Принцип работы локальной сети. Построение локальной сети Cisco простыми словами. Необходимые аппаратные средства

В самом названии Локальная вычислительная сеть уже заложено назначение, функции и ограничения системы. Разберем название на составляющие. Локальная , образовано от английского local – местный, то есть сеть привязана к конкретному географическому месту и имеет ограничения по территории, вычислительная , связано с составом сети (вычислительное оборудование, ПО) и ее назначением, сеть – подразумевает под собой объединение вычислительного оборудования и ПО на определенной территории (локальной) в сеть (по средствам кабелей).

Таким образом можно сформулировать определение Локально вычислительной сети (ЛВС) – это система взаимосвязанных вычислительных ресурсов (компьютеры, серверы, маршрутизаторы, програмное обеспечения и др.), распределенных по сравнительно небольшой территории (офис или группа зданий), служащая для приема-передачи, хранения и обработки информации различного рода.

Разные локально вычислительные сети могут функционировать по отдельности или быть связаны между собой с помощью средств коммуникаций, например на предприятиях с филиальной сетью в разных городах. Благодаря такому соединению пользователь может взаимодействовать с другими рабочими станциями, подключенными к этой локально-вычислительной сети. Существуют локальные сети, узлы которых разнесены географически на расстояния более 12 500 км (космические станции и орбитальные центры), но они всё равно относят к локальным.

Назначением ЛВС является обеспечение совместного и одновременного доступа определенной группы лиц к данным, программам и оборудованию (компьютеры, принтеры, графопостроители, устройства хранения и обработки файлов и баз данных) и передача данных (электронная графика, обработка текстов, электронная почта, доступ к удаленным базам данных, передача цифровой речи).

Например: менеджер принимает заказ и вводит его в компьютер, далее заказ поступает в бухгалтерию и там формируется счет, одновременно может приходить информация в юридическую службу для создания договора.

Характеристики ЛВС:

Высокоскоростные каналы (1- 400 Мбит\с), принадлежащие преимущественно одному пользователю;
Расстояние между рабочими станциями, подключаемыми к локальной сети, обычно составляет от нескольких сотен до нескольких тысяч метров;
Передача данных между станциями пользователей ЭВМ;
Децентрализация терминального оборудования, в качестве которого используются микропроцессоры, дисплеи, кассовые устройства и т.д.
Передача данных абонентам, подключенным к сети, по общему кабелю;

Основными функциями ЛВС являются:

Обеспечение одновременного доступа к оборудованию, программному обеспечению и информации, объединенным в сеть;
Минимизация риска несанкционированного доступа к информации и сетевым ресурсам;
Разграничение доступа к информации и сетевым ресурсам;
Обеспечение быстрого и конфиденциального обмена и одновременной работы с информацией определенному кругу лиц;
Контроль над информационными потоками, в том числе входящими и исходящими;
Разграничение контрольных функций и ответственных лиц на каждом узле (за каждый узел отвечает системный администратор, выполняющий обслуживающую и, как правило, контрольные функции);
Оптимизация расходов на ПО и оборудование за счет их коллективного использования (например один принтер на несколько отделов и др.)

В результате применения ЛВС объединяются персональные компьютеры, расположенные на многих удаленных рабочих местах. Рабочие места сотрудников перестают быть изолированными и объединяются в единую систему, которая имеет свои особенные преимущества:

Возможность удаленного доступа к оборудованию, ПО и информации;
Оптимизация ресурсов работы процессора;
Меньшее количество и интенсивность ошибок по сравнению с сетью на базе телефонных каналов;
Пропускная способность выше, чем у глобальной сети;
Возможность реконфигурации и развития путем подключения новых терминалов

Область применения локальных сетей очень широка, в настоящее время такие системы есть практически в каждом офисе (например, установлен один принтер на несколько компьютеров, или несколько компьютеров используют одно ПО, допустим 1С:Бухгалтерия и др.). С каждым днем потоки информации становятся больше, используемое программное обеспечение сложней и функциональней, география деятельности организаций расширяется. Применение средств ЛВС становится не просто желательным, а необходимым для успешной деятельности и развития бизнеса, науки, обучения студентов, школьников, подготовки и переподготовки специалистов, выполнения государственных программ и функций и др.

Структура функционирования сети.

Структура локальной сети определяется принципом управления и типом связи, зачастую она основывается на структуре обслуживаемой организации. Применяются виды топологии: шинная, кольцевая, радиальная, древовидная. Наиболее распространены первые два вида, за счет эффективного использования каналов связи, простоты управления, гибких возможностей расширения и изменения.

Топология “шина” – все компьютеры связываются в цепочку, подключением к магистральному кабельному сегменту (стволу), на его концах размещаются «терминаторы», для гашения сигнала, распространяющегося в обе стороны. Компьютеры в сети соединяются коаксиальным кабелем с тройниковым соединителем. Пропускная способность сети – 10 Мбит/с, для современных приложений, активно использующих видео и мультимедийные данные, этого недостаточно. Преимущество этой топологии заключается в низкой стоимость проводки и унификации подключений.

Шинная топология является пассивной. Сбой одного компьютера не влияет на работоспособность сети. Повреждение магистрального кабеля (шины) ведет к отражению сигнала и вся сеть в целом становится неработоспособной. Выключение и особенно подключение к такой сети требуют разрыва шины, что вызывает нарушение циркулирующего потока информации и зависание системы.

Топология “дерево” – более развитая конфигурация типа “шина”. К общей магистральной шине через активные повторители или пассивные размножители присоединяются несколько простых шин.

Топология “звезда” (star) – является наиболее быстродействующей из всех топологий, информация между периферийными рабочими станциями проходит через центральный узел вычислительной сети. Центральный узел управления – файловый сервер может реализовать оптимальный механизм защиты против несанкционированного доступа к информации. Вся вычислительная сеть может управляться из ее центра.

Кабельное соединение довольно простое, так как каждая рабочая станция связана только с центральным узлом. Затраты на прокладку кабелей достаточно высокие, особенно когда центральный узел географически расположен не в центре топологии. При расширении вычислительных сетей не могут быть использованы ранее выполненные кабельные связи: к новому рабочему месту необходимо прокладывать отдельный кабель из центра сети.

В случае последовательностной конфигурации ЛВС каждое устройство подключения к физической среде передает информацию только одному устройству. При этом снижаются требования к передатчикам и приемникам, поскольку все станции активно участвуют в передаче.

Топология “кольцо” (ring) – компьютеры соединяются сегментами кабеля, имеющего форму кольца, принципиально идентична шинной, за исключением необходимости использования «терминаторов». В случае неисправности одного из сегментов сети вся сеть выходит из строя.

Сигналы передаются только в одном направлении. Каждая станция непосредственно соединена с двумя соседними, но прослушивает передачу любой станции. Кольцо составляют несколько приемопередатчиков и соединяющая их физическая среда. Все станции могут иметь права равного доступа к физической среде. При этом одна из станций может выполнять роль активного монитора, обслуживающего обмен информацией. Прокладка кабелей от одной рабочей станции до другой может быть довольно сложной и дорогостоящей, особенно если географически рабочие станции расположены далеко от кольца (например, в линию).

Основная проблема при кольцевой топологии заключается в том, что каждая рабочая станция должна активно участвовать в пересылке информации, и в случае выхода из строя хотя бы одной из них вся сеть парализуется. Неисправности в кабельных соединениях локализуются легко. Подключение новой рабочей станции требует выключения сети, так как во время установки кольцо должно быть разомкнуто. Ограничения на протяженность вычислительной сети не существует, так как оно, в конечном счете, определяется исключительно расстоянием между двумя рабочими станциями.

Компьютеры могут соединяться между собой, используя различные среды доступа: медные проводники (витая пара), оптические проводники (оптические кабели) и через радиоканал (беспроводные технологии). Проводные, оптические связи устанавливаются через Ethernet, беспроводные - через Wi-Fi, Bluetooth, GPRS и прочие средства. Чаще всего локальные сети построены на технологиях Ethernet или Wi-Fi. Следует отметить, что ранее использовались протоколы Frame Relay, Token ring, которые на сегодняшний день встречаются всё реже, их можно увидеть лишь в специализированных лабораториях, учебных заведениях и службах.

Компоненты построения простой локальной сети используются:

Адаптер (network adapter) – устройство, соединяющее компьютер (терминал) с сегментом сети;
Мост (bridge) – устройство, соединяющее локальные или удаленные сегменты сети;
Маршрутизатор (router) – устройство для ограничения широковещательного трафика посредством разбиения сети на сегменты, обеспечения защиты информации, управления и организации резервных путей между областями широковещания;
Коммутатор – устройство узкого назначения, эффективно сегментирует сеть, уменьшает области столкновений и увеличивает пропускную способность каждой оконечной станции.
Блоки бесперебойного питания – устройства для обеспечения работоспособности системы в случаях отключения основного источника питания.

Монтаж Локально-вычислительной сети (ЛВС)

Выбор вида топологии, среды доступа и состава Локально-вычислительной системы зависит от требований и потребностей Заказчика. Современные технологии позволяют разработать индивидуальный вариант, отвечающий всем требованиям и задачам.

Прокладку кабелей ЛВС, как и других видов кабельных сетей можно осуществлять разными способами. При выборе способа монтажа руководствуются индивидуальными архитектурными и конструктивными особенностями здания, его техническими характеристиками, наличием действующих сетей и иного оборудования, порядком взаимодействия слаботочных систем с другими системами. Принципиально можно выделить два метода – открытый и скрытый. Для скрытой проводки кабелей ЛВС используют конструкцию стен, полов, потолков это выглядит более эстетично, трассы защищены от посторонних воздействий, доступ к ним ограничен, прокладка производится сразу в специальные подготовленные места, обеспечиваются лучшие условия для последующего обслуживания. К сожалению возможность выполнить работы скрытым способом бывает редко, чаще приходится проводить работы открытым способом при помощи пластиковых коробов, вертикальных колон и лотков. Не стоит забывать, что есть еще способ прокладки кабелей по воздуху, чаще всего он применяется для коммуникации зданий, когда нет возможности проложить кабель в каналы или если это слишком дорого.

