами 10/100 Мбіт/с Ethernet, 2 гигабитными портами 1000 Base-T и выполненный в плоском металлическом корпусе для монтажа в стандартную стойку, этот коммутатор обеспечивает недорогое подключение до 48 рабочих станций и 2 гигабитное соединение по витой пари с двумя серверами. 48 соединений Plug-and-Play к рабочему месту. Все 48 портов 10/100 Base-TX коммутатора DES-1050G есть plug-and-play и поддерживают автоматическое определение скорости и полярности MDI / MDIX.

Поэтому DES-1050G обеспечивает простое и недорогое решения по подключению до 48 настольных компьютеров. Коммутатор снабжен 2-мя портами 1000 Base-T Gigabit для подключения к серверам по крученой паре категории 5. С помощью этих портов можно также соединить несколько коммутаторов вместе с целью увеличения количества портов, предназначенных для сетевых подключений.

Управление потоком для безопасной передачи информации. Коммутатор поддерживает управление потоком 802.3х, что разрешает уменьшить количество откидываемых пакетов. Это достигается за счет отправки сигналов коллизии при заполнении буфера принимает порта, Благодаря поддержке этой функции, возможная организация безопасного соединения с серверами на скорости 2000Мбит / с в режиме полного дуплекса для одновременного доступа нескольких рабочих станций без риска потери данных.

2 Характеристики коммутатора

Данный коммутатор имеет следующие характеристики:

Стандарты:802.3 10 Base-T Ethernet802.3u 100 Base-TX Fast Ethernet802.3ab 1000 Base-T Gigabit Ethernet

Автоопределение скорости Nway ANSI / IEEE 802.3

Управление потоком IEEE 802.3x

портов 10/100 Base-TX с автоматическим определением полярности MDI/MDIX 2 гигабитных порта 10/100/1000 Base-TX с автоматическим определением полярности MDI/ MDIX

Управление потоком

Режим полудуплекса: метод "обратного давления»

Режим дуплексу: управление потоком 802.3х

Светодиодные индикаторы

Для устройства: Power (Питание)

Производительность обеспечивает коммутационная матрица 13,6 Гбит/с. используется метод коммутации Store-and-forward.

Таблица Масс-адресов 8К записей на устройство. Буфер коммутатора имеет 3,2 Мбит RAM на устройство.

4. Расчет сети

Для среды передачи данных используется кабель «скрученные провода».Он представляет собой два скрученных проводника. В качестве проводников используется медний одножильный или многожильный скрученный проводник. Кабель имеет волновое сопротивление 100 Ом. Подключение рабочих станций к среде передачи на базе скрученных проводов происходит при помощи разъема RJ-45.

Рисунок 3 - Кабель UTP CAT 5E

Расчет пропускной способности сети

Для расчета максимального количества кадров минимальной длины, которые проходят по сегменту Ethernet, укажем, что размер кадра минимальной длины вместе с преамбулой составляет 72 байта или 576 бит, поэтому на его передачу тратится 5,75 мкс. Прибавив межкадровый интервал в 0,96 мкс, получим, что период прохождения кадров минимальной длины составляет 6,71 мкс. Отсюда максимальная возможная пропускная способность сегмента Ethernet составляет 148 800 кадр/с. Наличие в сегменте нескольких узлов снижает эту величину за счет ожидания доступа к среде, а также за счет коллизии, которые приводят к необходимости повторной передачи кадров.

Кадры максимальной длины технологии Fast Ethernet имеют поле длиной 1500 байт, которое вместе со служебной информацией дает 1518 байт, а с преамбулой составляет 1526 байт или 12 208 бит. Максимально возможная пропускная способность сегмента Fast Ethernet для кадров максимальной длины составляет 8130 кадр/с. Очевидно, что при работе с большими кадрами нагрузки на мосты, коммутаторы и маршрутизаторы заметно снижается.

Теперь рассчитаем, какой максимальной эффективной (полезной) пропускной способностью в битах за секунду владеют сегменты Fast Ethernet при использовании кадров разного размера. Под эффективной пропускной способностью протокола имеется в виду скорость передачи предназначенных для пользователя данных, которые переносятся полем данных кадра. Эта пропускная способность всегда меньшая номинальной битовой скорости протокола Ethernet за счет нескольких факторов:

служебной информации кадра;

межкадровых интервалов (IPG);

ожидание доступа к среде.

Для кадров максимальной длины эффективная пропускная способность равная:

Сп = 8130 х 1500 х 8 = 97,6 Мбит/с,

что намного ближе к номинальной скорости протокола.

Основные причины, которые ограничивают скорость и дальность передачи информационного сигнала.

5. Выбор серверного оборудования

Для поддержки сети было избрано два серверных компьютера PrimePC S a100.

Один из серверов будет использоваться как файл-сервер для сохранности разнообразных файлов.

Рисунок 4 - Сервер PC S a100

Компьютер PrimePC S a100 предназначен для небольших компаний, в которых нет возможности купить полноценный сервер, но острая необходимость в нем есть. Компьютер PrimePC S a100 без проблем способен решать базовые задачи:

Защита и резервирования информации

Контроль доступа

Общая работа с файлами и принтерами

Отдаленный доступ

Безопасность ИТ среды

Улучшить взаимодействие с клиентами и максимально повысить производительность имеющегося офисного оборудования и вычислительных ресурсов.

Надежность и расширяемость

Функция выявления и коррекции ошибок (ECC) уменьшает достоверность повреждения памяти.

Технологии RAID 0 и предотвращают потерю данных и обеспечивают высочайшую надежность работы.

Возможность установки до 4х жестких дисков

Компьютер PrimePC S a100 идет с установленной серверной операционной

системой Microsoft Windows Server 2008 R2 Fundation, разработанной специально для малого бизнеса.

