Разработка локальной сети и работа пользователей через сервер терминалов

Топология “Кольцо”

   Рисунок 4 Топология «Кольцо»

   Активная  топология. Все компьютеры в сети связаны по замкнутому кругу. Прокладка  кабелей между рабочими станциями  может оказаться довольно сложной и дорогостоящей если они расположены не по кольцу, а, например, в линию. В качестве носителя в сети используется витая пара или оптоволокно. Сообщения циркулируют по кругу. Рабочая станция может передавать информацию другой рабочей станции только после того, как получит право на передачу (маркер), поэтому коллизии исключены. Информация передается по кольцу от одной рабочей станции к другой, поэтому при выходе из строя одного компьютера, если не принимать специальных мер выйдет из строя вся сеть.

   Время передачи сообщений возрастает пропорционально  увеличению числа узлов в сети. Ограничений на диаметр кольца не существует, так как он определяется расстоянием между узлами в сети.

   Кроме приведенных выше топологий сетей  широко применяются т. н. гибридные топологии: “звезда-шина”, “звезда-кольцо”, “звезда-звезда”.

1.2 Протокол TCP/IP

  TCP/IP - это установка протоколов, используемых  для связи компьютерных сетей  и маршрутизации движения информации  между большим количеством различных  компьютеров. "TCP" означает "Протокол контроля передачи", а "IP" означает "Протокол межсетевого взаимодействия". Протоколы стандартизированы описанными допустимыми форматами, обработкой ошибок, передачей сообщений и стандартами связи. Компьютерные системы, которые подчиняются протоколам связи, таким как TCP/IP, могут использовать общий язык. Это позволяет им передавать сообщения безошибочно к нужным получателям, не смотря на большие различия в аппаратуре и программном обеспечении различных машин. Многие большие сети были выполнены с этими протоколами, включая DARPA сеть. Разнообразные университеты, учреждения и компьютерные фирмы связаны в глобальную сеть, которая следует протоколам TCP/IP. Тысячи индивидуальных машин подсоединены к сети. Любая машина сети может взаимодействовать с любой другой. Машины в сети называются "hosts"(главные ЭВМ) или "nodes"(узловые ЭВМ). TCP/IP обеспечивает базу для многих полезных средств, включая электронную почту, передачу файлов и дистанционную регистрацию. Электронная почта предназначена для передачи коротких текстовых файлов. Прикладные программы для передачи файлов могут передавать очень большие файлы, содержащие программы и

данные. Они также могут выполнять  контрольные проверки правильности передачи данных. Дистанционная регистрация позволяет пользователям одного компьютера зарегистрироваться на удаленной машине и продолжать интерактивный сеанс связи с этой машиной. 

Протокол  межсетевого взаимодействия (IP)

  IP определяет несвязанную пакетную  доставку. Эта доставка связывает  одну или более пакетно-управляемые сети в глобальную сеть. Термин "несвязанную" означает, что получающая и посылающая машины не связаны собой непосредственным контуром. Здесь индивидуальные пакеты данных (дейтаграммы) маршрутизируются через различные машины глобальной сети к локальной сети-получателю и получающей машине. Таким образом, сообщения разбиваются на несколько дейтаграмм, которые посылаются отдельно. Заметьте, что несвязанная пакетная доставка сама по себе ненадежна. Отдельные дейтаграммы могут быть получены или не получены и с большой вероятностью могут быть получены не в том порядке, в котором они были посланы. TCP увеличивает надежность. Дейтаграмма состоит из заголовка, информации и области данных. Заголовок используется для маршрутизации и процесса дейтаграммы. Дейтаграмма может быть разбита на малые части в зависимости от физических возможностей локальной сети, по которой она передается. (Когда шлюз посылает дейтаграмму к локальной сети, которая не может разместить дейтаграмму как единый пакет, она должна быть разбита на части, которые достаточно малы для передачи по этой сети). Заголовки фрагментов дейтаграммы содержат информацию, необходимую для сбора фрагментов в законченную дейтаграмму. Фрагменты необязательно прибывают по порядку, в котором они были посланы; программный модуль, выполняющий IP протокол на получающей машине, должен собирать фрагменты в исходную дейтаграмму.

Если  какие-либо фрагменты утеряны, полная дейтаграмма сбрасывается. 

Протокол  контроля передачи (TCP)

  Протокол  контроля передачи данных (TCP) работает совместно с IP для обеспечения надежной доставки. Он предлагает средства обеспечения надежности того, что различные дейтаграммы, составляющие сообщения, собираются в правильном порядке на принимающей машине и что некоторые пропущенные дейтаграммы будут посланы снова, пока они не будут приняты правильно. Первая цель TCP -это обеспечение надежности, безопасности и сервиса виртуального контура связи между парами связанных процессов на уровне ненадежных внутрисетевых пакетов, где могут случиться потери, уничтожение, дублирование, задержка или потеря упорядоченности пакетов. Таким образом, обеспечение безопасности, например, такой как ограничение доступа пользователей, к соответствующим машинам, может быть выполнено посредством TCP. TCP касается только общей надежности. Имеется несколько соображений относительно возможности получения надежного сервиса дейтаграмм. Если дейтаграмма послана через локальную сеть к удаленной главной машине, то промежуточные сети не гарантируют доставку. Кроме того, посылающая машина не может знать маршрут передачи дейтаграммы. Надежность пути "источник-приемник" обеспечивается TCP на фоне ненадежности среды. Это делает TCP хорошо приспособленной к широкому разнообразию приложений многомашинных связей. Надежность обеспечивается посредством контрольной суммы (коды обнаружения ошибок) последовательных чисел в заголовке TCP, прямого подтверждения получения данных и повторной передачи неподтвержденных данных.

1.3 Обоснование потребности в сети

Рассмотрим  преимущества, получаемые при сетевом объединении персональных компьютеров в виде внутрипроизводственной вычислительной сети:

      Распределение ресурсов позволяет экономно использовать ресурсы, например, управлять периферийными устройствами, такими как принтеры, со всех подсоединенных рабочих станций. Кроме того, компьютеры не всех пользователей могут быть оснащены принтерами, а им может быть потребуется распечатать документ.  Можно к тому же предоставить для общего пользования некоторые директории на дисках компьютеров, а в этих директориях разместить файлы, предназначенные для использования несколькими пользователями.

      Разделение  данных предоставляет возможность доступа и управления общими базами данных с периферийных рабочих мест. 

      Разделение  программных средств предоставляет возможность одновременного использования централизованных, ранее установленных программных средств.

          Разделение ресурсов процессора  возможность использования вычислительных мощностей для обработки данных другими компьютерами, входящими в сеть.        

1.4 Способы использования сети

  Для  создаваемой сети могут быть  различные варианты ее использования.  Среди них:

           -  организация связи между   пользователями;

           -  совместное использование ресурсов  компьютеров;

           -  совместное использование файлов;

           -  совместное использование периферийных  устройств (принтеров, сканеров, стримеров, факс-модемов, дисководов, приводов CD-ROM, дисковых накопителей)

           -  централизованное управление  компьютерами;

           -  использование общей базы данных;

           -  централизованное резервное  копирование всех данных;

           -  контроль за доступом к  важной информации;

           -  высокая степень защиты данных;

           -  связь с головной организацией  и выход на глобальную сеть.

1.5 Витая пара (Twisted Pair).

Наиболее  популярным материалом для построения современных компьютерных сетей  является витая пара. На сегодня  это недорогой и универсальный  кабель для создания локальных коммуникаций практически любого уровня сложности.

Общее понятие о витой  паре

Витая пара - это изолированные проводники, попарно свитые между собой некоторое  число раз на определенном отрезке  длины, что требуется для уменьшения перекрестных наводок между проводниками. Такие линии как нельзя лучше  подходят для создания симметричных цепей, в которых используется балансный принцип передачи информации.

Рисунок 6 Симметричная цепь

Приемник  и передатчик гальванически развязаны  друг от друга согласующими трансформаторами. При этом во вторичные обмотки (сетевые  адаптеры) подается только разность потенциалов первичной обмотки (непосредственно протяженной линии). Из-за этого необходимо отметить два важных момента:

• Токи в любой точке идеальной витой пары равны по значению, и противоположны по направлению. Следовательно, векторы напряженности электромагнитного поля каждого из проводников противоположно направлены, и суммарное ЭМИ отсутствует. Под идеальной витой парой понимается линия, в которой проводники бесконечно плотно прилегают друг к другу, имеют бесконечно малый диаметр, и ток, протекающий через них, стремится к нулю.
• Метод накладывает некоторые ограничения на протокол передачи (невозможность передачи постоянной составляющей), но значительно более устойчиво к внешним влияниям (по сравнению, например, с несимметричным RS-232).

1.6 Коннектор RJ-45

Восьмиконтактный  модульный соединитель (Вилка (Plug)) –  «народное название» "RJ-45".

Таблица 3 Коннектор RJ-45

Разводка  проводов по стандарту TIA\EIA-T568-B для обжимки коннектором RJ-45 (слева направо): 1)бело-оранжевый; 2)оранжевый; 3)бело-зелёный; 4)синий; 5)бело-синий; 6)зелёный; 7)бело-коричневый; 8)коричневый.

Правильная  обжимка «витой пары»

 

Неправильная  обжимка «витой пары»

Ниже  показано, как НЕ ДОЛЖНО выглядеть  соединение кабеля и RJ-45 коннектора. Слева  жилы слишком длинные и изоляция не доходит до держателя. Справа жилы слишком коротки и не доходят до контактной площадки.

 

Обжимной  инструмент

Вид коннектора RJ-45

 

1.7 Выбор коммутатора

Коммутаторы бывают пассивными и активными. Еще коммутаторы бывают управляемые и неуправляемые. Неуправляемые коммутаторы не позволяют изменять свои характеристики путем несложных манипуляций (аппаратно или при помощи программного обеспечения). Они имеют постоянные, неизменяемые характеристики. Управляемые коммутаторы позволяют менять свои характеристики обычно при помощи специального программного обеспечения, входящего в их комплект. Единственным недостатком управляемых коммутаторов является довольно высокая их стоимость. Их целесообразно использовать в специализированных сетях с достаточно высокими требованиями.

Коммутаторы семейства NetGear ENxxx являются сердцем сети. Коммутаторы ENxxx поддерживают технологию "plug and play" и не требуют какой-либо установки параметров.

Семейство ENxxx содержит коммутаторы с числом портов от 4 до 32, один из которых можно использовать для подключения дополнительного коммутатора (каскадирование).

Рисунок 10 Коммутатор 

Местоположение/Расстояния/Питание 

Выбор места установки коммутатора является наиболее важным этапом планирования сети. Коммутатор разумно расположить так чтобы от компьютеров до коммутатора были минимальные расстояния (на равном приблизительно расстоянии от всех компьютеров). Такое расположение позволит минимизировать расход кабеля. Длина кабеля от коммутатора до любого из подключаемых к сети компьютеров или периферийных устройств не должна превышать 100 метров.