Монтаж ЛВС это сложная и ответственная работа , от качества ее выполнения зависит стабильность и корректность функционирования системы в целом, степень исполнения возложенных на нее задач, скорость передачи и обработки данных, количество ошибок и др. факторы. Относиться к этому нужно очень основательно и серьезно, так как любая сеть это основа (скелет и кровеносная система) целого организма из слаботочных систем, отвечающих за большое количество функций (от электронной почты до безопасности объекта). Каждое последующее вмешательство в работу действующей системы (расширение, ремонт и др.), требует затрат времени и средств, а их количество на прямую зависит от изначально заложенных в систему параметров, качества выполненных работ, квалификации разработчиков и исполнителей. Экономия средств на этапе проектирования и монтажа ЛВС, может обернуться куда большими тратами на стадии эксплуатации и абгрейда

Министерство Образования Российской Федерации

Московская государственная академия приборостроения и информатики

филиал в г. Сергиев Посад.

Кафедра ИТ – 4

Реферат

по дисциплине «Организация ЭВМ, комплексов и систем»

Тема: «Основные принципы построения локальных сетей»

Преподаватель : Бенда и.м.

Студент: Глазков А.А.

группа ИТ-02-02Д

оценка ________________ _______________________ _________________________

подпись преподавателя ФИО преподавателя

Сергиев Посад

2004 г.

Введение.................................................................................... 3

Что такое ЛВС? ....................................................................... 4

· одноранговые сети...................................................... 5

· иерархические сети..................................................... 5

Базовая модель OSI ............................................................... 6

Сетевые устройства и средства коммуникации.......... 10

· витая пара...................................................................... 10

· коаксиальный кабель................................................ 10

· широкополосный коаксиальный кабель............. 11

· ethernet – кабель........................................................ 11

· cheapernet – кабель.................................................... 11

· оптоволоконные линии............................................ 12

Топологии вычислительной сети.................................... 12

· топология типа звезда............................................... 12

· кольцевая топология................................................. 14

· шинная топология...................................................... 15

· древовидная структура ЛВС..................................... 18

Типы построения сетей по методам передачи

информации............................................................................. 19

· локальная сеть token ring ........................................ 19

· локальная сеть arknet ............................................... 19

· локальная сеть ethernet ........................................... 20

Стандартные стеки коммуникационных

протоколов ………………………………………………….. . 21

· Стек OSI ……………………………………………….. . 2 1

· Стек TCP / IP …………………………………………….22

· Стек IPX / SPX ………………………………………….. 24

· Стек NetBIOS / SMB ……………………………………25

Сетевые операционные системы для локальных

сетей........................................................................................... 26

Использованная литература............................................... 28

Введение

Компьютерная сеть – это совокупность компьютеров и различных устройств, обеспечивающих информационный обмен между компьютерами в сети без использования каких-либо промежуточных носителей информации.

Все многообразие компьютерных сетей можно классифицировать по группе признаков:

1) Территориальная распространенность;

2) Ведомственная принадлежность;

3) Скорость передачи информации;

4) Тип среды передачи;

По территориальной распространенности сети могут быть локальными, глобальными, и региональными. Локальные – это сети, перекрывающие территорию не более 10 м 2 , региональные – расположенные на территории города или области, глобальные на территории государства или группы государств, например, всемирная сеть Internet.

По принадлежности различают ведомственные и государственные сети. Ведомственные принадлежат одной организации и располагаются на ее территории. Государственные сети – сети, используемые в государственных структурах.

По скорости передачи информации компьютерные сети делятся на низко-, средне- и высокоскоростные.

По типу среды передачи разделяются на сети коаксиальные, на витой паре, оптоволоконные, с передачей информации по радиоканалам, в инфракрасном диапазоне.

Компьютеры могут соединяться кабелями, образуя различную топологию сети (звездная, шинная, кольцевая и др.).

Следует различать компьютерные сети и сети терминалов (терминальные сети). Компьютерные сети связывают компьютеры, каждый из которых может работать и автономно. Терминальные сети обычно связывают мощные компьютеры (майнфреймы), а в отдельных случаях и ПК с устройствами (терминалами), которые могут быть достаточно сложны, но вне сети их работа или невозможна, или вообще теряет смысл. Например, сеть банкоматов или касс по продажи авиабилетов. Строятся они на совершенно иных, чем компьютерные сети, принципах и даже на другой вычислительной технике.

В классификации сетей существует два основных термина: LAN и WAN.

LAN (LocalAreaNetwork) – локальные сети, имеющие замкнутую инфраструктуру до выхода на поставщиков услуг. Термин «LAN» может описывать и маленькую офисную сеть, и сеть уровня большого завода, занимающего несколько сотен гектаров. Зарубежные источники дают даже близкую оценку – около шести миль (10 км) в радиусе; использование высокоскоростных каналов.

WAN (WideAreaNetwork) – глобальная сеть, покрывающая большие географические регионы, включающие в себя как локальные сети, так и прочие телекоммуникационные сети и устройства. Пример WAN – сети с коммутацией пакетов (FrameRelay), через которую могут «разговаривать» между собой различные компьютерные сети.

Термин «корпоративная сеть» также используется в литературе для обозначения объединения нескольких сетей, каждая из которых может быть построена на различных технических, программных и информационных принципах.

Рассмотренные выше виды сетей являются сетями закрытого типа, доступ к ним разрешен только ограниченному кругу пользователей, для которых работа в такой сети непосредственно связана с их профессиональной деятельностью. Глобальные сети ориентированы на обслуживание любых пользователей.

Что такое ЛВС?

Под ЛВС понимают совместное подключение нескольких отдельных компьютерных рабочих мест (рабочих станций) к единому каналу передачи данных. Благодаря вычислительным сетям мы получили возможность одновременного использования программ и баз, данных несколькими пользователями.

Понятие локальная вычислительная сеть - ЛВС относится к географически ограниченным (территориально или производственно) аппаратно-программным реализациям, в которых несколько компьютерных систем связанны друг с другом с помощью соответствующих средств коммуникаций. Благодаря такому соединению пользователь может взаимодействовать с другими рабочими станциями, подключенными к этой ЛВС.

В производственной практики ЛВС играют очень большую роль. Посредством ЛВС в систему объединяются персональные компьютеры, расположенные на многих удаленных рабочих местах, 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, такими как лазерные печатающие устройства, 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 разделении ресурсов процессора возможно использование вычислительных 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 другим заданием, то текущая выполняемая работа отодвигается на задний план.

Локальные вычислительные сети подразделяются на два кардинально различающихся класса: одноранговые (одноуровневые или PeertoPeer) 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, NovellNetWareLite. 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, WindowsNTWorkstation 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.

В современном мире локальные сети стали не просто нужными - они фактически необходимы для достижения хорошего уровня производительности труда. Однако прежде чем начать пользоваться такой сетью, следует ее создать и настроить. Оба этих процесса достаточно непростые и требуют максимального сосредоточения, в особенности первый из них. Неправильно спроектированная и настроенная ЛВС не будет работать вовсе или же станет функционировать совершенно не так, как необходимо, поэтому создание локальной сети должно стать центром сосредоточения внимания человека, занимающегося этим.

Что представляет собой локальная сеть

Как правило, создание подобных систем связи вызвано необходимостью коллективного использования данных пользователями, которые работают на удаленных вычислительных машинах. ЛВС не только дает возможность почти мгновенного обмена информацией и одновременной работы с файлами, но и позволяет использовать удаленно сетевые принтеры и прочие устройства.

Локальная сеть - это полный комплекс программных и аппаратных ресурсов, направленный на создание единого информационного пространства. Фактически это некоторое количество компьютеров, расположенных на расстоянии друг от друга и соединенных линией связи - кабелем. Главным отличием ЛВС от других типов сетей является небольшое расстояние, на котором находятся рабочие станции.

Предпроектная подготовка и проектирование

Перед тем как создать локальную сеть, ее необходимо сначала спроектировать, то есть спланировать процесс ее создания. Этот этап - один из самых значимых, так как ЛВС включает в себя огромное количество компонентов и узлов.

Первоначально составляется техническое задание на основе первичных данных, определяя несколько моментов:

Функции и задачи ЛВС.
Выбранная топология.
Список доступного оборудования.

Только определившись с этими пунктами, можно приступить к проектировке. Сам проект должен содержать схемы ЛВС, точки расстановки сетевого оборудования, список необходимых программных и аппаратных средств.

Локальная сеть - это сложный механизм, но если она спроектирована правильно, а оборудование выбрано в соответствии с требованиями, в таком случае вероятность появления проблем в эксплуатации механизма связи становится минимальной.

Необходимые аппаратные средства

Существует перечень оборудования, без которого ни одна ЛВС функционировать не сможет. В него входят:

Линии передачи данных. Чаще всего используется коаксиальный кабель и оптоволокно. При этом длина коаксиала не может превышать нескольких сотен метров, однако при необходимости протяжения сети на большие расстояния используют специальные репитеры - повторители сигнала, не дающие ему затухнуть.
Коммуникационное оборудование: сетевые карты (устройства, выполняющие дуплексный обмен информацией между компьютером и средой передачи данных), концентраторы (разбивают сеть на отдельные сегменты, структурируя сеть физически), маршрутизаторы (берут на себя выбор маршрута передачи пакетов), коммутаторы (логически разделяют ЛВС на сегменты, объединяя несколько физических цепей), репитеры (обеспечивают восстановление сигнала, позволяя увеличить длину передающей среды), трансиверы (усиливают сигнал и преобразовывают его в другие виды, позволяя пользоваться разными средами передачи данных).

Перечень программных средств

Ни одна ЛВС не обойдется без программного обеспечения. Обязательные программы для локальной сети включают в себя:

Операционные системы рабочих узлов. Наиболее часто используемой ОС остается Windows 7, хотя и Windows XP также не сдает позиций.
Сетевые ОС, устанавливаемые на серверах, представляют собой основу ЛВС, так как настроить локальную сеть без них невозможно. Именно эти программные средства берут на себя управление всеми потоками данных между главными узлами и второстепенными, обеспечивая возможность коллективного доступа к ресурсам сетей. Как правило, используются ОС корпорации Microsoft: Windows Server 2003 или 2008.

Сетевые службы и приложения, предоставляющие пользователям возможность доступа к удаленным файлам, распечатки документов на сетевом принтере, просмотра рабочих узлов, находящихся в сети, а также отправки электронных сообщений. Реализация таких служб осуществляется при помощи программного обеспечения.

Создание и монтаж ЛВС

Монтажно-наладочные работы занимают больше всего времени, так как создать локальную сеть предстоит в несколько этапов:

Перед тем как начать монтаж линий связи и коммутационных устройств, необходимо предварительно подготовить помещение.
Далее можно осуществить прокладку кабеля, а также установку нужного оборудования.
К кабельной линии связи следует подключить устройства сервера и рабочих станций.
После этого проводится установка и настройка программных средств.