Таблица 1

Характеристики серверов

Процессор

AMD Phenom 4 Х6 1055Т (2.8 ГГц)

Материнская плата

Чипсет: AMD 760G

Объем оперативной памяти

Тип оперативной памяти

Жесткий диск

2x1000 ГБ 7200 об/мин SATA II

Оптический привод

АТХ, 4x3,5", 4x5,25" int

6 портов USB / 1х PCI-EX16 / 1х PCI-Exl / 2х PCI / lxCOM / lx LPT (header) / RJ-45 (LAN)

Дополнительные характеристики

Блок питания: 350 Вт Аудио: 8-канальный HDA кодек VIA VT1708S


RAID контроллер: интегрированный, RAID 0,1,0+1,JBOD


Видеокарта: интегрированная, AMD Radeon HD3000

Операционная система

Windows Server 2008 R2 Foundation (x64, 64 bit) Rus

Размеры, см

46.5 x 19.8 x 42.5



6. Синтез сети

Для передачи данных между компьютерами и организации локальной сети используется стандарт 100 Base-TX.

Для среды передачи данных между серверами, и пятью коммутаторами используется кабель «скрученные провода». Он представляет собой два скрученных проводника, стандарта 100 BASE-ТХ стандарт, который использует витую пару категории 5e. Скорость передачи данных - 100 Мбит/с по одной паре. Используется метод кодирования PAM5, частота основной гармоники 62,5 Мгц. В качестве провiдникiв используется медный одножильный или многожильный скрученный проводник. Кабель имеет волновой опiр 100 Ом. Подключение серверов к локальной сети компьютеров, осуществляется на базi скрученных проводов при помощи разъема RJ-45. Сеть состоит из 62 компьютеров и будет использоваться в середине здания.

Службы ОС Windows 2008 Server- развитие протокола ВООТР (RFC 951 и 1084), позволявшего динамически назначать IP-адреса (в дополнение к удаленной загрузке бездисковых станций). При этом DHCP предоставляет все данные для настройки стека протоколов TCP/IP и дополнительные данные для функционирования определенных серверов.

Пул адресов. Если определена область DHCP и заданы диапазоны исключения, то оставшаяся часть адресов называется пулом доступных адресов (address pool) (в пределах области). Эти адреса могут быть динамически назначены клиентам DHCP в сети.

Диапазоны исключения. Диапазон исключения (exclusion range) - ограниченная последовательность IP-адресов в пределах области, которые должны быть исключены из предоставления службой DHCP.

Резервирование. Резервирование (reservation) позволяет назначить клиенту постоянный адрес и гарантировать, что указанное устройство в подсети может всегда использовать один и тот же IP-адрес.

Суперобласти. Это понятие, используемое в Диспетчере DHCP, которое задает множество областей, сгруппированных в отдельный административный объект - суперобласть (superscope). Суперобласти полезны для решения различных задач службы DHCP.

Арендные договоры. Арендный договор (lease) - отрезок времени, определяющий период, во время которого клиентский компьютер может использовать назначенный IP-адрес. При выдаче арендного договора он становится активным. В момент половины срока действия арендного договора клиент должен возобновить назначение адреса, обратившись к серверу повторно. Продолжительность арендного договора влияет на частоту обновления арендных договоров (интенсивность обращений к серверу).

Опции DHCP - дополнительные параметры настройки клиентов, которые сервер DHCP может назначать при обслуживании арендных договоров клиентов DHCP. Например, IP-адреса маршрутизатора или шлюза по умолчанию, серверов WINS или серверов DNS обычно предоставляются для каждой области или глобально для всех областей, управляемых сервером DHCP. Кроме стандартных опций, сервер DHCP Microsoft позволяет определять и добавлять пользовательские опции.

Протокол упрощает работу сетевого администратора, который должен вручную конфигурировать только один сервер DHCP. Когда новый компьютер подключается к сети, обслуживаемой сервером DHCP, on запрашивает уникальный IP-адрес, а сервер DHCP назначает его из пула доступных адресов, Этот процесс состоит из четырех шагов:

Клиент DHCP запрашивает IP-адрес (DHCP Discover, обнаружение),

DHCP-сервер предлагает адрес (DHCP Offer, предложение),

Клиент принимает предложение и запрашивает адрес (DHCP Request, запрос) и адрес официально назначается сервером (DHCP Acknowledgement, подтверждение).

Чтобы адрес не «простаивал», сервер DHCP предоставляет его на определенный администратором срок, это называется арендным договором (lease). По истечении половины срока арендного договора клиент DHCP запрашивает его возобновление, и сервер DHCP продлевает арендный договор. Это означает, что когда машина прекращает использовать назначенный IP-адрес (например, в результате перемещения в другой сетевой сегмент), арендный договор истекает, и адрес возвращается в пул для повторного использования.

Служба DHCP в Windows 2008 состоит из трех основных компонентов.

Серверы DHCP. В состав сервера DHCP входит оснастка DHCP - удобный в работе графический инструмент, который позволяет администратору настраивать конфигурации для клиентов DHCP. Сервер DHCP также содержит базу данных для назначения IP-адресов и других параметров настройки. Сервер DHCP поддерживает более 30 опций DHCP согласно RFC 2132. Параметры конфигурации TCP/IP, которые могут быть назначены сервером DHCP, включают: IP-адрес для каждого сетевого адаптера на клиентском компьютере, маску подсети, шлюзы по умолчанию, дополнительные параметры конфигурации, например, IP-адрес сервера DNS или WINS. Один или более компьютеров в сети должны работать под управлением Windows 2008 Server с протоколом TCP/IP и установленным сервером DHCP. Если служба сервера DHCP установлена на компьютере, то сразу после задания и активизации областей автоматически создается база данных DHCP.

Клиенты DHCP. Клиентами сервера DHCP из состава Windows 2008могут быть компьютеры, работающие на любой платформе. Компьютеры под управлением ОС производства Microsoft могут действовать как клиенты DHCP: Windows NT Server/Workstation (все версии), Windows 98/95, Windows for Workgroups 3.11 (с установленным 32-разрядным протоколом TCP/IP), Microsoft Network Client 3.0 for MS-DOS (с установленным драйвером реального режима), LAN Manager версии 2.2с.

