Локальные компьютерные сети

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 5

1.1 ОСНОВЫ СЕТЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 5

1.1.1 Топология локальных сетей 7

1.1.2 Методы доступа 9

1.2 АППАРАТНЫЕ СРЕДСТВА ЛОКАЛЬНЫХ СЕТЕЙ 12

1.3 ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЛОКАЛЬНЫХ СЕТЕЙ 18

1.3.1 программные средства обеспечения надежности работы одноранговых сетей 21

1.3.2 Сетевые операционные системы 22

1.3.3 Сетевые приложения 25

2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 27

2.1 НАСТРОЙКА СЕТИ 27

2.1.1 МОНТАЖ СЕТИ 27

2.1.1.1 Установка сетевых адаптеров 27

2.1.1.2 Прокладка кабеля и распайка разъемов 27

2.1.1.3 Прокладка сети электропитания 28

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 32

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 33

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Локальные компьютерные сети – это вид общения людей  на расстоянии и взаимосвязь между  компьютерами.

Объединение компьютеров в единую сеть предоставляет  пользователям сети новые возможности, несравнимые с возможностями  отдельных компьютеров.

Локальная сеть позволяет организовать передачу файлов из одного компьютера в другой или  другие, совместно использовать вычислительные и аппаратные ресурсы, совмещать  распределенную обработку данных на нескольких компьютерах с централизованным хранением информации и многое другое.

Локальные сети, состоящие из близко расположенных  компьютеров, чаще всего находящихся  в одной комнате, в одном здании или в близко расположенных зданиях. Например, несколько компьютеров  в офисе могут быть объединены в локальную сеть.

Локальные компьютерные сети, охватывающие некое предприятие  или фирму и объединяющие разнородные  вычислительные ресурсы в единой среде, называют корпоративными. Примером может служить банковская сеть. В локальных сетях применяются высокоскоростные цифровые линии связи.

Цель работы – изложить главные принципы построения и функционирования компьютерных (вычислительных) сетей, познакомить с основами работы в локальной сети.

 

 

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 ОСНОВЫ СЕТЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

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

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

Сеть — это группа компьютеров, соединенных друг с другом каналом  связи. Канал обеспечивает обмен  данными внутри сети (то есть обмен  данными между компьютерами данной группы). Сеть может состоять из двух-трех компьютеров, а может объединять несколько тысяч ПК. Физически  обмен данными между компьютерами может осуществляться по специальному кабелю, телефонной линии, волоконно-оптическому  кабелю или по радиоканалу.

Компьютеры в сети можно соединять:

• непосредственно друг с другом (так называемое двухточечное соединение);
• через промежуточные узлы связи.

Компьютеры, подключенные к сети, могут  выполнять две функции:

1. Рабочие станции — любые компьютеры, подключенные к сети, но, как правило, за ними работают пользователи;
2. Серверы — компьютеры, которые управляют всей сетью и накапливают у себя все данные рабочих станций. Серверы могут работать в автоматическом режиме, они стоят без клавиатуры и иногда даже без монитора, но в любом случае серверы осуществляют функции управления сетью и концентрации данных.

Принято различать локальные и  глобальные сети. В сущности, главная  разница между ними понятна уже  по названиям, но есть и некоторые  существенные технологические отличия.

Локальные сети (от английского Local «местный») — это сети, состоящие из близко расположенных компьютеров, чаще всего находящихся в одной комнате, в одном здании или в близко расположенных зданиях. Например, несколько компьютеров в офисе могут быть объединены в локальную сеть. Локальные компьютерные сети, охватывающие некое предприятие или фирму и объединяющие разнородные вычислительные ресурсы в единой среде, называют корпоративными (от английского corporate «корпоративный, общий»). Примером может служить банковская сеть.

Важнейшей характеристикой локальных  сетей является скорость передачи данных, поэтому компьютеры соединяются  с помощью высокоскоростных адаптеров  со скоростью передачи данных не менее 10 Мбит в секунду.

В локальных сетях применяются  высокоскоростные цифровые линии связи.

Кроме того, локальные сети должны легко адаптироваться обладать гибкостью: пользователи должны иметь возможность  располагать компьютеры, подключенные к сети там, где понадобится, добавлять  или перемещать компьютеры или другие устройства, а также по необходимости  отключать их без прерываний в  работе сети.