Монтаж кабеля и оборудования обладает рядом особенностей, поэтому, если возникают сложности с тем, как подключить локальную сеть, лучше решение этого вопроса доверить специалистам.

Объединение двух компьютеров в ЛВС

В некоторых случаях может понадобиться объединение двух компьютеров в одну сеть, к примеру, для создания общего информационного пространства. Сделать это не очень сложно, если выполнять определенный алгоритм действий:

При необходимости установить сетевые адаптеры в оба компьютера, не забывая о драйверах.

Приобрести обжатый сетевой кабель для соединения. При наличии необходимых знаний и навыков обжимку можно выполнить и самостоятельно - локальная сеть двух компьютеров от этого не станет худшего качества.
Соединить обе рабочих станции линией связи.
Настроить ЛВС в определенном порядке.

Алгоритм настройки локальной сети между двумя компьютерами для Windows 7

Выбрать меню «Пуск», после чего, нажав правой кнопкой мыши на значке «Компьютер», войти в подменю «Свойства».
Нужно найти в списке «Имя компьютера и домена», а затем выбрать пункт с изменением параметров.
Рабочее название вычислительной машины необходимо изменить, нажав на соответствующие значки.
Имя группы должно остаться без изменений - «Workgroup», однако имена компьютера меняются на «pc1» и «pc2» для первого и второго абонента соответственно.
Теперь можно щелкнуть «OK» и перезапустить компьютер.

В большинстве случаев может понадобиться присвоить каждому узлу индивидуальный IP-адрес:

В меню «Пуск» выбрать «Настройку», а затем «Сетевые подключения».
Правым кликом мыши вызвать подменю «Свойства» у значка «Подключение по локальной сети».
Во вкладке «Общие» выбрать «Свойства» пункта «Протокол Интернета».
Сделать активной строчку «Использовать следующий IP-адрес» и ввести значение 192.168.0.100. После этого сохранить произведенные изменения.

Локальная сеть и интернет

Рабочие узлы, объединенные в ЛВС, можно подключить к интернету. Локальная сеть, интернет к которой можно подключить двумя способами, будет работать с разделенной надвое скоростью.

Первым способом подключения является использование роутера, которому присваивается идентификационный IP-адрес. А во втором случае можно воспользоваться беспроводным подключением.

В данном случае локальная сеть - это взаимодействие двух компьютеров, ведущего и ведомого, поэтому IP-адрес прописывается в шлюзе главного из них, предварительно подсоединенного ко всемирной сети.

В случае если ЛВС базируется на использовании сервера, каждая рабочая станция должна иметь индивидуальный IP-адрес, а в настройках браузера указывается прокси-сервер, через который осуществляется выход в интернет.

Беспроводная локальная сеть

Беспроводная локальная сеть - это подвид ЛВС, который для передачи информации использует высокочастотные радиоволны. WLAN является прекрасной альтернативой обычной кабельной системе связи, обладая рядом преимуществ:

Улучшение производительности труда. WLAN дает возможность пользоваться интернетом и при этом не быть привязанным к одному помещению. Можно свободно менять свое местоположение, не теряя подключения к интернету.
Легкий монтаж и настройка, экономия финансов и надежность - все эти факторы обусловлены отсутствием кабельной линии связи.
Гибкость. Установка беспроводной сети реальна там, где нет возможности протянуть кабель.
Возможность расширения. Масштабируемость сети существенно упрощена благодаря беспроводным сетевым адаптерам, которые можно установить на любой рабочий узел.

У WLAN имеется определенная дальность действия, которая зависит от характеристик сетевых устройств и помехозащищенности здания. Как правило, диапазон действия радиоволн достигает 160 м.

Необходимое оборудование для создания беспроводной локальной сети

Чтобы присоединить другие рабочие станции к сети, используется точка доступа. Это устройство оснащено специальной антенной, управляющей дуплексной передачей данных (отправкой и передачей) с помощью радиосигналов. Такая точка может передавать сигнал на расстоянии до 100 м в помещении и до 50 км на открытой территории.

Точки доступа существенно расширяют вычислительную мощность всей системы связи, позволяя пользователям свободно перемещаться между каждой из них, не теряя соединения с ЛВС или интернетом. Фактически эти радиоточки выступают в роли концентраторов, обеспечивая соединение с сетью.

Использование точек доступа позволяет увеличивать масштаб всей беспроводной локальной сети, просто добавляя новые устройства. Количество абонентов, которое может выдержать одна радиоточка, зависит в целом от загруженности сети, так как трафик делится поровну между каждым из пользователей.

Беспроводная локальная сеть: Windows 7. Алгоритм настройки

Сначала следует подготовить ADSL-модем с технологией WiFi, а также клиентские точки с подключенными к ним беспроводными адаптерами. После этого можно приступить к построению беспроводной ЛВС:

Подключить модем к электрической сети.
На клиентском устройстве запустить мастер установки WLAN.
В перечне найденных беспроводных сетей выбрать идентификатор SSID.

Настройка точки доступа:

Первым делом нужно настроить свойства протокола TCP/IP, указав IP-адрес и маску подсети.
После этого указать значение сервера DNS, так как настроить локальную сеть полноценно без этого параметра не представляется возможным. В большинстве случаев достаточно сделать активным пункт об автоматическом назначении адреса DNS.
Обязательна и настройка параметров самой беспроводной сети, в которой немаловажным является обеспечение безопасности.
На этом этапе необходимо настроить подключение к сети интернет и фильтрацию для файерволла Windows 7.
И в последнюю очередь производится подключение проводов и проверка работоспособности сети WLAN.

Для создания оптимального информационного пространства можно комбинировать виды сетей - кабельную и беспроводную, позволяя использовать преимущества каждой из них на благо предприятия. Однако важно помнить о том, что в наше время все больше применяются именно беспроводные сети WLAN, обладающие всеми плюсами кабельных сетей и лишенные их недостатков.

После окончания создания и настройки локальной сети важно предусмотреть ее администрирование и возможность технического обслуживания. Даже если монтаж ЛВС выполнен идеально, в ходе ее эксплуатации почти неизбежно происходят различные неполадки в работе аппаратного или программного обеспечения, именно поэтому техобслуживание должно иметь регулярный характер.

Введение

Целью данного курсового проекта является построение локальной вычислительной сети. ЛВС - компьютерная сеть, покрывающая обычно относительно небольшую территорию или небольшую группу зданий (дом, офис, фирму, институт). Также существуют локальные сети, узлы которых разнесены географически на расстояния более 12 500 км (космические станции и орбитальные центры). Несмотря на такие расстояния, подобные сети всё равно относят к локальным.

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

Чаще всего локальные сети построены на технологиях Ethernet или Wi-Fi. Для построения простой локальной сети используются маршрутизаторы, коммутаторы, точки беспроводного доступа, беспроводные маршрутизаторы, модемы и сетевые адаптеры. Реже используются преобразователи (конвертеры) среды, усилители сигнала (повторители разного рода) и специальные антенны.

В данной работе будет спроектирована ЛВС по технологии Ethernet, при этом горизонтальные и вертикальные кабели будут пятой категории UTP, с возможностью пропускать 100 Мбит/с.

1. Технические требования к ЛВС

1.1 Сетевая модель ООО «Мастер»

пользователь компьютерный сеть локальный

На начальном этапе развития сетей организация имела свои собственные стандарты для объединения компьютеров между собой. Эти стандарты описывали механизмы, необходимые для перемещения данных с одного компьютера на другой. Однако, эти ранние стандарты не были совместимы между собой.

В последующие годы Международная организация по стандартам (ISO - International Standards Organization) и Институт Инженеров по электротехнике и электронике (IEEE - Institute of Electrical and Electronic Engineers) разработали свои модели, которые стали общепризнанными промышленными стандартами для разработки компьютерных сетей. Обе модели описывают сетевые технологии в терминах функциональных уровней.

ISO разработала модель, которая была названа моделью взаимодействия Открытых Систем (OSI - Open System Interconnection). Эта модель используется для описания потока данных между приложением пользователя и физическим соединением с сетью.

Модель OSI разделяет коммуникационные функции на 7 уровней:

· Уровень приложений.

· Уровень представлений.

· Сеансовый уровень.

· Транспортный уровень.

· Сетевой уровень.

· Канальный уровень.

· Физический уровень.

Концепция модели - каждый уровень предоставляет сервис последующему, более высокому уровню. Это позволяет каждому уровню взаимодействовать с тем же уровнем на другом компьютере. Концепция семиуровневой модели изображена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Семиуровневая модель ISO OSI

Функциональное назначение уровней:

Физический уровень направляет неструктурированный поток битов данных через физическую среду передачи (кабель).

1. Физический уровень выполняет роль несущей для всех сигналов, передающих данные сгенерированные всеми более высокими уровнями. Этот уровень отвечает за аппаратное обеспечение. Физический уровень определяет физические, механические и электрические характеристики линий связи (тип кабеля, количество разъемов коннектора, назначение каждого разъёма и т.д.). Физический уровень описывает топологию сети и определяет метод передачи данных по кабелю (электрический, оптический).

2. Канальный уровень упаковывает неструктурированные биты данных с физического уровня в структурированные пакеты (фреймы данных).

3. Канальный уровень отвечает за обеспечение безошибочной передачи пакетов. Пакеты содержат исходный адрес и адрес назначения, что позволяет компьютеру извлекать данные, предназначены только ему.

4. Сетевой уровень отвечает за адресацию сообщений и преобразование логических адресов и имен в физические адреса канального уровня. Сетевой уровень определяет путь (маршрут) прохождения данных от передающего к принимающему компьютеру. Сетевой уровень переструктурирует пакеты данных (фреймы) канального уровня (разбивает большие на совокупность небольших или объединяет мелкие).

5. Транспортный уровень осуществляет контроль качества передачи и отвечает за распознание и коррекцию ошибок. Транспортный уровень

6. гарантирует доставку сообщений, создаваемых на уровне приложений.

7. Сеансовый уровень позволяет двум приложениям на разных компьютерах установить, использовать и завершить соединение, которое называется сеансом. Сеансовый уровень координирует связь между двумя прикладными программами, работающими на разных рабочих станциях. Сеансовый уровень обеспечивает синхронизацию задачи и реализует управление диалогом между взаимодействующими процессами (определяет, какая сторона передаёт, когда, как долго и т.д.).

8. Уровень представления служит для преобразования данных, полученных с уровня приложения в повсеместно распознаваемый промежуточный формат. Уровень представления можно назвать сетевым транслятором. Уровень представления позволяет объединять в единую сеть разнотипные компьютеры (IBM PC, Macintosh, DEC и т.д.), преобразуя их данные в единый формат. Уровень представления осуществляет управление защитой в сети, осуществляет шифрование данных (при необходимости). Обеспечивает сжатие данных с целью уменьшения количества бит данных, требующих передачи.