Работа протоколов ВООТР и DHCP основана на механизмах широковещания. Маршрутизаторы обычно по умолчанию не ретранслируют широковещательные посылки, поэтому передача таких посылок выполняется агентом ретрансляции. Агент ретрансляции DHCP - это маршрутизатор, либо хост, который слушает широковещательные сообщения DHCP/BOOTP и переадресовывает их на заданный сервер (серверы) DHCP. Использование агентов ретрансляции избавляет от необходимости устанавливать сервер DHCP в каждом физическом сегменте сети. Агент не только обслуживает прямые локальные запросы клиента DHCP и перенаправляет их на удаленные серверы DHCP, но также возвращает ответы удаленных серверов DHCP клиентам DHCP.

Администратор может отме нить параметры динамической настройки, настроив их вручную. Любая информация, вручную введенная на клиенте, отменяет параметры динамической настройки.

Новые возможности DHCP в Windows 2008 Server

Протокол DHCP в Microsoft Windows 2008 Server был дополнен новыми функциями, что упростило развертывание, интеграцию и настройку сети.

Интеграция с DNS. Серверы DNS обеспечивают разрешение имен для сетевых ресурсов и тесно связаны со службой DHCP. В Windows 2003 серверы DHCP и клиенты DHCP могут регистрироваться в DNS.

Улучшенное управление и мониторинг. Новая возможность обеспечивает уведомление об уровне использования пула IP-адресов. Оповещение производится при помощи соответствующего значка либо при помощи передачи сообщения.

Распределение групповых адресов. Добавлена возможность назначения групповых адресов. Типичные приложения для групповой работы - конференции или радиотрансляция требуют специальной настройки групповых адресов.

Защита от появления неправомочных серверов DHCP. Наличие нескольких серверов DHCP в одном сегменте сети может привести к конфликту. Новые механизмы позволяют обнаружить конфликт такого рода и деактиви-зировать работу сервера, обеспечив правильную работу DHCP.

Защита от подмены серверов. Регистрация уполномоченных (авторизированных) серверов DHCP выполняется при помощи Active Directory. Если сервер не обнаружен в каталоге, то он не будет функционировать и отвечать на запросы пользователей.

Кластерные службы, работающие на Windows 2008 Advanced Server и Datacenter поддерживают DHCP-сервер в качестве ресурса кластера, что позволяет повысить доступность DHCP-сервера.

Автоматическая настройка клиентов. Клиенты с поддержкой DHCP. начинающие работу в сети, могут конфигурироваться самостоятельно с использованием временной конфигурации IP (если сервер DHCP недоступен). Клиенты продолжают попытки связаться с сервером DHCP для получения арендного договора в фоновом режиме каждые 5 мин. Автоматическое назначение всегда прозрачно для пользователей. Адреса для такого рода клиентов выбираются из диапазона частных сетевых адресов TCP/IP и не используются в Интернете.

Новые специализированные опции и поддержка пользовательских классов. Сервер DHCP в Windows 2008 может назначать специализированные опции, сокращая время на получение одобрения новой стандартной опции в IETF. Механизм пользовательских классов позволяет применять DHCP в заказных приложениях для сетей масштаба предприятия. Оборудование большинства поставщиков сетевого аппаратного обеспечения также может использовать различные номера опций для различных функций.

Настройка сервера

Настройка и изменение конфигурации сервера DNS могут понадобиться по разным причинам, например:

При изменении имени компьютера-сервера

При изменении имени домена для компьютера-сервера

При изменении IP-адреса компьютера-сервера

При удалении сервера DNS из сети

При изменении основного сервера (primary server) зоны

Управление клиентами

Для клиентов Windows конфигурация DNS при настройке свойств TCP/IP для каждого компьютера включает следующие задачи:

Установка имени хоста DNS для каждого компьютера или сетевого подключения.

Установка имени родительского домена, которое помещается после имени хоста, чтобы формировать полное (fully qualified) имя домена для каждого клиента.

Установка основного DNS-сервера и списка дополнительных DNS-cep-веров, которые будут использоваться, если основной сервер недоступен.

Установка очередности списка поиска доменов, используемого в запросах для дополнения не полностью заданного имени компьютера.

Управление зонами

После добавления зоны при помощи оснастки DNS можно управлять следующими общими свойствами зоны:

Запрещать или разрешать использование зоны

Изменять или преобразовывать тип зоны

Разрешать или запрещать динамическое обновление зоны

Также можно настраивать начальные записи зоны (Start Of Authority, SOA), ресурсные записи, делегирование зон, списки оповещения, использование просмотра WINS, а также управлять зонами обратного просмотра (reverse zone), необходимыми для обратного разрешения имен - из адреса в имя.

Мониторинг и оптимизация

В Windows 2008 Server можно производить мониторинг и по его результатам оптимизировать настройки службы DNS при помощи:

Системного монитора (Performance Monitor)

Опций протоколирования

Статистики по DNS-серверу

Настройки дополнительных параметров

7. Безопасность сети

Безопасность сети будут обеспечивать службы безопасности ОС Windows 2008 Server и установленные брандмауэры. Брандмауэр может значительно повысить сетевую безопасность и уменьшить риски для хостов в подсети путем фильтрации опасных по своей природе служб, и будет отвечать уровню безопасности С2.

Политика безопасности и уровень гарантованности для данного класса должны удовлетворять следующим важнейшим требованиям:

) доверенная вычислительная база должна управлять доступом именованных пользователей к именованным объектам;

) пользователи должны идентифицировать себя, причем аутентификационная информация должна быть защищена от несанкционированного доступа;

) доверенная вычислительная база должна поддерживать область для собственного выполнения, защищенную от внешних действий;

) должны быть в наличии аппаратное или программное средства, которые разрешают периодически проверять корректность функционирования аппаратных и микропрограммных компонентов доверенной вычислительной базы;

) защитные механизмы должны быть протестованы (нет способов обойти или разрушить средства защиты доверенной вычислительной базы);

) должны быть описаны подход к безопасности и его применению при реализации доверенной вычислительной базы.

) права доступа должны гранулироваться с точностью до пользователя. Все объекты должны подвергаться контролю доступа.