Глобальные сети (от английского  global «мировой, всемирный») — объединяют компьютеры или локальные сети, расположенные очень далеко друг от друга, в разных городах, странах, на разных континентах. Для связи в глобальной сети используются модемы и дальние линии связи.

Соответственно, наряду со спутниковыми и оптоволоконными, применяются низкоскоростные аналоговые линии связи на базе телефонных линий.

Объединение компьютеров в единую сеть предоставляет пользователям  сети новые возможности, несравнимые  с возможностями отдельных компьютеров.

Локальная сеть позволяет организовать передачу файлов из одного компьютера в другой или другие, совместно  использовать вычислительные и аппаратные ресурсы, совмещать распределенную обработку данных на нескольких компьютерах  с централизованным хранением информации и многое другое.

1.1.1 Топология локальных сетей

Топология —  это конфигурация сети, способ соединения элементов сети (компьютеров) друг с  другом. Чаще всего встречаются три  способа объединения компьютеров  в локальную сеть:

Соединение  типа «звезда».

Каждый компьютер через специальный  сетевой адаптер подключается отдельным  кабелем к объединяющему устройству. В случае надобности можно объединить вместе несколько сетей с топологией «звезда», при этом конфигурация сети получается разветвленной.

Топология локальной  сети «звезда».

При соединении типа «звезда» легко искать неисправность  в сети, но оно не всегда надежно, поскольку выход из строя центрального узла может привести к остановке  сети.

Соединение «общая шина»

Все компьютеры сети подключаются к одному кабелю, этот кабель используется совместно  всеми рабочими станциями по очереди. При таком типе соединения все  сообщения, посылаемые каждым отдельным  компьютером, принимаются всеми  остальными компьютерами в сети.

В топологии  «общая шина» выход из строя отдельных  компьютеров не приводит всю сеть к остановке, но несколько труднее  найти неисправность в кабеле, и при обрыве кабеля (единого для  всей сети) нарушается работа всей сети.

Соединение  пята «кольцо».

Данные передаются от одного компьютера к другому, при этом если один компьютер  получает данные, предназначенные для  другого компьютера, то он передает их дальше (по кольцу), а если данные именно этому компьютеру и предназначены, то он их, естественно, у себя оставляет  и дальше не передает.

Топология локальной  сети «кольцо» определяется на основе нескольких факторов:

физические  ограничения на общую протяженность  сети;

количество  сегментов и узлов в сети;

надежность  сети;

балансировка  нагрузки;

стоимость и  экономичность;

возможность и удобство прокладки кабеля;

стационарность  соединений и т.д.

Выбор топологии  сети в свою очередь определяет выбор  сетевого оборудования.

1.1.2 Методы доступа

Наиболее  известны и распространены три конкретные реализации методов доступа: Ethernet, Arcnet и Token Ring.

Ethernet

Этот  метод был разработан фирмой Xeror в 1975 году и до сих пор наиболее популярен: метод доступа Ethernet обеспечивает высокую скорость и высокую надежность передачи данных.

Для метода доступа Ethernet используется топология «общая шина», поэтому все сообщения, посылаемые каждым отдельным компьютером, принимаются всеми остальными компьютерами в сети, подключенными к общей шине. Однако в целенаправленном, предназначенном для конкретной станции сообщении обязательно указан адрес станции на значения и адрес отправителя, поэтому принимает его только станция назначения, а остальные не обращают на него внимания.

Перед началом  передачи станция определяет, свободен ли канал связи и если свободен — начинает передачу. Однако возможна одновременная передача сообщений  двумя и более станциями. В  этом случае станции на короткое время  задерживают передачу, а затем  возобновляют. Практически быстродействие сети уменьшается только при одновременной  работе 80—100 станций.

Arcnet

Метод доступа  Arcnet принадлежит фирме Datapoint Corp и тоже широко распространен: оборудование Arcnet заметно дешевле, чем оборудование Ethernet или Token Ring.

Arcnet применяется в локальных сетях с топологией «звезда». Один из компьютеров создает сообщение специального вида (так называемый маркер), которое передается от одного компьютера к другому последовательно. При передаче обычного информационного сообщения от одной станции к другой очередная станция дожидается маркера и дополняет его этим сообщением, а также адресами отправителя и назначения.