9. Уровень приложений (прикладной уровень) позволяет прикладным программам получать доступ к сетевому сервису. Уровень приложений непосредственно поддерживает пользовательские приложения (программное обеспечение для передачи файлов, доступа к базе данных, электронная почта). Модель стандарта взаимодействия Открытых Систем считается лучшей из известных моделей и наиболее часто используется для описания сетевых сред.

Локальная вычислительная сеть является основной частью корпоративной сети, обеспечивающей функционирование и взаимодействие различных распределенных приложений, которые могут входить в состав информационной системы (ИС). Современная ЛВС должна обладать следующими основными характеристиками:

· производительность, адекватная предъявляемым современными ИС требованиям;

· масштабируемость;

· отказоустойчивость;

· поддержка всех основных коммуникационных стандартов и протоколов;

· совместимость с оборудованием смежных подсистем;

· возможность изменения логической конфигурации ЛВС без изменения физической;

· управляемость.

При разработке архитектуры ЛВС используются современные методы, технологии и устройства, которые позволяют наилучшим образом достичь баланса между основными требованиями к ЛВС и возможностями сети. Требования к современному бизнесу и необходимость поддержки бизнес-приложений определяют ряд параметров, среди которых важнейшими являются:

· высокая доступность сети на уровне не ниже 99,99%;

· высокоскоростная коммутация пакетов;

· качество обслуживания пользователей и приложений;

· управление на основе правил;

· интеграция с сервисами каталогов.

В качестве основы построения ЛВС должна использоваться стратегия, позволяющая создавать и поддерживать сетевые комплексы любых масштабов, интегрировать вновь появляющиеся технологии и стандарты, максимальным образом сохраняя уже сделанные инвестиции и обеспечивая минимальный уровень затрат на поддержку сети.

2. Основные требования к сети

Одним из важнейших требований, предъявляемых к современной ЛВС, является обеспечение безопасности и защищенности процессов, происходящих в ЛВС, так как открытая для доступа извне сеть является уязвимой. Реализация в ЛВС системы управления, статистики и идентификации позволяет обеспечить контроль и повысить защищенность ЛВС.

Для управления сетью и возможностью предупреждать нежелательные ситуации в работе ЛВС в устройствах всей сети должны присутствовать системные средства мониторинга политики качества обслуживания и безопасности, планирования сети и сервисов, которые предоставляют возможности:

· сбора статистики для анализа производительности сети на всех уровнях;

· перенаправления трафика отдельных портов, групп портов и виртуальных портов на анализатор протоколов для детального анализа;

· мониторинга событий в реальном времени для расширения возможностей диагностики помимо внешних анализаторов.

· сбора и сохранения информации о существенных сетевых событиях, включая изменения конфигураций устройств, изменения топологии, программные и аппаратные ошибки

ЛВС должно существовать системное решение, позволяющее решать проблему комплексно, что подразумевает реализацию идентификации сетевых ресурсов и пользователей, защиту информации и ресурсов от несанкционированного доступа, динамический активный контроль над сетью.

ЛВС должна обеспечить всем отделам предприятия:

· возможность обработки текстов;

· доступ к сети Интернет;

· возможность использования электронной почты;

· работу с базами данных;

· доступ к общим принтерам;

· возможность передачи данных.

Стек протоколов TCP/IP изображен на рисунке 2.

Рисунок 2 - Стек протоколов TCP/IP

Стек протоколов TCP/IP делится на 4 уровня: прикладной (application), транспортный (transport), межсетевой (internet) и уровень доступа к среде передачи (network access). Термины, применяемые для обозначения блока передаваемых данных, различны при использовании разных протоколов транспортного уровня - TCP и UDP, поэтому на рис. 2 изображено два стека.

Соотношение уровней стеков OSI и TCP/IP изображено на рисунке 3

Рисунок 3 - Соотношение уровней стеков OSI и TCP/IP

3. Выбор необходимого материала и оборудования

Спроектировать локальную вычислительную сеть организации по технологии Ethernet, располагающейся в двух зданиях (рис.).

Локальная вычислительная сеть организации

Проект должен удовлетворять следующим требованиям:

1. Каждый отдел предприятия должен иметь доступ к ресурсам всех остальных отделов;

2. Трафик, создаваемый сотрудниками одного отдела, не должен влиять на локальные сети других отделов, кроме случаев обращения к ресурсам локальных сетей других отделов;

3. Один файл - сервис может поддерживать не более 30 пользователей;

4. Файловые серверы не могут совместно использоваться несколькими отделами;

5. Все повторители, мосты и коммуникаторы должны располагаться в коммутационных шкафах (WS);

6. Расстояние между компьютерами на моноканале не должно быть менее одного метра;

7. Коммутационное оборудование и файл - серверы должны иметь защиту от пропадания сетевого напряжения;

8. Спроектированная сеть должна работать устойчиво. В случаи неустойчивости работы сети проект должен быть переработан;

9. Допускается использовать следующие комбинации кабелей: витая пара и оптоволокно;

10. Проект должен иметь минимальную стоимость;

11. Скорость передачи данных не должна быть ниже 10 Мбит/сек;

12. Тип используемой сетевой технологии - Ethernet;

13. В проекте можно использовать лишь оборудование из табл. 1.

Таблица 1 Перечень используемого оборудования

Наименование	Условная стоимость (y.e.)
Тонкий коаксиальный кабель (за один метр)
Неэкранированная витая пара (за один метр)
Двужильный оптоволоконный кабель (за один метр)
Сетевой адаптер с разъемом BNC
Сетевой адаптер с разъемом RJ - 45
Двухпортовый повторитель (HUB) c разъемами BNC
Коммутатор на 8 портов с разъемами BNC
Коммутатор на 6 оптических портах
Двухпортовый мост с любой комбинацией портов для коаксиальных кабелей, неэкранированных витых пар и оптоволоконных кабелей
Коммутатор на 6 оптических портах и 24 порта с разъемом RJ - 45
Коммутатор на 8 портов разъемом RJ - 45
Коммутатор на 36 портов разъемом RJ - 45
Источник бесперебойного питания на 800 ВА
Файловый сервер на основе процессора Pentium с предустановленной операционной системой (максимум на 30 пользователей)

В фирме имееется 4 отдела. Из которых три располагаются в корпусе 1, а четвертый, в корпусе два, удаленном от первого на 300 метров. В каждом отделе установлен персональный компьютер (ПК) в количестве:

В отделе маркетинга - 7 шт.

В отделе АСУ - 10 шт.

В производственном отделе - 42 шт.

В проектном отделе - 30 шт.

Соединение ПК, внутри отделов, будет производиться с помощью коаксиального кабеля. Первой задачей является, размещение ПК в каждом отделе, т.е. ПК должны располагаться не в случайном порядке и не кучно, а на приемлемом друг от друга расстоянии. На рисунке 8 показаны схемы размещения ПК, с указанными расстояниями между ними.

Для оптимизации работы вся локальная сеть (ЛВС) разбивается на сегменты. Каждому отделу соответствует свой сегмент. Все сегменты будут подключены к головному коммутатору. Выбираем из таблицы 1 коммутатор на 8 оптических портах с разъемом BNC, который будет являться головным. Коммутатор защищен от падения сетевого напряжения источником бесперебойного питания на 800 ВА. Данный коммутатор автоматически определит скорость работы каждого сегмента и поддержит ее. Это позволит получить требуемую скорость передачи данных, не ниже 10 Мбит/сек. Головной коммутатор располагается в коммутационном шкафу WS3 производственного отдела.

Отдел маркетинга.

В отделе имеется 7 ПК и коммутационный шкаф WC1. Для устойчивой работы сети разбиваем отдел на 2 сегмента по 3 и 4 ПК. Расстояние между последним ПК в первом сегменте и головным коммутатором, для сегмента, что позволяет его использовать как единое целое, т.к. длина сегмента не будет превышать 185 метров.

В коммутационном шкафу WC1 расположен файл-сервер отдела (файл-сервер на основе процессора Pentium с предустановленной операционной системой), источник бесперебойного питания, и коммутатор на 8 портов с разъемами BNC. Все ПК и файл-сервер оснащены сетевыми адаптерами с разъемами BNC и соединены между собой тонким коаксиальным кабелем с помощью BNC Т-конекторов.

Связь компьютеров и файл-сервера

В свободный разъем последнего Т-коннектора вставляется «заглушка» - терминатор (рисунок). Для того, чтобы тонкий коаксиальный кабель не находился в натянутом состоянии, между компьютерами оставляем на каждом участке запас равный одному метру.

Терминатор

Отдел АСУ.

В отделе находятся 10 компьютеров и коммутационный шкаф WC2. В шкафу WC2 располагаются коммутатор, источник бесперебойного питания, который подключен к файл-серверу. Файл-сервер на основе процессора Pentium с предустановленной операционной системой находится непосредственно в отделе. Все ПК и файл-сервер оснащены сетевыми адаптерами с разъемами BNC. Персональные компьютеры и файл-сервер соединены между собой тонким коаксиальным кабелем с помощью BNC Т-коннекторов. В свободный разъем последнего Т-коннектора вставляется «заглушка» - терминатор. Сегмент LS2 для более устойчивой работы раздели на 2 сегмента по 5 ПК. Коммутатор подключен к головному коммутатору в шкафу WC3 в производственном отделе. Для того, чтобы тонкий коаксиальный кабель не находился в натянутом состоянии, между компьютерами оставляем на каждом участке запас равный одному метру. Длина сегмента LS2- а от последнего ПК до головного коммутатора и с учетом запаса кабеля между ПК, составляет, для сегмента LS2-б, что не превышает допустимых 185 метров.

Производственный отдел.

В отделе имеется 42 компьютеров и коммутационный шкаф WC3. В связи с большим числом компьютеров, целесообразно разделить их. Таким образом, мы получаем 7 сегментов LS3-а, LS3-б, LS3-в и т.д., в каждом из которых по 6 ПК. Сегменты объединены между собой 8-ми портовыми коммутаторами с разъемами BNC (3 шт.). Использование коммутатора позволяет без потерь в скорости обойти правило «5-4-3», кроме того, использование коммутатора дает большую защищенность от возникновения коллизий, чем следование вышеупомянутому правилу. В данном отделе будет использоваться два файл-сервера.

В коммутационном шкафу отдела WC3 будут располагаться источник бесперебойного питания, который подключен к файл-серверу; коммутаторы данного отдела, соединяющие отдельные сегменты; головной коммутатор всей сети.

Все ПК и файл-серверы оснащены сетевыми адаптерами с разъемами BNC и соединены между собой тонким коаксиальным кабелем с помощью BNC Т-коннекторов. Для того, чтобы тонкий коаксиальный кабель не находился в натянутом состоянии, между компьютерами оставляем на каждом участке запас равный одному метру. В свободный разъем последнего Т-конектора вставляется «заглушка» - терминатор.

Общая длина сегмента LS3-а от последнего ПК до коммутатора составляет. Общая длина сегмента LS3-б от последнего ПК до коммутатора составляет. Общая длина сегмента LS3-в от последнего ПК до коммутатора составляет. Общая длина сегмента LS3-г от последнего ПК до коммутатора составляет. Общая длина сегмента LS3-д от последнего ПК до коммутатора составляет. Общая длина сегмента LS3-е от последнего ПК до коммутатора составляет. Общая длина сегмента LS3-ж от последнего ПК до коммутатора составляет. Длина ни одного из сегментов не превышает допустимой в 185 м.

Проектный отдел

В отделе имеется 30 ПК и коммутационный шкаф WC4. Сегмент S4 для более устойчивой работы раздели на 5 сегментов. В коммутационном шкафу устанавливаем источник бесперебойного питания, защищающий файл-серверы от падения сетевого напряжения, коммутатор на 8 портов с разъемами BNC объединяющий сегменты. Все ПК и файл-серверы оснащены сетевыми адаптерами с разъемами BNC и соединены между собой тонким коаксиальным кабелем с помощью BNC Т-коннекторов. В свободный разъем последнего Т-коннектора вставляется «заглушка» - терминатор. Для того, чтобы тонкий коаксиальный кабель не находился в натянутом состоянии, между компьютерами оставляем на каждом участке запас равный одному метру. Длина сегмент LS4-а от последнего ПК до коммутационного шкафа WC4 составляет. Длина сегмента LS4-б от последнего ПК до коммутационного шкафа WC4 составляет. Длина сегмента LS4-в от последнего ПК до коммутационного шкафа WC4 составляет. Длина сегмента LS4-г от последнего ПК до коммутационного шкафа WC4 составляет. Длина сегмента LS4-д от последнего ПК до коммутационного шкафа WC4 составляет. Длина ни одного из сегментов не превышает допустимой в 185 м.

Соединение отделов между собой

Корпус 2 удален от корпуса 1 на 300 метров. Корпуса соединены между собой трубопроводом. Для того чтобы связать сегмент WC4 с головным коммутатором, прокладываем в трубопроводе двужильный оптоволоконный кабель (табл. 1). Длина кабеля составляет 320 метров. С каждой стороны оставляем запас 10 метров, два из которых требуются для разделки кабеля, остальные восемь укладываются в шкафу кольцами в связи с технологическими требованиями. Для того чтобы перейти от одной среды передачи данных к другой, выбираем из таблицы 1 двухпортовый мост с комбинацией портов «коаксиальный кабель - оптоволоконный кабель», который устанавливается в шкафу WC4, и «оптоволоконный кабель - коаксиальный кабель», который устанавливается в шкафу WC3. Оба моста защищены от падения напряжения источником бесперебойного питания. Мост «оптоволоконный кабель - коаксиальный кабель» в шкафу WC3 в свою очередь подключается с помощью тонкого коаксиального кабеля непосредственно к головному коммутатору.

Таким образом, получили сеть, соединяющую два здания, имеющую минимальную стоимость, но при этом в ней отсутствует широковещательный трафик и скорость передачи данных достигает не менее 10 Мбит/с. На рисунках 8 и 9 показаны соответственно схема размещения персональных компьютеров, входящих в состав локальной вычислительной сети и схема подключения персональных компьютеров со схемой кабельных прокладок и длин кабельных сегментов.

WS1: Файл - сервер отдела

Коммутатор отдела маркетинга на 8 портов с разъемами BNC.

WS2: Файл - сервер отдела

Источник бесперебойного питания;

Коммутатор отдела АСУ на 8 портов с разъемами BNC.

WS3: 2 источника бесперебойного питания;

2 файл - сервера отдела;

2 коммутатора на 8 портов с разъемами BNC;

Головной коммутатор на 8 портов с разъемами BNC;

Двухпоротовый мост «коаксиальный кабель - оптоволокно».

WS4: Файл - сервер отдела

Источник бесперебойного питания;

Коммутатор проектного отдела на 8 портов с разъемами BNC;

Мост «коаксиальный кабель - оптоволоконный кабель»

На рисунке 12 показана схема размещения оборудования в кабельных шкафах и линии коммутации данного оборудования.

Для того чтобы сеть работала устойчиво, то есть не происходило искажений передаваемой информации или ее пропадание, необходимо выполнения следующих условий:

1. Длина сегмента не должна превышать допустимую величину:

тонкий коаксиал - 185 м;

оптика - 2000 м (имеем максимум 320 м).

2. Общая длина сети не должна превышать 2,5 км.

3. Количество компьютеров в сети не должно превышать 90 шт. (имеем 89 компьютеров + 5 файл-серверов отделов).

4. Один файл-сервер может поддерживать не более 30 пользователей (имеем максимум 30 пользователей).

5. Файл-серверы не могут совместно использоваться несколькими отделами.

6. Все повторители, мосты и коммутаторы должны распологаться в коммутационных шкафах.

7. Должно выполняться правило «5-4-3» (выполняется).

Не имеется ни одного превышения требуемых параметров. Следовательно, нет необходимости выполнять проверку устойчивости с использованием PDV (время двойного интервала - не должно превышать 575 битовых интервалов) и PVV (уменьшение межкадрового интервала не должно превышать 49 битовых интервалов). Соблюдение этих требований обеспечивает устойчивую работу сети даже в тех случаях, когда нарушаются вышеизложенные условия. Данная проверка будет выполнена для полной уверенности работоспособности сети.

Для упрощения расчетов используются справочные данные организации IEEE, содержащие данные задержек распространения сигнала в повторителях, приемопередатчиках и различных физических средах.

Таблица 4 Данные для расчета PDV

Для расчета на устойчивость рисуют участок с наиболее удаленными станциями.

Левый сегмент - сегмент, откуда начинается прохождение сигнала.

Правый сегмент - сегмент, куда приходит сигнал.

Промежуточный сегмент - сегмент между левым и правым сегментами.

Расчет должен проводиться дважды, при распространении сигнала в обе стороны, т.к. результат может быть разный в случае несимметричной сети. Если хотя бы в одном случае по PDV не выполняется, сеть будет терять кадры из-за пропуска коллизий.

Расчет будем производить для двух самых удаленных друг от друга компьютеров из отдела маркетинга и из проектного отдела. Схематическое изображение показано на рисунке 13.

Произведем расчет устойчивости сети с использованием PDV и PVV

4. Экономический расчет проекта

Практическое использование моделей ЛВС во многих случаях предполагает наличие информации о реальных характеристиках вычислительного процесса. Такая информация может быть получена эмпирическими методами, на основе которых в настоящее время создаются средства для исследования аппаратно-программных компонентов ЛВС. Необходимая информация собирается с помощью специальных средств,

которые обеспечивают измерение параметров, характеризующих динамику функционирования ЛВС в режимах опытной и нормальной эксплуатации. К таким средствам относятся сетевые анализаторы, анализаторы протоколов и т.п..Создание средств для измерений параметров функционирования ЛВС, в том числе и операционных систем ЛВС, относится к числу новых задач в вычислительной технике. Экспериментальные методы позволяют создать основу количественной оценки эффективности ВС для достижения следующих практических целей: анализа имеющихся ЛВС, выбора наилучшей и синтеза новой ЛВС. Оценка характеристик аппаратно-программных средств связана с проведением экспериментов и измерений, которые с практической точки зрения могут рассматриваться как процесс получения полезной информации. Данные измерений представляются в виде, пригодном для последующего анализа. Это осуществляется с помощью специальных средств обработки, создание которых связано с разработкой анализаторов. Эта взаимосвязь касается, например, выбора единых форматов данных, удобных не только для измерений, но и для обработки их результатов. В общем случае этап измерений предшествует этапу обработки, и средства обработки должны быть рассчитаны на эффективное применение к большим массивам информации, поскольку для измерений на ЛВС характерны, как правило, большие объемы и высокая плотность регистрируемых данных. На завершающем этапе экспериментальных исследований проводится анализ результатов измерений, который состоит в получении содержательных выводов об исследуемой ЛВС. Важным условием для формирования таких выводов является удачное представление результатов измерений. Эффективность экспериментальных методов в значительной степени зависит от качества планирования экспериментов и правильности выбора типа нагрузки. Эксперимент состоит из набора тестов, выполняемых в процессе исследований, а тест, в свою очередь, состоит из ряда сеансов или «прогонов». Термин «сеанс» чаще применяется для измерений, а «прогон», как правило, - для имитационного моделирования. В течение сеанса или прогона накапливается информация о поведении системы и, возможно, рабочей нагрузке. Поскольку рабочая нагрузка меняется, число наблюдений, которое требуется получить для каждой интересующей пользователя величины, должно быть таким, чтобы распределения для этих величин и их моменты могли быть оценены с требуемой точностью. Таким образом, продолжительность сеанса зависит от необходимого числа наблюдений.

Эксперимент длительностью в один сеанс достаточен для оценки, если нужно, рассмотреть только одну конфигурацию системы и один тип, рабочей нагрузки. Например, если измерения производятся для того, чтобы выяснить, обеспечивает ли данная ЛВС при заданной рабочей нагрузке (трафике) удовлетворительную производительность, т.е. отвечает ли она определенным требованиям. Эксперименты длительностью в несколько сеансов необходимы, если предстоит определить влияние определенных факторов на производительность системы или производится оптимизация системы последовательными итерациями.

5. Настройка сетевого оборудования и конечных пользователей

Настройка оборудования - наиболее сложный этап в инсталляции сети. Чем сложнее сеть, тем больше разнородного технически сложного оборудования в ней применяется, тем более глубокие знания и опыт требуется от инженера для настройки этого оборудования. Окончательная настройка и отладка оборудования под цели заказчика занимает иногда намного большее время, чем инсталляция. От оптимизации большого количества параметров каждого сетевого устройства зависит производительность будущей сети. А значит от этого зависит производительность работы персонала компании.