) при выделении объекту, который сохраняется, из пула ресурсов доверенной вычислительной базы необходимо ликвидировать все следы его использования.

) каждый пользователь системы должен уникальным чином идентифицироваться. Каждое регистрированное действие должна ассоциироваться с конкретным пользователем.

) доверенная вычислительная база должна создавать, поддерживать и защищать журнал регистрационной информации, которая относится к доступу к объектам, контролируемым базой.

8. Пропускная способность

Рассчитаем теоретическую полезную пропускную способность Fast Ethernet без учета коллизий и задержек сигнала в сетевом оборудовании.

Отличие полезной пропускной способности от полной пропускной способности зависит от длины кадра. Так как доля служебной информации всегда одна и та же, то, чем меньше общий размер кадра, тем выше «накладные расходы». Служебная информация в кадрах Ethernet составляет 18 байт (без преамбулы и стартового байта), а размер поля данных кадра меняется от 46 до 1500 байт. Сам размер кадра меняется от 46 + 18 = 64 байт до 1500 + 18 = 1518 байт. Поэтому для кадра минимальной длины полезная информация составляет всего лишь 46 / 64 ≈ 0,72 от общей передаваемой информации, а для кадра максимальной длины 1500 / 1518 ≈ 0,99 от общей информации.

Чтобы рассчитать полезную пропускную способность сети для кадров максимального и минимального размера, необходимо учесть различную частоту следования кадров. Естественно, что, чем меньше размер кадров, тем больше таких кадров будет проходить по сети за единицу времени, перенося с собой большее количество служебной информации.

Так, для передачи кадра минимального размера, который вместе с преамбулой имеет длину 72 байта, или 576 бит, потребуется время, равное 576 bt, а если учесть межкадровый интервал в 96 bt то получим, что период следования кадров составит 672 bt. При скорости передачи в 100 Мбит/с это соответствует времени 6,72 мкс. Тогда частота следования кадров, то есть количество кадров, проходящих по сети за 1 секунду, составит 1/6,72 мкс ≈ 148810 кадр/с.

Зная частоту следования кадров f и размер полезной информации Vп в байтах, переносимой каждым кадром, нетрудно рассчитать полезную пропускную способность сети: Пп (бит/с) = Vп · 8 · f.

Для кадра минимальной длины (46 байт) теоретическая полезная пропускная способность равна Ппт1 = 148 810 кадр/с = 54,76 Мбит/с, что составляет лишь немногим больше половины от общей максимальной пропускной способности сети.

Для кадра максимального размера (1500 байт) полезная пропускная способность сети равна Ппт2 = 8127 кадр/с = 97,52 Мбит/с.

Таким образом, в сети Fast Ethernet полезная пропускная способность может меняться в ависимости от размера передаваемых кадров от 54,76 до 97,52 Мбит/с.

Поскольку для расчетов мы пользовались относительной величиной битового интервала bt, можно легко рассчитать эти значения для сети Ethernet 10 Мбит/с. Полезная пропускная способность Ethernet в 10 раз меньше.



9. Расчет экономических затрат и экономического эффекта

Целью экономического расчета является определение величины экономического эффекта от использования разработанной локальной вычислительной сети, качественная и количественная оценка экономической целесообразности создания, использования и развития этой сети, а также определение организационно-экономических условий ее эффективного функционирования.

Общее количество пользователей 62, которые одновременно смогут работать, пользоваться ресурсами сети Интернет, распечатывать документы.

В таблице 3.1 представлены исходные данные, предоставленные финансовым отделом агентства недвижимости.

Таблица 3.1 - Исходные данные

Статьи затрат

Условные обозначения

Единицы измерения

Нормативные обозначения





1. Разработка (проектирование) ЛВС

Тарифная ставка системотехника

Тарифная ставка обслуживающего персонала

Тариф на электроэнергию

Мощность модема, принтера и т.д.

Стоимость сетевого оборудования

Стоимость программного обеспечения

Амортизационные отчисления

Изготовление ЛВС

Тариф на электроэнергию

Мощность компьютера, принтера, сервера

Тарифная ставка системотехника на месяц

Норма дополнительной зарплаты

Отчисления на социальные мероприятия

Накладные затраты

Рентабельность

Транспортно-заготовительные затраты

Суммарная мощность оборудования ЛВС

2. Использование (эксплуатация) ЛВС

Тарифная ставка обслуживающего ЛВС персонала (системные администраторы)

Норма амортизационных отчислений на ЛВС

Отчисление на содерждание и ремонт ЛВС


Таблица 3.2 - Расчет затрат на приобретение оборудования

Наименование оргтехники

Количество шт.

Цена за ед., руб

Сумма, руб

Сервер Middle Tower Palo Alto PA-600 235w (ATX)

Концентратор 3COM серии 3C16751B

Сетевые адаптеры CNet CNPro200 10/100 Мбит/с ТРО PCI

Сетевой кабель, метры UTP Leve l-5


Таблица 3.3 - Стоимость монтажа и услуг

Наименование

Количество

Цена за ед., руб

Сумма, руб

Прокладка кабеля в коробе

Обжим кабеля

Наладка рабочей станции

Наладка сервера

Выходные данные для расчёта экономического эффекта создания локальной вычислительной сети приведены в таблице 3.1.

Расчет затрат на разработку проекта проводится методом калькуляции затрат, в основу которого положенная трудоемкость и заработная плата разработчиков.

Трудоемкость разработки проекта Т рассчитывается по формуле:

Т = То + Ти + Ттоп + Тп + Тотл + Тпр + Тд, (3.1)

где То - затраты труда на описание задачи;

Ти - затраты труда на исследование структуры предприятия;

Ттоп - затраты труда на разработку топологии сети;

Тп - затраты труда на прокладку кабеля и подключение пользователей;

Тотл - затраты труда на отладку системы ЛВС на ЭВМ;

Тпр - написание программы минимизации затрат;

Тд - затраты труда на подготовку документации по задаче.

Данные о затратах на проектирование ЛВС и реализацию спроектированного комплекса в агентстве недвижимости представлены в таблице 3.4.

Таблица 3.4 - Трудоемкость и зарплата разработчиков ЛВС

Наименование этапов разработки ЛВС

Условные обозначения

Фактическая трудоемкость (чел/час)

Почасовая тарифная ставка (руб.)

Сумма зарплаты

Описание задания ЛВС

Изучение структуры предприятия

Разработка топологии сети

Прокладка кабеля и подключение пользователей

Отладка системы ЛВС

Написание программы минимизации затрат ЛВС

Оформление документации



Таблица 3.5.Технико-экономические показатели разрабатываемой ЛВС

Наименование

Условные обозначения

Единицы измерения

Значение (мес.)

Значение (год)

Технические

1. Скорость передачи

2. Потребленная мощность

4. Выход в Іnternet



Экономические

1. Стоимость оборудования на создание ЛВС

2. Совокупные капитальные затраты на создание ЛВС

3. Зарплата разработчиков

4. Годовые затраты на эксплуатацию ЛВС

5. Годовой экономический эффект от создания и эксплуатаци ЛВС


Разработанная ЛВС помогает улучшить технические характеристики, позволяющие значительно увеличить производительность и работоспособность агентства недвижимости и дает новые возможности для расширения деятельности.

В результате выполнения курсового проекта была спроектирована локальная сеть на 62 компьютеров, которые соединены между собой коммутаторами. Локальная сеть обслуживается двумя серверами. Один из них отвечает за файлу данные, а другой обслуживает сеть вообще.

В курсовом проекте были рассмотрены основные принципы построения сетей по технологии 100BaseTx. Также было использовано 48 портовые коммутатора для того чтобы была возможность расширить сеть если это будет нужно. Была разработана топология расположения элементов сети. Была спроектирована электрическая схема, и рассчитанная скорость передачи данных в локальной сети. Курсовой проект было выполнено согласно данному техническому заданию. Документация курсового проекта отвечает условиям ЕСКД.

Перечень использованных источников

1. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сеты. Учебник Спб: Питер. 2001г.

Руденко В.Д., Макарчук О.М., Паланжоглу М.О., “Практический курс информатики”, Киев, 1997.

Уэнделл Одом Компьютерные сеты. Первый шаг = Computer Networking First-step. - М.: «Вильямс», 2005. - С. 432

О.Ф Клименко и другие “Информатика и компьютерная техника”. Учебное пособие - К: КНЕУ. 2002

В.Д. Руденко, О.М. Макарчук, и другие “Курс информатики” Киев 2001

И.Т. Зарецька и другие “Информатика” Киев 2002

С. Симонович, Г. Евсеев, А. Алексеев “Специальная информатика” Москва 2002.

1. Виды компьютерных сетей

Одним из самых значительных достижений прошлого века считается развитие информационных технологий - компьютерных технологий хранения, преобразования и передачи информации. Важнейшую роль в информационном скачке человечества сыграло создание коммуникационных компьютерных сетей.
Совокупность компьютеров, взаимосвязанных между собой каналами передачи информации и распределенных по некоторой территории, называется компьютерной сетью. Существующие в настоящий момент многочисленные компьютерные сети принято делить по так называемому территориальному признаку. Согласно этой градации, сети бывают:
GAN (Global Area Network – глобальная сеть), общее планетное соединение компьютерных сетей - Интернет;
WAN (Wide Area Network – широкомасштабная сеть), континентальное на уровне государства объединение компьютерных сетей;
MAN (Metropolitan Area Network – междугородняя сеть), междугороднее и областное объединение компьютерных сетей;
LAN (Local Area Network – локальная сеть) сетевое соединение, функционирующее обычно в стенах одной организации.
WAN и MAN – региональные сети. Деление на WAN и MAN компьютерные сети в настоящее время является весьма условным, поскольку сейчас каждая региональная сеть представляет собой, как правило, часть какой-нибудь глобальной сети.
Многие организации, заинтересованные в защите информации от несанкционированного доступа (например, военные, банковские и пр.), создают собственные, так называемые корпоративные сети. Корпоративная сеть может объединять тысячи и десятки тысяч компьютеров, размещенных в различных странах и городах (в качестве примера можно привести сеть корпорации Microsoft, MSN).

2. Локальная компьютерная сеть

Важной отличительной особенностью любой локальной сети является то, что для соединения компьютеров в такой сети не нужно использовать телефонную сеть - компьютеры расположены достаточно близко друг от друга и соединяются кабелем. Локальные сети в производственной практике играют очень большую роль. Посредством ЛС в систему объединяются персональные компьютеры, расположенные на многих удаленных рабочих станциях, которые используют совместно оборудование, программные средства и информацию. Рабочие места сотрудников перестают быть изолированными и объединяются в единую систему. Рассмотрим преимущества, получаемые при сетевом объединении персональных компьютеров в виде внутрипроизводственной вычислительной сети.
Разделение ресурсов: разделение ресурсов позволяет экономно использовать ресурсы, например, управлять периферийными устройствами, такие как лазерное печатающее устройство, со всех присоединенных рабочих станций.
Разделение данных: разделение данных предоставляет возможность доступа и управления базами данных с периферийных рабочих мест, нуждающихся в информации.
Разделение программных средств: разделение программных средств, предоставляет возможность одновременного использования централизованных, ранее установленных программных средств.
Разделение ресурсов процессора: при разделение ресурсов процессора возможно использование компьютерных мощностей для обработки данных другими системами, входящими в сеть. Предоставляемая возможность заключается в том, что на имеющиеся ресурсы не "набрасываются" моментально, а только лишь через специальный процессор, доступный каждой рабочей станции.
Многопользовательский режим: многопользовательские свойства системы содействуют одновременному использованию централизованных прикладных программных средств, ранее установленных и управляемых, например, если пользователь системы работает с другими заданиями, то текущая выполняемая работа отодвигается на задний план.
Электронная почта: с помощью электронной почты происходит интерактивный обмен информацией между рабочей станцией и другими станциями, установленными в вычислительной сети.

3. Компоненты локальной сети

Локальная сеть, как правило, состоит из следующих компонентов:

1. Файл-сервер - центральная машина, имеющая большую дисковую память.

