Типы подключения локальной сети

Типы подключения локальной сети

Доброго времени суток.

В этой статье мы разберем, что такое локальная сеть, зачем она нужна, как организовывается и каких типов бывает. Такая сеть может пригодиться и вам, поэтому не проходите мимо.

Определение

Локальной сетью считается та, что объединяет несколько компьютеров на небольшой территории. Данное понятие в переводе на английский выглядит как Local Area Network, поэтому его часто сокращенно называют LAN.

Сеть может располагаться в пределах одной квартиры, офиса, компьютерного класса, небольшой организации или ее отдела. Этим я хочу сказать, что обычно она не включает в себя много компов и они не находятся на большом удалении друг от друга.

Допустим, вы можете организовать домашнюю сеть, если имеете стационарный компьютер, ноутбук, принтер, пару мобильных гаджетов, умный телевизор и т. п. Такой вариант удобен и, к примеру, для предприятия, где есть 10-20 компьютеров, находящихся на разных этажах. Или к примеру нескольких компов в одной квартире/частном доме.

Зачем нужна локальная сеть?

LAN может понадобиться для:

  • Передачи данных между устройствами без участия внешних накопителей (флешек, дисков и пр.);
  • Открытия доступа к интернету для всех участников сети, если он подключен только к одному компьютеру;
  • Управления портативными устройствами с разных компов. Например, в пределах офиса с любого железа можно печатать на одном принтере;
  • Организации голосовых и видеоконференций;
  • Игр по сети.

Типы локальных сетей

  • Одноранговая сеть. Все участники имеют равные права, то есть самостоятельно решают, к каким файлам открывать доступ, а к каким — нет. Применяется в случаях объединения небольшого количества ПК.
  • На основе сервера. Актуальный вариант, когда компов больше 10. Увеличивает производительность сети. Суть в том, что для хранения общей информации, подключения периферийных девайсов (сканеров, принтеров и пр.), определения маршрутов отправки информации и централизованного управления всей сетью выделяется одна машина — сервер — а все остальные подпитываются к ней.

Также есть два способа построения сети: при помощи проводов или без них. Рассмотрим каждый отдельно.

Проводное соединение

Используется витая пара либо оптический кабель, который подключаются к сетевым картам на ПК. Такие устройства есть в любом железе, которому не больше 10-15 лет, — они интегрируются в материнскую плату.

Проводное объединение обеспечивает наиболее стабильную и быструю передачу данных. В современных вариантах пропускная способность составляет 100 Мбит/с и выше через витую пару . От 10 Гбит/с по оптоволокну. Для такого подключения чаще всего применяется технология Ethernet.

Когда совокупность компьютеров большая или необходимо с одного сервера раздавать интернет, могут быть использованы хабы (коммутаторы). Они имеют несколько разъемов для подключения проводов. В их функции входит ретрансляция входящего в один порт сигнала по другим интерфейсам.

Структура сети

Есть несколько топологий подключения компьютеров по проводам:

  • Линейная шина — последовательное соединение ПК от одного к другому.
  • Тип «звезда» — все участники сети питаются от одного сервера.
  • Кольцо — структура соединения понятна из названия. В данном случае тоже распределяются ресурсы сервера среди всех машин, но если одна выйдет из строя, то другие работать не будут.

  • Снежинка — самая гибкая топология, потому что позволяет соединять оборудование по наиболее удобному принципу, как правило, с учетом его функциональности.

Беспроводной способ

Имеется в виду объединение по радиоволнам. Самый распространенный сейчас вариант — это Wi-Fi. Однако возможно подключение также через Bluetooth и GPRS. В любом случае скорость будет ниже, чем при соединении по проводам. В среднем, по вай-фаю она составляет 10 Мбит/с и выше.

Для создания сетки без участия проводов нужно, чтобы в компьютерах был специальный модуль. В современных ноутбуках он обычно встроен, а для ПК можно купить внешнее устройство. Также необходим единый сетевой шлюз (роутер), к которому будет подведен проводной интернет. А участники сети будут получать его по радиоволнам.

Как передаются данные?

Чтобы организовать локальную сеть, мало лишь физически соединить машины, нужно еще выполнить настройку. Их работа контролируется программами. Чтобы компы понимали друг друга, используется единый и понятный для них язык — сетевой протокол.