Когда отправленный пакет достигает станции назначения, информационное сообщение отделяется от маркера и передается станции.

Token Ring

Этот  метод доступа разработан фирмой IBM и предполагает топологию сети «кольцо».

Метод Token Ring во многом напоминает предыдущий метод Arcnet:

он использует сообщение-маркер, передаваемое от одной  станции к другой; однако здесь  есть возможность разным рабочим  станциям назначать различные приоритеты.

1.3 Новые системы передачи данных

Наряду  с вышеописанными распространенными  стандартами Ethernet, Arcnet и Token Ring, в локальные сети успешно внедряются новые системы передачи данных — беспроводные радио и инфракрасные сети и высокоскоростные системы. Новые системы передачи данных могут использоваться как самостоятельно, так и для связи традиционных подсетей в более производительную сеть.

Беспроводные  сети предназначены прежде всего в условиях, когда стационарная прокладка кабеля затруднена либо неэффективна (из-за постоянно меняющейся рабочей среды). Такие системы имеют относительно невысокую скорость передачи данных и наиболее эффективны для приложений, предусматривающих обмен небольшими объемами информации (электронная почта, удаленная печать, прием и передача факсимильных сообщений).

Быстродействующие системы FDDI, CDDI, ATM, TCNS со скоростью передачи данных 100—622 Мбит/с могут либо служить основным магистральным каналом для объединения менее производительных подсетей в единую сеть, либо использоваться в системах, для которых необходима высокая пропускная способность сети. Только в таких сетях возможна эффективная работа систем мультимедиа, когда в реальном масштабе времени по сети передаются звуковая, видео и другая информация в цифровом виде.

Однако  существенное значение имеет пропускная способность сети. При больших  нагрузках у систем с маркерным  доступом к среде передачи данных (Arcnet, Token Ring, TCNS) пропускная способность остается на фиксированном уровне, а у систем с произвольным методом доступа пропускная способность резко сокращается.

 

1.2 АППАРАТНЫЕ СРЕДСТВА ЛОКАЛЬНЫХ СЕТЕЙ

Состав и  конфигурация сетевой аппаратуры во многом зависит от топологии сети.  Сетевые адаптеры (платы) в сущности (технически) нужны для подключения  компьютера к кабелю (как правило, сетевой адаптер вставляется  в материнскую плату компьютера и имеет еще один-два разъема  для подключения к кабелю компьютерной сети).

Сетевые адаптеры по выполняемым функциям разделяют  на две группы:

• адаптеры для реализации функций физического и канального уровней;
• адаптеры для реализации функций всех уровней.

Общие функции  любых адаптеров следующие:

• организация приема/передачи данных в/из компьютера;
• согласование скорости приема/передачи данных (буферизация);
• формирование пакетов данных;
• параллельно-последовательное преобразование данных;
• кодирование/декодирование данных;
• проверка правильности передачи;
• установление соединения с требуемым абонентом сети;
• организация собственно обмена данными.

Адаптеры  второй группы дополнительно способны выполнять следующие функции:

• маршрутизации и ретрансляции данных;
• согласования протоколов различных сетей;
• сегментации и блокирования данных;
• сборки данных в сообщения из пакетов, поступающих в произвольном порядке.

Поскольку адаптеры ориентированы на определенную топологию  локальной сети, постольку адаптеры можно классифицировать по типам: поддерживающие шинную топологию, кольцевую, звездную, древовидную, комбинированную.

1.2.1 Приемопередатчики (трансиверы) и повторители (репитеры)

Приемопередатчик (трансивер) — это устройство, которое  связывает компьютер с сетью  и функционирует как передатчик и приемник.

Повторитель (репитер) — это устройство с автономным питанием, которое обеспечивает передачу данных между сегментами сети, если длина сегмента ограничена параметрами  кабеля. Репитер подключается к сетевому кабелю через приемопередающий кабель, приемопередатчик и устройство подключения.

Хаб (концентратор) — это многопортовое устройство, к которому подключают компьютеры с помощью сетевых кабелей. Благодаря хабам, можно формировать сеть произвольной топологии, имеющей при этом все преимущества сети Ethernet.