2. Рабочие станции - множество компьютеров, подключенных к центральной машине (файловому серверу).

3. Сетевые платы . В каждый компьютер, который мы собираемся подключить к локальной сети, следует установить дополнительную сетевую плату- контроллер. Ее назначение, как и любого другого контроллера, заключается в преобразовании сигналов, идущих из сети, в сигналы, поступающие на блоки компьютера, а также в выполнении обратной операции. Сетевая плата вставляется в свободный слот на материнской плате, а к ее гнезду, находящемуся на задней стенке системного блока, подключается коаксиальный кабель. Серверу необходима сетевая плата повышенной производительности, т.е. ее производительность должна быть больше производительности сетевых плат для локальных рабочих мест.

4. Соединительный кабель . Кабель соединяет друг с другом сетевые платы рабочих мест (компьютеров). Кабельные системы - основа коммуникаций. При выборе типа кабеля учитываются следующие показатели:

o стоимость монтажа и обслуживания,

o скорость передачи информации,

o ограничения на величину расстояния передачи информации,

o безопасность передачи информации.

Основные показатели трех типовых сред для передачи информации приведены в таблице.

5. Периферийное оборудование . К файловому серверу подключается периферийное оборудование (например, лазерное устройство печати, графопостроитель и другие).

6. Операционная система вычислительной сети . Как и любая вычислительная система нуждается в операционной системе, так и ЛС нуждается в собственной операционной системе. На файл-сервере необходимо установить специальную программу-драйвер для управления сетью. При загрузке сети драйвер сети должен включаться первым. Драйвер сети следует установить и на всех остальных компьютерах сети, но на сервере он устанавливается в полной форме, там же задаются все параметры сети. Из наиболее популярных сетевых программ следует отметить программы (и соответствующие им сети) фирмы Novell, Microsoft - Windows/NT, а также отечественное изобретение - сеть Iola.

7. Прикладное программное обеспечение должно быть разработано специально для компьютерных сетей. Необходимо предусмотреть возможность управления доступом к имеющимся ресурсам системы со всех подключенных рабочих мест.

4. Топология локальных сетей

Важнейшей характеристикой локальной сети является ее топология, другими словами, способ соединения компьютеров друг с другом. Тип топологии определяет производительность и надежность в эксплуатации сети рабочих станций, для которых имеет значение также время обращения к файловому серверу.
Существуют сети с топологией «Звезда », когда к центральной машине подключаются все остальные машины данной сети. Явным недостатком такой организации сети является ограниченность числа подключаемых к серверу машин и неработоспособность всей сети при выходе из строя сервера.

Имеются сети с топологией «Кольцо », когда все компьютеры связаны последовательно в кольцо и любой из них может стать сервером. Недостатком этой конфигурации является сложность включения в сеть новых пользователей.

В настоящее время в основном используются сети с топологией под названием общая шина и с так называемой Древовидной топологией . Любая из машин, включенных в такие сети, может стать сервером; кроме того, возможно практически неограниченное расширение сети - подключение новых пользователей не влечет изменения конфигурации.

Наряду с известными топологиями компьютерных сетей на практике применяется и комбинированная .

5. Средства взаимодействия в локальных сетях

В каждой локальной сети всегда есть возможность обмена между пользователями текстовыми сообщениями и файлами, что для любой организации является немаловажным преимуществом.
Физически обмен данными в сети осуществляется так: каждая из машин, включенных в сеть, имеет свой собственный номер - идентификатор; информация от конкретного компьютера поступает в сеть в виде отдельных порций, их называют пакетами. Пакеты снабжаются информацией о том, какой машине в сети они предназначены. Далее пакет свободно перемещается по сети, сравнивая свой номер с идентификатором каждой конкретной машины. В случае их совпадения сообщение передается данной машине. Следует заметить, что рассылка данных и сообщений по сети возможна одновременно для всех пользователей этой сети: можно, например, послать сообщение не одному конкретному пользователю, а группе пользователей или всем пользователям сети одновременно, в том числе и себе самому.
С появлением нового класса персональных машин - портативных компьютеров «Ноутбук» встал вопрос о том, каким образом можно связать между собой эти компьютеры в локальную сеть. Проблема была разрешена в 1992 г., когда появились беспроводные локальные сети. Часть таких сетей функционирует на основе передачи информации между компьютерами в сверхвысокочастотном диапазоне (СВЧ). Некоторый недостаток такого способа связи - помехи, создаваемые другими устройствами, работающими на той же частоте. Еще одним способом организации беспроводных локальных сетей является передача информации с помощью инфракрасных лучей. Ясно, что немаловажное ограничение при работе в такой сети - это наличие постоянной линии видимости между компьютером - передатчиком и компьютером - приемником информации.
В настоящее время существуют локальные сети, работающие на том же принципе и с тем же программным обеспечением, на котором функционирует глобальная сеть Интернет. Эти локальные сети имеют общее название Интернет.

Глобальная сеть строится таким образом, что процессы передачи данных, процедуры управления и административные службы отдельных подсетей не изменяются существенно. Каждая из подсетей сохраняет свою автономность, хотя требования к сетевому управлению и контролю ожесточаются.

Локальная сеть проектируется как единая распределительная система, в которой приоритет отдается требовани­ям стандартности протоколов и эффективности общесетевых процедур управления.

При первом подходе объединение подсетей концентрируется в шлю­зовых (межсетевых) устройствах. Сеть становится единой прежде всего с точки зрения пользователя. Такому подходу более всего соот­ветствует глобальная сеть Интернет, реализованная механизмом вир­туальных сетевых адресов компьютеров-клиентов.

Второй подход реализуется на практике в тех случаях, когда сеть физически соединяет компьютеры пользователей между собой и управ­ляет ими на основе сервера. Совокупность компьютеров, обладающих возможностью информационного общения друг с другом, принято на­зывать локальной компьютерной (вычислительной) сетью или ЛВС (LAN - Local Area Network). Самой распространенной технологией локальной компьютерной сети с середины 1990-х гг. стал Ethernet. Рассмотрим общую структуру ЛВС.

Состав ЛВС:

компьютеры ;

кабели ;

узловые устройства .

Локальные вычислительные сети бывают одно- и двухранговыми (иерархическими).

В крупных сетях с большим числом компью­теров организовывают двухранговую (иерархическую) локальную сеть с выделенным более мощным компьютером, который называется сер­вером. Сервер должен быть настроен таким образом, чтобы иметь возмож­ность получить от клиентского компьютера запросы на сетевые ресурсы, выяснить полномочия клиента на выполнение того или иного запроса и, если клиент имеет полномочия, выполнить его запрос и передать ему результат выполнения этого запроса. Для решения всех этих задач и на клиентском компьютере, и на сервере должна быть установлена сетевая операционная система.

Составные элементы локальной сети.

Рабочая станция - это ПК, включенный и локальную сеть для осуществления обмена информацией.

Сервер это специально выделенный компьютер для обработки запросов, поступающих от рабочих станций, который предоставляет рабочим станциям (клиентам) свои ресурсы (например, «жесткие» диски, прикладное ПО). Файловый сервер, сервер прикладных программ, сервер базы данных, сервер удаленного доступа, сервер печати, сервер резервного копирования.

Кабели предназначены для передачи информации по проводным каналам связи.

При подключении компьютеров к ЛВС могут применяться устрой­ства беспроводной связи. В этом случае отпадает необходимость про­кладывать кабельные сети.


Одной из тенденций развития внутри­корпоративных сетей является беспроводная технология Wi-Fi (Wireless Fidelity - беспроводная точность). В этом случае любая точка досту­па включает в себя Wi-Fi-антенну для передачи радиосигнала, специ­альное Wi-Fi-оборудование - сетевой адаптер (беспроводная сетевая плата), беспроводные точки доступа (маршрутизаторы) и различные коммутационные устройства.

Bluetooth также является технологией беспроводных сетей. Физи­чески типичное Bluetooth-устройство представляет собой радиопри­емник и радиопередатчик, работающие на определенных частотах.

Каждый компьютер, подключаемый к сети, должен быть оснащен сетевым адаптером (или сетевой платой). Самыми известными явля­ются адаптеры следующих типов: Arc-Net, Token Ring, Ethernet. Из них последний используется в России наиболее широко.

Для объединения компьютеров в сеть, состоя­щую более чем из двух компьютеров по физической топологии «звез­да», необходимо устройство, исполняющее роль центра «звезды». Та­ким устройством чаще всего является концентратор, или хаб (от англ. hub - ступица).

Маршрутизатор (router) представляет собой устройство для раз­деления или объединения нескольких компьютерных сетей. Способ организации связи компьютеров ЛВС между собой назы­вается топологией локальной сети (архитектурой, конфигурацией). Существует три основные топологии, входящие в состав ЛВС: «шина», «кольцо» и «звезда».

Для пересылки данных от одного компьютера на другой необходи­мо знать и указать его адрес. В современных сетях используются три типа адресов: физические, числовые и символьные.

Каждый сетевой адаптер, мост, маршрутизатор и другое сетевое оборудование имеет уникальный цифровой аппаратный адрес, назы­ваемый физическим, который и используется для адресации в локаль­ной сети. Такой адрес получил название МАС-адреса (Media Access Control - управление доступом к среде). МАС-адрес устройства мож­но видеть на его тыльной стороне. Использование числовых адресов связано с работой TCP/IP, кото­рый является одним из основных протоколов, обеспечивающих до­ставку информации от источника к адресату.

Задание: законспектировать тему.

Объединение компьютеров в локальную сеть

Локальная сеть объединение нескольких компьютеров, расположенных на небольшом расстоянии друг от друга (обычно в пределах одного здания) для совместного решения информационных, вычислительных, учебных и других задач. В небольшой локальной сети может быть 10-20 компьютеров, в очень большой — порядка 1000.
Назначение локальных сетей
· совместное использование общих аппаратных средств (накопителей принтеров, модемов)
· оперативный обмен данными
· информационная система предприятия (учреждения)
Организация локальных сетей.
Несмотря на то, что существует много различных способов объединить компьютеры, по существу есть два типа компьютерных сетей: однораноговая сеть и сеть клиент-сервер.
Одноранговая сеть - это объединение равноправных компьютеров. Обычно одноранговая сеть объединяет не больше 10 компьютеров и организуется в домах или небольших офисах.

Сеть клиент-сервер чаще встречается в таких организациях, как школа, предприятие или библиотека, а не в домашних условиях. В таком типе сетей один компьютер, называемый сервером, является сердцем сети. Он хранит информацию и ресурсы и делает их доступными другим компьютерам данной сети. Остальные компьютеры, использующие сеть для получения этой информации называются клиентами.

Сети клиент-сервер являются наилучшим вариантом для объединения в сеть более десяти компьютеров. Они более дорогие, но в случаях, когда необходимо хранить большой объем информации, это самый лучший выбор.
Модели различных конфигураций сети
К началу
Топологии локальных сетей
Локальные сети в зависимости от назначения и технических могут иметь различные конфигурации. Общая схема соединения компьютеров в локальной сети называется топологией сети. Топологии сети могут быть различными. Чаще всего локальные сети могут иметь топологию «шина» и «звезда». В первом случае все компьютеры подключены к одному общему кабелю (шине), во втором - имеется специальное центральное устройство (хаб), от которого идут «лучи» к каждому компьютеру, т.е. каждый компьютер подключен к своему кабелю.
В шинной топологии компьютеры подключены к общему для них каналу (шине), через который могут обмениваться сообщениями.


Структура типа «шина» проще и экономичнее, так как для нее не требуется дополнительное устройство и расходуется меньше кабеля. Но она очень чувствительна к неисправностям кабельной системы. Если кабель поврежден хотя бы в одном месте, то возникают проблемы для всей сети. Место неисправности трудно обнаружить.
В радиальной топологии (топология «звезда») в центре находится концентратор, последовательно связывающийся с абонентами и связывающий их друг с другом.