Настройка оборудования может включать, по желанию заказчика, в себя следующие этапы и работы:

1. настройка коммутаторов, маршрутизаторов и межсетевых экранов (Firewall). Настройка обычно включает в себя разделение сети на виртуальные локальные сети, разработку и настройку правил маршрутизации, обеспечения качества обслуживания, обеспечения безопасности, обеспечение шифрования критичных данных, организацию удаленного защищенного доступа к данным корпоративной сети. В список настраиваемого оборудования входят активные устройства сетевой среды, такие как мультиплексоры, коммутаторы, маршрутизаторы, межсетевые экраны, служебные сервера (DNS, DHCP, HTTP, MAIL), а также очень часто магистральные медные и оптические мультиплексоры.

2. в настоящее время с развитием беспроводных технологий ни одна корпоративная сеть передачи данных не обходится без WI-FI сети. Поэтому в настройку также попадают и беспроводные точки доступа. Организация удобной, масштабируемой, управляемой из единой точки сети требует знания современных технологий. Правильно настроенная сеть обеспечивает высокую надежность, централизованное управление, а также дополнительные сервисы, такие как авторизация, handover, и другие.

3. помимо сетевого оборудования требуют настройки и сетевые принтеры, многофункциональные печатающие устройства, копиры. В настоящее время они являются автономными сетевыми устройствами и наравне с компьютерной техникой требуют профессиональной настройки. Ввод настроек лучше поручить специалистам, т.к. непрофессиональное обращение с высокотехнологичной техникой может вывести ее из строя. Помимо этого, неавторизованные инсталляции не приветствуются производителями, и самостоятельно произведенная настройка и установка оборудования, без привлечения авторизованного сервис-центра, - риск потерять гарантию на дорогостоящее оборудование.

4. технологии передачи данных совершенствуются, и на сегодня в список оборудования, часто используемого корпоративными заказчиками, традиционно входят системы видеоконференцсвязи. Правильная настройка системы позволяет получать качественное изображение, экономить на полосе пропускания, полностью использовать весь функционал системы для конечного пользователя. В систему видеоконференцсвязи входят не только сервера видеоконференции, но и оконечные терминальные устройства - IP видеотелефоны, видеотерминалы, системы коллективной видеосвязи. Правильная настройка всего класса устройств, совместно с центральной системой, обеспечит реализацию качественной услуги и сервиса для пользователя.

Современный широкополосный беспроводной маршрутизатор представляет собой многофункциональное устройство, в котором объединены:

· маршрутизатор;

· коммутатор сети Fast Ethernet (10/100 Мбит/с);

· точка беспроводного доступа;

· брандмауэр;

· NAT-устройство.

Основная задача, возлагаемая на беспроводные маршрутизаторы - это объединение всех компьютеров домашней сети в единую локальную сеть с возможностью обмена данными между ними и организация высокоскоростного, безопасного подключения к Интернету всех домашних компьютеров.

Использование беспроводного маршрутизатора для подключения

В настоящее время наиболее популярными способами являются подключение к Интернету по телефонной линии с использованием ADSL-модема и по выделенной линии Ethernet. Исходя из этого, все беспроводные маршрутизаторы можно условно разделить на два типа:

· для подключения по выделенной Ethernet-линии;

· для подключения по телефонной линии.

В последнем случае в маршрутизатор встроен еще и ADSL-модем.

Согласно статистике, у провайдеров все более популярным становится способ подключения по выделенной Ethernet-линии. При этом предназначенные для этого маршрутизаторы могут использоваться и для подключения к Интернету по телефонной линии, но для этого придется дополнительно приобрести ADSL-модем.

В дальнейшем мы будем рассматривать только маршрутизаторы, предназначенные для подключения к Интернету по выделенной Ethernet-линии.

Итак, маршрутизаторы - это сетевые устройства, устанавливаемые на границе внутренней локальной домашней сети и Интернета, а следовательно, выполняющие роль сетевого шлюза. С конструктивной точки зрения маршрутизаторы должны иметь как минимум два порта, к одному из которых подключается локальная сеть (этот порт называется внутренним LAN-портом), а ко второму - внешняя сеть, то есть Интернет (данный порт называется внешним WAN-портом). В домашних маршрутизаторах предусмотрены один WAN - порт и четыре внутренних LAN-порта, которые объединяются в коммутатор (рис. 2). И WAN-, и LAN-порты имеют интерфейс 10/100Base-TX, и к ним можно подключать сетевой Ethernet-кабель.

LAN и WAN - порты маршрутизатора

Интегрированная в маршрутизатор точка беспроводного доступа позволяет организовать беспроводной сегмент сети, который для маршрутизатора относится к внутренней сети. В этом смысле компьютеры, подключаемые к маршрутизатору беспроводным способом, ничем не отличаются от тех, что подключены к LAN-порту.

Задача интегрированного в маршрутизатор брандмауэра сводится к обеспечению безопасности внутренней сети. Для этого брандмауэры должны уметь маскировать защищаемую сеть, блокировать известные типы хакерских атак и утечку информации из внутренней сети, контролировать приложения, получающие доступ во внешнюю сеть.

Для того чтобы реализовать указанные функции, брандмауэры анализируют весь трафик между внешней и внутренней сетями на предмет его соответствия тем или иным установленным критериям или правилам, определяющим условия прохождения трафика из одной сети в другую. Если трафик отвечает заданным критериям, то брандмауэр пропускает его через себя. В противном случае, то есть если установленные критерии не соблюдены, трафик блокируется. Брандмауэры фильтруют как входящий, так и исходящий трафик, а также позволяют управлять доступом к определенным сетевым ресурсам или приложениям.

По своему назначению брандмауэры напоминают контрольно-пропускной пункт охраняемого объекта, где производится проверка документов всех входящих на территорию объекта и всех покидающих ее. Если пропуск в порядке - доступ на территорию разрешен. Аналогично действуют и брандмауэры, только в роли людей, проходящих через КПП, выступают сетевые пакеты, а пропуском является соответствие заголовков этих пакетов заданному набору правил.

Все современные маршрутизаторы со встроенными брандмауэрами являются NAT-устройствами, то есть поддерживают протокол трансляции сетевых адресов NAT (Network Address Translation). Данный протокол не является составной частью брандмауэра, но способствует повышению безопасности сети. Основная его задача - решение проблемы дефицита IP-адресов, которая становится все более актуальной по мере роста числа компьютеров.

Протокол NAT определяет, каким образом происходит преобразование сетевых адресов. NAT-устройство преобразует IP-адреса, зарезервированные для частного использования в локальных сетях, в открытые IP-адреса. К частным адресам относятся следующие IP-диапазоны: 10.0.0.0-10.255.255.255, 172.16.0.0-172.31.255.255, 192.168.0.0-192.168.255.255. Частные IP-адреса нельзя использовать в Глобальной сети, поэтому они могут свободно применяться только для внутренних целей.

Помимо перечисленных функциональных возможностей некоторые модели беспроводных маршрутизаторов имеют ряд дополнительных. К примеру, они могут быть оборудованы портами USB 2.0, к которым можно подключать внешние устройства с возможностью организации разделяемого сетевого доступа к ним. Так, при подключении к маршурутизатору принтеров по интерфейсу USB 2.0 мы получаем еще и принт-сервер, а при подключении внешнего жесткого диска - сетевое устройство хранения данных типа NAS (Network Attached Storage). Кроме того, в последнем случае используемое в маршрутизаторах ПО позволяет организовать даже FTP-сервер.

Существуют модели маршрутизаторов, которые имеют не только USB-порты, но и встроенный жесткий диск, а потому могут применяться для сетевого хранения данных, в качестве FTP-серверов для доступа как извне, так и из внутренней сети и даже выполнять функции мультимедийных центров.

Несмотря на кажущуюся схожесть функциональных возможностей широкополосных беспроводных маршрутизаторов, между ними есть существенные различия, которые в конечном счете и определяют, подойдет конкретный маршрутизатор для ваших целей или нет. Дело в том, что разные интернет-провайдеры используют различные типы подключения к Интернету. Если речь идет о подключении одного компьютера (без применения маршрутизатора), то проблем не возникает, поскольку пользовательские операционные системы (например, Windows XP/Vista) содержат программные средства, которые поддерживают все типы подключения, применяемые провайдерами. Если же для подключения домашней сети к Интернету используется маршрутизатор, то необходимо, чтобы он полностью поддерживал тип подключения, применяемый провайдером (типы подключения мы рассмотрим в разделе, посвященном настройке WAN-интерфейса).

Практически все маршрутизаторы, ориентированные на домашних пользователей, имеют встроенные программные средства быстрой настройки (мастера настройки) или средства для автонастройки - например Quick Setup, Smart Setup, NetFriend и др. Однако нужно иметь в виду, что всегда может найтись такой провайдер, который не будет поддерживать функцию автоматической настройки конкретного маршрутизатора. Кроме того, наличие таких функций вовсе не означает, что нажатием одной «волшебной» кнопки вы сразу справитесь со всеми проблемами и настроите свой маршрутизатор. Ведь даже для того, чтобы добраться до этой «волшебной» кнопки, придется выполнить некоторые настройки сетевого интерфейса в компьютере.

По вышеизложенным причинам мы не будем полагаться на возможности автоматической настройки маршрутизатора и рассмотрим наиболее универсальный способ его ручной пошаговой настройки.

Настройку маршрутизатора целесообразно производить в следующей последовательности:

· Получение доступа к web-интерфейсу маршрутизатора.

· Настройка LAN-интерфейса и встроенного DHCP-сервера.

· Настройка WAN-интерфейса с организацией соединения с Интернетом для всех компьютеров локальной сети.

· Настройка беспроводной сети (если имеются беспроводные клиенты).

· Настройка брандмауэра.

· Настройка протокола NAT (если требуется).

Первым этапом настройки маршрутизатора является получение сетевого доступа к его настройкам посредством web-интерфейса (во все маршрутизаторы встроен web-сервер).

Рассмотрим подробнее этапы настройки LAN-интерфейса и встроенного DHCP-сервера, а также настройки WAN-интерфейса. О настройке беспроводной сети, брандмауэра и протокола NAT в данной статье мы рассказывать не станем - этим вопросам будут посвящены отдельные публикации.

Получение доступа к web - и нтерфейсу маршрутизатора

Чтобы получить доступ к web-интерфейсу маршрутизатора, к LAN-порту необходимо подключить компьютер (ноутбук). Первое, что потребуется выяснить, - это IP-адрес LAN-порта маршрутизатора, логин и пароль, заданный по умолчанию. Любой маршрутизатор, будучи сетевым устройством, имеет собственный сетевой адрес (IP-адрес). Для того чтобы выяснить IP-адрес LAN-порта маршрутизатора и пароль, придется пролистать инструкцию пользователя.