Он бывает разных видов, но наибольшее распространение получили пакетные протоколы. Что это значит? Передаваемые данные разбиваются на блоки, которые помещаются в пакет. Он также содержит сведения о получателе и адресате. Каждый компьютер с определенной периодичностью коннектится к сети и проверяет проходящие пакеты: те, что предназначены для него, забирает.

Как железо понимает, что тот или иной пакет адресован именно ему? Каждая машина имеет IP-адрес, уникальный в рамках одной сети. Он задается в процессе настройки Windows или другой системы, которую вы используете.

Компьютерные технологии сильно облегчают жизнь человечеству, а так как речь идет про локальные сети, то конкретное применение компьютерной сети разнообразно, но в основе всего лежит упрощение привычных задач. Локальные сети облегчают множество задач в плане передачи данных внутри компании или же в частной домашней сети. Об этом мы сегодня и поговорим.

Читайте также:  Потеря данных на жестком диске

Преимущества локальных сетей

Вот вы захотели перекинуть фильм на карту памяти планшета или смартфона, а вставать лень, но если у вас создана домашняя локальная сеть, то вы запросто можете воспользоваться видеоплеером, который поддерживает потоковую передачу с помощью локальной сети, как пример, VLC Media Player.

VLC Media Player нужно просто запустить, выбрать режим "Поток" и спокойно смотреть фильм, не вставая с дивана, на другом устройстве, либо же через общий доступ к папке, тогда нужно будет выбрать локальную сеть в программе и файл, который следует открыть.

Или вы – владелец бизнеса, и нужно, чтобы все сотрудники работали с высокой производительностью. Можно постоянно давать им нагоняй, но толку от высококлассных специалистов будет больше, если предоставить им современные технологии. Допустим, у вас частное предприятие по работе с документами, каждый раз мотаться туда-сюда надоест любому сотруднику, да и производительность падает. На помощь придет локальная сеть, с ее помощью можно избавиться от "пожирателя времени" в форме вечной беготни между столами в поисках нужной информации.

Это небольшое число примеров применения локальных сетей.

Давайте разберем следующие понятия: локальная сеть, типы локальных сетей, их преимущества и недостатки.

Локальная сеть

Компьютерная сеть, она же вычислительная или локальная сеть – система для обмена данными между электронными устройствами, обеспеченная средами передачи. Последними могут служить оптоволокно, радиоволны и т. д. Обеспечивает передачу данных до 10-15 километров между абонентами. Особенно полезно при нахождении внутри одного большого здания или в нескольких рядом расположенных зданиях.

Основные преимущества

Плюсами технологии можно считать:

  • Разделение ресурсов – рациональное использование устройств внутри сети.
  • Распределение данных – доступ к файлам с других устройств. Организация работы и общий доступ к рабочему документу и иным файлам.
  • Разделение приложений, установленных на компьютерах, – использование программ, установленных на соседних компьютерах.

Типы локальных сетей

Существует две модели локальных вычислительных сетей:

  • Одноранговая сеть.
  • Сеть типа клиент-сервер.

Начнем с пояснения первого термина.

В одноранговой вся информация распределена между устройствами. Любой пользователь может изменить права доступа к файлам. Рабочими станциями служат сами компьютеры.

Предоставляется полный доступ любому пользователю сети к любым ресурсам и файлам устройств.

  • Этот тип легок в реализации и доступен при небольшом бюджете.
  • Подключение до 20 устройств (возможно больше).
  • Много устройств – малая производительность (наблюдается при старом аппаратном и программном обеспечении).
  • Отсутствие единой информационной базы.
  • Низкая безопасность.
  • Зависимость информации от состояния компьютера, т. е. если устройство выключено, то и информация будет недоступна.

Сети типа клиент-сервер имеют только один главный компьютер – сервер. Он хранит информацию и обрабатывает ее.

  • Универсальный сервер – для несложных задач, обработка данных в локальной сети.
  • Сервер базы данных – обработка запросов, направляемых базе данных.
  • Proxy сервер – подключающий локальную сеть к сети Internet (VPN).
  • Файловый сервер – распределение ресурсов и доступ к файлам.
  • Сервер приложений – выполнение прикладных процессов.
  • Почтовый сервер – ответы на запросы, присланные по электронной почте.
  • хорошая производительность;
  • единая база информации;
  • продвинутая система безопасности.
  • стоимость;
  • нужен квалифицированный персонал для обслуживания.