В этом смысле «звезда» более устойчива. Поврежденный кабель - проблема для одного конкретного компьютера, на работе сети в целом это не сказывается. Не требуется усилий по локализации неисправности
В кольцевой топологии информация передается по замкнутому каналу. Каждый абонент непосредственно связан с двумя ближайшими с хотя в принципе способен связаться с любым абонентом сети.


В сети, имеющей структуру типа «кольцо» информация передается между станциями по кольцу с переприемом в каждом сетевом контроллере. Переприем производится через буферные накопители, выполненные на базе оперативных запоминающих устройств, поэтому при выходе их строя одного сетевого контроллера может нарушиться работа всего кольца. Достоинство кольцевой структуры - простота реализации устройств, а недостаток - низкая надежность.
Гибридная топология является комбинацией различных топологии в одной сети. Например, вы можете объединить несколько сетей с шиной типа «звезда» единым кабелем.
К началу
Аппаратура локальной сети
Как компьютеры взаимодействуют друг с другом?
Работа сети основана на том, что все элементы оборудования тем или иным способом соединены друг с другом. Каждый компьютер и оборудование, такое как принтеры, сканеры, портативные компьютеры объединяются с помощью кабеля различного размера, спутниковой связи или телефонных линий. Сегодня существуют даже беспроводные сети, соединяющие компьютеры с помощью радиоволн.
Аппаратура локальной сети в общем случае включает в себя:
· компьютеры (серверы и рабочие станции);
· сетевые платы (адаптеры);
· каналы связи;
· специальные устройства, поддерживающие функционирование сети (маршрутизаторы, концентраторы, коммутаторы).
Каждый компьютер подключается к сети с помощью сетевой платы — адаптера .
К сетевой плате подключается сетевой кабель. Если используется радиосвязь или связь на инфракрасных лучах, то кабель не требуется. В современных локальных сетях чаще всего применяют два типа сетевых кабелей:
· неэкранированная витая пара;
· волоконно-оптический кабель.
Обычно выбор кабеля для сети зависит от следующих показателей: стоимость монтажа и обслуживания, скорость передачи данных, ограничение на величину расстояния передачи информации без дополнительных усилителей-повторителей (репитеров), безопасность передачи данных.
представляет собой набор из восьми проводов, скрученных попарно таким образом, чтобы обеспечивать защиту от электромагнитных помех.


Витая пара - наиболее дешевый вид кабеля. Витая пара позволяет осуществлять максимальную скорость передачи до 10 Мбит/с. Длина кабеля не должна превышать 1000 метров, причем скорость передачи данных при этом не превысит 1 Мбит/с. Для повышения помехозащищенности используют экранированную витую пару.Каждая витая пара соединяет с сетью только один компьютер, по-этому нарушение соединения сказывается только на этом компьютере, что позволяет быстро находить и устранять неисправности.
Волоконно-оптические кабели передают данные в виде световых им-пульсов по стеклянным проводам. Волоконно-оптические кабели обеспечивают наивысшую скорость передачи; они более надежны, так как не подвержены электромагнитным помехам.
Оптический кабель очень тонок и гибок, что делает его транспортировку более удобной по сравнению с более тяжелым медным кабелем. Скорость передачи данных по оптическому кабелю составляет сотни тысяч мегаби-тов в секунду, что примерно в тысячу раз быстрее, чем по проводам витой пары.


Оптоволоконная линия - наиболее дорогой на сегодня вид соединения, но скорость распространения информации в ней достигает нескольких гигабит в секунду при допустимом удалении до 50 километров. При этом линии связи, построенные на применении оптоволокна, практически не чувствительны к электромагнитным помехам.
Куда же «втыкать» кабель в компьютере? Нужно промежуточное (интерфейсное) устройство, которое называется сетевой картой или сетевым адаптером, а в английской речи NIC - Network Interface Controller.
, или NIC, - это встроенное устройство, которое позволяет вам присоединить ваш компьютер в сеть. На каждом компьютере установлено программное обеспечение, которое позволяет ему связываться с другими компьютерами.


Беспроводная связь на радиоволнах может использоваться для органи-зации сетей в пределах больших помещений там, где применение обычных линий связи затруднено или нецелесообразно. Кроме того, беспроводные линии могут связывать удаленные части локальной сети на расстояниях до 25 км (при условии прямой видимости).
Помимо кабелей и сетевых адаптеров, в локальных сетях на витой паре используются другие сетевые устройства — концентраторы, коммутаторы и маршрутизаторы.
Концентратор (называемый также хаб) — устройство, объединяющее несколько (от 5 до 48) ветвей звездообразной локальной сети и передающее информационные пакеты во все ветви сети одинаково.


(свич) делает то же самое, но, в отличие от концентратора, обеспечивает передачу пакетов в заданные ветви. Это обеспечивает оптимизацию потоков данных в сети и повышение защищенности от несанкционированного проникновения.

(роутер)— устройство, выполняющее пересылку данных между двумя сетями, в том числе между локальными и глобальными сетями. Маршрутизатор, по сути, является специализированным микрокомпьютером, имеет собственный процессор, оперативную и постоянную память, операционную систему.

устройство сопряжения, которое соединяет два разных типа сетей. Оно получает информацию, переводит ее в необходимый формат, а затем пересылает перевод по месту назначения.

Совместно используемые внешние устройства включают в себя подключенные к серверу накопители внешней памяти, принтеры, графопостроители и другое оборудование, которое становится доступным с рабочих станций.
К началу
Организация передачи данных в сети
Необходимым условием работы единой локальной сети является использование сетевой операционной системы. Такие операционные системы обеспечивают совместное использование не только аппаратных ресур-сов сети (принтеров, накопителей и т. д.), но и распределенных коллектив-ных технологий при выполнении разнообразных работ. Наибольшее распространение получили сетевые операционные системы Novell NetWare , Linux и Windows .
Компьютеры могут сообщаться друг с другом, потому что существуют наборы правил, или протоколы , которые помогают компьютерам понимать друг друга. Протоколы необходимы для того, чтобы процесс связи проходил без ошибок. Протоколы помогают определить, как отправляется информация и как ее получить.