Если маршрутизатор не эксплуатировался ранее, то его настройки совпадают с настройками по умолчанию (заводскими). В большинстве случаев IP-адрес LAN-порта маршрутизатора - 192.168.1.254 либо 192.168.1.1 с маской подсети 255.255.255.0, а пароль и логин - admin. Если маршрутизатор уже эксплуатировался и в нем менялись настройки по умолчанию, но вы не знаете ни IP-адреса LAN-порта, ни логина и пароля, то первое, что придется сделать, - это сбросить все настройки (вернуться к заводским). Для этого у всех маршрутизаторов имеется специальная заглубленная кнопка сброса настроек (Reset). Если нажать на нее (при включенном питании маршрутизатора) и удерживать в течение нескольких секунд, то маршрутизатор перезагрузится и восстановит свои заводские настройки.

Кроме возможности быстрого возврата к заводским настройкам, большинство маршрутизаторов имеет встроенный DHCP-сервер, активированный по умолчанию. Это позволяет легко подключаться к маршрутизатору, поскольку компьютеру, подключенному к LAN-порту маршрутизатора, будет автоматически присвоен IP-адрес той же подсети, к которой принадлежит и сам LAN-порт маршрутизатора, а в качестве IP-адреса шлюза по умолчанию будет применяться IP-адрес LAN-порта маршрутизатора. Но для того, чтобы воспользоваться этой возможностью, необходимо убедиться, что в свойствах сетевого соединения компьютера, применяемого для подключения к LAN-порту маршрутизатора, установлена функция динамического присвоения IP-адреса (Obtain IP address automatically). Она активирована по умолчанию для всех сетевых интерфейсов, и если после установки операционной системы сетевые соединения на компьютере не настраивались специально, то, скорее всего, вы сможете получить доступ к настройкам маршрутизатора сразу после подключения к его LAN-порту компьютера.

Если же таким способом подключиться к маршрутизатору не удается, то придется предварительно настроить сетевой интерфейс подключаемого к маршрутизатору компьютера. Смысл настройки заключается в том, чтобы сетевой интерфейс компьютера, который подключается к LAN-порту маршрутизатора, и LAN-порт маршрутизатора имели IP-адреса, принадлежащие к одной и той же подсети. Предположим, LAN-порт маршрутизатора имеет IP-адрес 192.168.1.1. Тогда сетевому интерфейсу подключаемого компьютера необходимо присвоить статический IP-адрес 192.168.1.х (например, 192.168.1.100) с маской подсети 255.255.255.0. Кроме того, в качестве IP-адреса шлюза по умолчанию необходимо указать IP-адрес LAN-порта маршрутизатора (в нашем случае - 192.168.1.1).

Настройка сетевого интерфейса компьютера зависит от используемой операционной системы.

Заключение

В данной работе были рассмотрены основные составные части ЛВС, а также процесс передачи данных в сети на всех уровнях (логических и аппаратных). Смоделирована локальная вычислительная сеть торгового предприятия с учетом требований к будущей структуре. Исходя из размеров помещения найдена и максимально оптимизирована длина кабеля, соединяющая все компоненты сети.

На сегодняшний день разработка и внедрение ЛВС является одной из самых интересных и важных задач в области информационных технологий. Все больше возрастает необходимость в контроле информации в режиме реального времени, постоянно растет трафик сетей всех уровней. В связи с этим появляются новые технологии передачи информации в ЛВС.

Например, среди последних открытий следует отметить возможность передачи данных с помощью обычных линий электропередач, при чем данный метод позволяет увеличить не только скорость, но и надежность передачи.

Сетевые технологии очень быстро развиваются, в связи с чем они начинают выделяться в отдельную информационную отрасль. Ученые прогнозируют, что ближайшим достижением этой отрасли будет полное вытеснение других средств передачи информации (телевидение, радио, печать, телефон и т.д.). На смену этим «устаревшим» технологиям придет компьютер, он будет подключен к некоему глобальному потоку информации, возможно даже это будет Internet, и из этого потока можно будет получить любую информацию в любом представлении.

Список используемой литературы

1. СПб1. Кузнецов М.А., «Современные технологии и стандарты подвижной связи».: Линк, 2006.

2. Маккалоу Д., «Секреты беспроводных технологий» / - М.: НТ-Пресс, 2010.

3. Мауфер Т., «WLAN: практическое руководство для администраторов и профессиональных пользователей» / - М.: КУДИЦ-Образ, 2011.

4. Новиков Ю.В., Кондратенко С.В. Основы локальных сетей. Курс лекций. - М.: Интернет-университет информационных технологий, 2010.

5. Кузнецов М.А., «Современные технологии и стандарты подвижной связи» - СПб.: Линк, 2006.

6. Кузнецов М.А., «Современные технологии и стандарты подвижной связи» / Рыжков А.Е. - СПб.: Линк, 2009.

7. Маккалоу Д., «Секреты беспроводных технологий» / - М.: НТ-Пресс, 2010.

8. Мауфер Т., «WLAN: практическое руководство для администраторов и профессиональных пользователей» / - М.: КУДИЦ-Образ, 2011.

9. Новиков Ю.В., Кондратенко С.В. Основы локальных сетей. Курс лекций. - М.: Интернет-университет информационных технологий, 2010.

10. Олифер В.Г., Основы сетей передачи данных. - М.: Издательство: Питер, 2008.

11. Олифер В.Г., «Базовые технологии локальных сетей» - СПб.: Питер, 2009.

12. Олифер В.Г., Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. Учебник. - Санкт-Петербург, Питер, 2011.

13. Педжман Р., «Основы построения беспроводных локальных сетей стандарта 802.11. Практическое руководство по изучению, разработке и использованию беспроводных ЛВС стандарта 802.11» / Джонатан Лиэри. - М.: Cisco Press Перевод с английского Издательский дом «Вильямс», 2009.

14. Шахнович С., Современные беспроводные технологии. - ПИТЕР, 2008.

15. Щербо В.К. Стандарты вычислительных сетей. - М.: Кудиц - Образ, 2010.

Подобные документы

Общая характеристика локальных вычислительных сетей, их основные функции и назначение. Разработка проекта модернизации локальной компьютерной сети предприятия. Выбор сетевого оборудования, расчет длины кабеля. Методы и средства защиты информации.

дипломная работа , добавлен 01.10.2013

Настройка телекоммуникационного оборудования локальной вычислительной сети. Выбор архитектуры сети. Сервисы конфигурации сервера. Расчет кабеля, подбор оборудования и программного обеспечения. Описание физической и логической схем вычислительной сети.

курсовая работа , добавлен 22.12.2014

Выбор протокола и технологии построения локальной вычислительной сети из расчёта пропускной способности - 100 Мбит/с. Выбор сетевого оборудования. Составление план сети в масштабе. Конфигурация серверов и рабочих станций. Расчёт стоимости владения сети.

курсовая работа , добавлен 28.01.2011

Разработка топологии сети, выбор операционной системы, типа оптоволоконного кабеля. Изучение перечня функций и услуг, предоставляемых пользователям в локальной вычислительной сети. Расчет необходимого количества и стоимости устанавливаемого оборудования.

курсовая работа , добавлен 26.12.2011

Построение сегментов локальной вычислительной сети, выбор базовых технологий для подразделений. Построение магистральных каналов взаимодействия между сегментами. Выбор оборудования для магистрали центральный офис – производство. Схема вычислительной сети.

курсовая работа , добавлен 23.01.2013

Расчеты параметров проектируемой локальной вычислительной сети. Общая длина кабеля. Распределение IP-адресов для спроектированной сети. Спецификация оборудования и расходных материалов. Выбор операционной системы и прикладного программного обеспечения.

курсовая работа , добавлен 01.11.2014

Анализ зоны проектирования, информационных потоков, топологии сети и сетевой технологии. Выбор сетевого оборудования и типа сервера. Перечень используемого оборудования. Моделирование проекта локальной сети с помощью программной оболочки NetCracker.

курсовая работа , добавлен 27.02.2013

Подбор пассивного сетевого оборудования. Обоснование необходимости модернизации локальной вычислительной сети предприятия. Выбор операционной системы для рабочих мест и сервера. Сравнительные характеристики коммутаторов D-Link. Схемы локальной сети.

курсовая работа , добавлен 10.10.2015

Выбор и обоснование архитектуры локальной вычислительной сети образовательного учреждения СОС Ubuntu Server. Описание физической схемы телекоммуникационного оборудования проектируемой сети. Настройка сервера, компьютеров и программного обеспечения сети.

курсовая работа , добавлен 12.06.2014

Выбор и обоснование технического обеспечения для разрабатываемой локальной сети в школе с использованием технологии Ethernet и топологией "звезда". Перечень активного и пассивного технического оборудования, необходимого для локальной вычислительной сети.

ЛВС классифицируются по назначению:

Сети терминального обслуживания. В них включается ЭВМ и периферийное оборудование, используемое в монопольном режиме компьютером, к которому оно подключается, или быть общесетевым ресурсом.

Сети, на базе которых построены системы управления производством и учрежденческой деятельности. Они объединяются группой стандартов МАР/ТОР. В МАР описываются стандарты, используемые в промышленности. ТОР описывают стандарты для сетей, применяемых в офисных сетях.

Сети, которые объединяют системы автоматизации, проектирования. Рабочие станции таких сетей обычно базируются на достаточно мощных персональных ЭВМ, например фирмы Sun Microsystems.

Сети, на базе которых построены распределенные вычислительные системы.

Все ЛВС работают в одном стандарте принятом для компьютерных сетей - в стандарте Open Systems Interconnection (OSI).

Базовая модель osi (Open System Interconnection)

Для того чтобы взаимодействовать, люди используют общий язык. Если они не могут разговаривать друг с другом непосредственно, они применяют соответствующие вспомогательные средства для передачи сообщений.

Показанные выше стадии необходимы, когда сообщение передается от отправителя к получателю.

Для того чтобы привести в движение процесс передачи данных, использовали машины с одинаковым кодированием данных и связанные одна с другой. Для единого представления данных в линиях связи, по которым передается информация, сформирована Международная организация по стандартизации (англ. ISO - International Standards Organization).

ISO предназначена для разработки модели международного коммуникационного протокола, в рамках которой можно разрабатывать международные стандарты. Для наглядного пояснения расчленим ее на семь уровней.

Международных организация по стандартизации (ISO) разработала базовую модель взаимодействия открытых систем (англ. Open Systems Interconnection (OSI)). Эта модель является международным стандартом для передачи данных.

Модель содержит семь отдельных уровней:

Уровень 1 : физический - битовые протоколы передачи информации;

Уровень 2 : канальный - формирование кадров, управление доступом к среде;

Уровень 3 : сетевой - маршрутизация, управление потоками данных;

Уровень 4 : транспортный - обеспечение взаимодействия удаленных процессов;

Уровень 5 : сеансовый - поддержка диалога между удаленными процессами;

Уровень 6 : представлении данных - интерпретация передаваемых данных;

Уровень 7 : прикладной - пользовательское управление данными.

Основная идея этой модели заключается в том, что каждому уровню отводится конкретная роль в том числе и транспортной среде. Благодаря этому общая задача передачи данных расчленяется на отдельные легко обозримые задачи. Необходимые соглашения для связи одного уровня с выше- и нижерасположенными называют протоколом.

Так как пользователи нуждаются в эффективном управлении, система вычислительной сети представляется как комплексное строение, которое координирует взаимодействие задач пользователей.

С учетом вышеизложенного можно вывести следующую уровневую модель с административными функциями, выполняющимися в пользовательском прикладном уровне.

Отдельные уровни базовой модели проходят в направлении вниз от источника данных (от уровня 7 к уровню 1) и в направлении вверх от приемника данных (от уровня 1 к уровню 7). Пользовательские данные передаются в нижерасположенный уровень вместе со специфическим для уровня заголовком до тех пор, пока не будет достигнут последний уровень.

На приемной стороне поступающие данные анализируются и, по мере надобности, передаются далее в вышерасположенный уровень, пока информация не будет передана в пользовательский прикладной уровень.

Уровень 1. Физический.

На физическом уровне определяются электрические, механические, функциональные и процедурные параметры для физической связи в системах. Физическая связь и неразрывная с ней эксплуатационная готовность являются основной функцией 1-го уровня. Стандарты физического уровня включают рекомендации V.24 МККТТ (CCITT), EIA RS232 и Х.21. Стандарт ISDN (Integrated Services Digital Network) в будущем сыграет определяющую роль для функций передачи данных. В качестве среды передачи данных используют трехжильный медный провод (экранированная витая пара), коаксиальный кабель, оптоволоконный проводник и радиорелейную линию.

Уровень 2. Канальный.

Канальный уровень формирует из данных, передаваемых 1-м уровнем, так называемые "кадры" последовательности кадров. На этом уровне осуществляются управление доступом к передающей среде, используемой несколькими ЭВМ, синхронизация, обнаружение и исправление ошибок.

Уровень 3. Сетевой.

Сетевой уровень устанавливает связь в вычислительной сети между двумя абонентами. Соединение происходит благодаря функциям маршрутизации, которые требуют наличия сетевого адреса в пакете. Сетевой уровень должен также обеспечивать обработку ошибок, мультиплексирование, управление потоками данных. Самый известный стандарт, относящийся к этому уровню, - рекомендация Х.25 МККТТ (для сетей общего пользования с коммутацией пакетов).

Уровень 4. Транспортный.

Транспортный уровень поддерживает непрерывную передачу данных между двумя взаимодействующими друг с другом пользовательскими процессами. Качество транспортировки, безошибочность передачи, независимость вычислительных сетей, сервис транспортировки из конца в конец, минимизация затрат и адресация связи гарантируют непрерывную и безошибочную передачу данных.

Уровень 5. Сеансовый.

Сеансовый уровень координирует прием, передачу и выдачу одного сеанса связи. Для координации необходимы контроль рабочих параметров, управление потоками данных промежуточных накопителей и диалоговый контроль, гарантирующий передачу, имеющихся в распоряжении данных. Кроме того, сеансовый уровень содержит дополнительно функции управления паролями, подсчета платы за пользование ресурсами сети, управления диалогом, синхронизации и отмены связи в сеансе передачи после сбоя вследствие ошибок в нижерасположенных уровнях.

Уровень 6. Представления данных.

Уровень представления данных предназначен для интерпретации данных; а также подготовки данных для пользовательского прикладного уровня. На этом уровне происходит преобразование данных из кадров, используемых для передачи данных в экранный формат или формат для печатающих устройств оконечной системы.

Уровень 7. Прикладной.

В прикладном уровне необходимо предоставить в распоряжение пользователей уже переработанную информацию. С этим может справиться системное и пользовательское прикладное программное обеспечение.

Для передачи информации по коммуникационным линиям данные преобразуются в цепочку следующих друг за другом битов (двоичное кодирование с помощью двух состояний:"0" и "1").

Передаваемые алфавитно-цифровые знаки представляются с помощью битовых комбинаций. Битовые комбинации располагают в определенной кодовой таблице, содержащей 4-, 5-, 6-, 7- или 8-битовые коды.

Количество представленных знаков в ходе зависит от количества битов, используемых в коде: код из четырех битов может представить максимум 16 значений, 5-битовый код - 32 значения, 6-битовый код - 64 значения, 7-битовый - 128 значений и 8-битовый код - 256 алфавитно-цифровых знаков.

При передаче информации между одинаковыми вычислительными системами и различающимися типами компьютеров применяют следующие коды:

На международном уровне передача символьной информации осуществляется с помощью 7-битового кодирования, позволяющего закодировать заглавные и строчные буквы английского алфавита, а также некоторые спецсимволы.

Национальные и специальные знаки с помощью 7-битово кода представить нельзя. Для представления национальных знаков применяют наиболее употребимый 8-битовый код.

Для правильной и, следовательно, полной и безошибочной передачи данных необходимо придерживаться согласованных и установленных правил. Все они оговорены в протоколе передачи данных.

Протокол передачи данных требует следующей информации:

Синхронизация

Под синхронизацией понимают механизм распознавания начала блока данных и его конца.

Инициализация

Под инициализацией понимают установление соединения между взаимодействующими партнерами.

Блокирование

Под блокированием понимают разбиение передаваемой информации на блоки данных строго определенной максимальной длины (включая опознавательные знаки начала блока и его конца).

Адресация

Адресация обеспечивает идентификацию различного используемого оборудования данных, которое обменивается друг с другом информацией во время взаимодействия.

Обнаружение ошибок

Под обнаружением ошибок понимают установку битов четности и, следовательно, вычисление контрольных битов.

Нумерация блоков

Текущая нумерация блоков позволяет установить ошибочно передаваемую или потерявшуюся информацию.

Управление потоком данных

Управление потоком данных служит для распределения и синхронизации информационных потоков. Так, например, если не хватает места в буфере устройства данных или данные не достаточно быстро обрабатываются в периферийных устройствах (например, принтерах), сообщения и / или запросы накапливаются.

Методы восстановления

После прерывания процесса передачи данных используют методы восстановления, чтобы вернуться к определенному положению для повторной передачи информации.

Разрешение доступа

Распределение, контроль и управление ограничениями доступа к данным вменяются в обязанность пункта разрешения доступа (например, "только передача" или "только прием").

Сетевые устройства и средства коммуникаций

В качестве средств коммуникации наиболее часто используются витая пара, коаксиальный кабель оптоволоконные линии. При выборе типа кабеля учитывают следующие показатели:

стоимость монтажа и обслуживания,

скорость передачи информации,

Ограничения на величину расстояния передачи информации (без дополнительных усилителей-повторителей(репитеров)),

безопасность передачи данных.

Главная проблема заключается в одновременном обеспечении этих показателей, например, наивысшая скорость передачи данных ограничена максимально возможным расстоянием передачи данных, при котором еще обеспечивается требуемый уровень защиты данных. Легкая наращиваемость и простота расширения кабельной системы влияют на ее стоимость/

Витая пара

Наиболее дешевым кабельным соединением является витое двухжильное проводное соединение часто называемое "витой парой" (twisted pair). Она позволяет передавать информацию со скоростью до 10 Мбит/с, легко наращивается, однако является помехонезащищенной. Длина кабеля не может превышать 1000 м при скорости передачи 1 Мбит/с. Преимуществами являются низкая цена и бес проблемная установка. Для повышения помехозащищенности информации часто используют экранированную витую пару, т.е. витую пару, помещенную в экранирующую оболочку, подобно экрану коаксиального кабеля. Это увеличивает стоимость витой пары и приближает ее цену к цене коаксиального кабеля.

Коаксиальный кабель

Коаксиальный кабель имеет среднюю цену, хорошо помехозащитен и применяется для связи на большие расстояния (несколько километров). Скорость передачи информации от 1 до 10 Мбит/с, а в некоторых случаях может достигать 50 Мбит/с. Коаксиальный кабель используется для основной и широкополосной передачи информации.

Широкополосный коаксиальный кабель

Широкополосный коаксиальный кабель невосприимчив к помехам, легко наращивается, но цена его высокая. Скорость передачи информации равна 500 Мбит/с. При передачи информации в базисной полосе частот на расстояние более 1,5 км требуется усилитель, или так называемый репитер (повторитель). Поэтому суммарное расстояние при передаче информации увеличивается до 10 км. Для вычислительных сетей с топологией шина или дерево коаксиальный кабель должен иметь на конце согласующий резистор (терминатор).

Еthernet-кабель

Ethernet-кабель также является коаксиальным кабелем с волновым сопротивлением 50 Ом. Его называют еще толстый Ethernet (thick) или желтый кабель (yellow cable). Он использует 15-контактное стандартное включение. Вследствие помехозащищенности является дорогой альтернативой обычным коаксиальным кабелям. Максимально доступное расстояние без повторителя не превышает 500 м, а общее расстояние сети Ethernet - около 3000 м. Ethernet-кабель, благодаря своей магистральной топологии, использует в конце лишь один нагрузочный резистор.

Сheapernеt-кабель

Более дешевым, чем Ethernet-кабель является соединение Cheapernet-кабель или, как его часто называют, тонкий (thin) Ethernet. Это также 50-омный коаксиальный кабель со скоростью передачи информации в десять миллионов бит / с.

При соединении сегментов Сhеарегnеt-кабеля также требуются повторители. Вычислительные сети с Cheapernet-кабелем имеют небольшую стоимость и минимальные затраты при наращивании. Соединения сетевых плат производится с помощью широко используемых малогабаритных байонетных разъемов (СР-50). Дополнительное экранирование не требуется. Кабель присоединяется к ПК с помощью тройниковых соединителей (T-connectors).

Расстояние между двумя рабочими станциями без повторителей может составлять максимум 300 м, а общее расстояние для сети на Cheapernet-кабеля - около 1000 м. Приемопередатчик Cheapernet расположен на сетевой плате и как для гальванической развязки между адаптерами, так и для усиления внешнего сигнала