Создание локальной сети

Аппаратные средства. Вся система держится на передаче данных, чтобы их можно было отправить, нужны следующие приспособления:

Сетевой адаптер – плата для передачи и приема информации из сети. Компьютеры можно подключить с помощью кабелей различных типов (оптоволоконный, витая пара, коаксиальный).

Кабель – это основа канала связи – физическая среда передачи данных. Нужно особенно обратить внимание на пропускную способность (бит/сек, килобит/сек, мегабит/сек и т. д.). Как пример, кабель RJ45.

    Хаб – устройство для передачи сигнала от одних устройств к другим. В среднем 8 до 30 разъемов (портов) для подключения компьютера или другого хаба. Каждый порт предназначен для отдельного устройства. За счет них вся сеть работает.

Программные средства. Помимо аппаратного оборудования, нужно специальное программное обеспечение и настройка компьютера или иного устройства для работы внутри сети:

  1. Система с поддержкой локальной сети.
  2. Настройка отдельных папок и данных для доступа извне.

Все современные, да и довольно старые системы, например, Windows XP, поддерживают создание и доступ к файлам в локальной сети. Так что основной поиск программ для доступа к сети сводится к отдельным устройствам, таким как смартфоны, планшеты (не на Windows), устройства на основе ядра Linux и т. д.

Топологии локальных сетей

Выделяют такие разновидности:

  • "Общая шина" (bus).
  • "Кольцо" (ring).
  • "Звезда" (star).
  • Физическая "звезда" и логическое "кольцо" (Token Ring).

Топология "общая шина".

Использует единый канал для передачи данных по кабелю (коаксиальный), на концах установлены оконечные сопротивления (терминаторы). Подключение через Т-разъем. Информация идет во все узлы, но принимается только конкретным.

  • Отказ узла не повлияет на работу всей сети.
  • Легкая настройка.
  • Устойчивость при неисправности отдельных узлов.
  • Разрыв кабеля влияет на работу всей сети.
  • Ограничение по протяженности кабеля и количеству рабочих станций.
  • Сложное нахождение дефекта в соединении.
Читайте также:  Huawei p10 не включается

Топология типа "кольцо".

Все узлы соединены в неразрывное кольцо, которая обеспечивает передачу информации. Передача идет через каждое устройство в сети, от одной точки к другой. Данные движутся в одном направлении.

Преимуществом является легкость создания и настройки. Среди недостатков можно назвать то, что при повреждении промежутка связи или отказе компьютера происходит сбой в работе всей сети.

Топология локальных сетей "звезда".

Каждый пк или сервер отдельно подключен кабелем к концентратору или хабу. Последний обеспечивает параллельное соединение.

  • Простое подключение новых устройств.
  • Централизованное управление.
  • Устойчивость к неисправностям отдельных устройств в сети.
  • Отказ повторителя (хаба) отрицательно влияет на работу всей сети.
  • Нужно много кабеля.

Топология Token Ring.

Основана на кольцевой топологии. Лучшая топология, так как предлагает, что доступ распределен равномерно по всем рабочим станциям и обеспечивает высокую надежность за счет устойчивости к разрывам отдельных станций. Однако очень дорогой вариант.

Классификация локальных сетей делится на просто локальные и локальные расширенные сети.

Сферы применения локальный сетей

Известны следующие случаи применения технологии:

  • Создание личных локальных сетей.
  • Игровые клубы и игра по локальной сети с друзьями.
  • Автоматизация управленческой деятельности, организация "электронных офисов".
  • Автоматизация производства.
  • Автоматизация обучения.

Угрозы

Многие типы локально-вычислительных сетей могут подвергнуться взлому.

Так как все компьютеры соединены в одну сеть с общим доступом к файлам друг друга, то есть вероятность, что все это позволит любому хакеру внедрить вирус, троян в сеть, который распространится по всем компьютерам и устройствам в сети (почти всем), где есть проблемы с безопасностью.

Те же специалисты по техническому обслуживанию могут нести угрозу для компании, ведь ему ничего особо не мешает повлиять на сеть, особенно, если система типа сервер-клиент, для варианта одноранговой локальной сети это не так опасно.

А сделать можно много:

  • Украсть все данные, особенно, если они ничем не защищены и находятся в доступе локальной сети.
  • Внедрить шпиона, чтобы он исследовал действия пользователей.
  • Там, где рабочие компьютеры, там и домашние. Легким движением руки весь вредоносный код перекочует на домашний компьютер, если на нем не установлен антивирус.
  • Можно остановить саму деятельность сети, вызвав перезагрузку.
  • И много чего еще.

Поэтому нужно беспокоиться о безопасности всей сети.

Защита локальной сети

Необходимо обязательно использовать антивирусные решения от различных компаний, программы антишпионы, мониторить активность в сети, провести шифрование, применять создание DMZ – когда фрагмент сети не является полностью доверенным, IDS – систему обнаружения вторжений, NAT – технологию трансляции одного или нескольких адресов в другие адреса, межсетевой экран или Firewall, смену файловой системы на NTFS (для профессионалов), установку последних обновлений системы, не предоставлять полный доступ сотрудникам на их компьютерах, то есть разграничить их права и права администратора. Одноранговая локальная сеть обычно никому не нужна, так как они используются в школах и институтах, а особо добывать там нечего.

Локальная сеть объединяет компьютеры, установленные в одном помещении (например, компьютерный класс, состоящий из 8-12 компьютеров) или в одном здании (несколько десятков компьютеров, установленных в различных кабинетах некоторого учреждения)

Локальная сеть — коммуникационная система, состоящая из нескольких компьютеров, соединенных между собой посредством кабелей (телефонных линий, радиоканалов), позволяющая пользователям совместно использовать ресурсы компьютера: программы, файлы, папки, а также периферийные устройства: принтеры, плоттеры, диски, модемы и т.д.

Виды локальных сетей:

Одноранговая локальная сеть

В небольших локальных сетях все компьютеры обычно равноправны, т.е. пользователи самостоятельно решают, какие ресурсы своего компьютера сделать общедоступными. Такие сети называют одноранговыми.

Одноранговая локальная сеть- сеть поддерживающая равноправие компьютеров и предоставляющая пользователям самостоятельно решать какие ресурсы своего компьютера: папки, файлы, программы сделать общедоступными.

Локальная сеть на основе сервера

Если к локальной сети подключено более 10 компьютеров, одноранговая сеть может оказаться недостаточно производительной. Для увеличения производительности, а также в целях обеспечения большей надежности при хранении информации в сети, некоторые компьютеры специально выделяются для хранения файлов или программ-приложений. Такие компьютеры называются серверами, а локальная сеть – сетью на основе серверов.

Сервер — специальный управляющий компьютер, предназначенный для:

1. хранения данных для всей сети.

2. подключения периферийных устройств;

3. централизованного управления всей сетью;

4. определения маршрутов передачи сообщений.

Техническая поддержка локальной сети

Каждый компьютер, подключенный к локальной сети, должен иметь:

1.Сетевой адаптер – специальная плата, предназначенная для передачи и приема информации из сети.

Соединение компьютеров (сетевых адаптеров) между собой производится с помощью кабелей различных типов (коаксиальный, витая пара, оптоволоконный).

2. Кабель – основной канал связи – физическая среда передачи информации. Основная характеристика канала связи – пропускная способность, т.е. максимальная скорость передачи информации (измеряется в бит/сек, килобит/сек, мегабит/сек).

Читайте также:  Работа в опен офисе для чайников

В локальных сетях используются следующие виды каналов связи:

— Витая пара — проводной канал связи, содержащую пару скрученных проводников, обладает малой пропускной способностью – менее 1 Мбит/сек. Скручивание позволяет повысить помехоустойчивость кабеля и снизить влияние каждой пары на все остальные.

— Коаксиальный кабель — состоит из центрального проводника (сплошного или многожильного), покрытого слоем полимерного изолятора, поверх которого расположен другой проводник (экран). Экран представляет собой оплетку из медного провода вокруг изолятора или обернутую вокруг изолятора фольгу.

— Витая пара категорий 5, 5e, 6, 6e, 7 проводной канал связи, содержащую пару скрученных проводников, обладает хорошей пропускной способностью – от 100 Мбит/сек. и выше.

— Оптоволоконный кабель — состоит из тонкого стеклянного цилиндра, покрытого оболочкой с другим коэффициентом преломления. Типичная скорость от 10 Гбит/сек и выше.

Существуют и беспроводные локальные сети. В них информация между ПК передается с помощью инфракрасных лучей. Недостаток: наличие помех , создаваемых другими источниками той же частоты, а также сложность защиты данных от несанкционированного доступа, поскольку передаваемые сообщения в таком случае может воспринимать любой приемник, настроенный на ту же частоту.

3. Хаб (коммутатор, концентратор)- специальное устройство, предающее сигналы от одних подключенных к нему компьютеров к другим.

Каждый хаб имеет от 8 до 30 разъемов (портов) для подключения либо компьютера, либо другого хаба. К каждому порту подключается только одно устройство. Хабы являются сердцем системы и во многом определяют ее функциональность и возможности.

Топологии локальных сетей

Топология (структура) локальной сети – конфигурация сети, порядок соединения компьютеров в сети и внешний вид сети.

При помощи кабеля в локальной сети каждый компьютер соединяется с другими компьютерами. Структуру локальной сети можно описать с помощью сетевой информационной модели.

1. Шинная (линейная шина) – вариант соединения компьютеров между собой, когда кабель проходит от одного компьютера к другому, последовательно соединяя компьютеры между собой.

2. Звездная – к каждой рабочей станции подходи отдельный кабель из одного узла — сервера. Сервер обеспечивает централизованное управление всей сетью, определяет маршруты передачи сообщений, подключает периферийные устройства, является хранилищем данных для всей сети.

3.. Кольцевая – все компьютеры связаны в кольцо, и функции сервера распределены между всеми машинами сети. Недостаток: при выходе из строя любой ЭВМ работа сети прерывается.

4. Древовидная (снежинка) — позволяет структурировать систему в соответствии с функциональным назначением элементов. Наиболее гибкая структура. Практически все сложные системы имеют в своем составе иерархические структуры.

Сетевой протокол. Пакетный протокол

Работой компьютеров в локальной сети управляют программы. Для того чтобы все компьютеры могли понимать друг друга, отправлять друг другу запросы и получать ответы, они должны общаться на одном языке. Такой язык общения компьютеров называется сетевым протоколом.

В последнее время широкое применение нашли так называемые пакетные протоколы. При использовании протоколов этого типа данные, которыми обмениваются компьютеры, режутся на небольшие блоки. Каждый блок как бы вкладывается в «конверт» (инкапсулируется), в результате чего образуется пакет. Пакет содержит как сами данные, так и служебную информацию: от кого отправлен, кому предназначен, какой пакет должен следовать за ним и прочее. Пакетный протокол обеспечивает циркуляцию пакетов в сети, а также получение их адресатом и сборку. Каждая рабочая станция периодически подключается к сети (по прерываниям) и проверяет проходящие пакеты. Те, что адресованы ей, она забирает, а прочие пересылает дальше.

Рассмотрим простой пример пакетной связи. Допустим, мы на­писали письмо другу на трех листах, потом вложили их в три конверта, поставили на них цифры 1, 2, 3 и опустили в три разных почтовых ящика. Каждый листок пойдет к адресату своим путем. Возможно, что третий листок придет раньше первого, но это не помешает собрать их в правильном порядке и прочесть. В любой переписке особую роль играет конверт — необходимый элемент протокола, установленного почтовой службой. На конверте написано, куда надо доставить содержимое (адрес и почтовый индекс получателя), и указано, куда надо вернуть конверт в случае недоставки (обратный адрес). Если конверт подписан неправильно или на нем нет марки, свидетельствующей о том, что услуга оплачена, то протокол не соблюден и письмо до адресата может не дойти.

Таким образом, функционирование любой локальной сети основано на следующих принципах:

— каждая из машин, включенных в сеть, имеет свой собственный номер (идентификатор);

— информация от каждой машины поступает в сеть в виде отдельных порций (пакетов);

— пакет снабжается информацией о том, для какой машины он предназначен;

— пакет свободно перемещается по сети, причем эта его часть информации сравнивается с идентификатором каждой ЭВМ и в случае совпадения сообщение предается соответствующей машине.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector