Апаратне забезпечення сервера локальної мережі. Апаратне та програмне забезпечення мережі. Повні уроки – Гіпермаркет знань. Робоче проектування мережі

Призначення мережевих концентраторів і комутаторів аналогічно – з'єднання кількох вузлів ЛОМ у межах одного сегмента. Різниця полягає в тому, що концентратор транслює трафік від одного вузла всім доступним, а комутатор безпосередньо вузлу-отримувачу. Те чи інше апаратне забезпечення ЛОМможе бути обрано залежно, в першу чергу, від інформаційної завантаженості мережі та вимог щодо безпеки передачі даних. У мережах, вузли яких не критичні до обсягів трафіку цілком достатньо концентраторів. Мережі, що пред'являють підвищені вимоги до продуктивності та безпеки даних, повинні бути укомплектовані комутаторами, які унеможливлюють необхідність і можливість вузлів мережі обробляти не призначену для них інформацію.

Мости та маршрутизатори - це апаратне забезпечення ЛОМ, Що забезпечує зв'язок між сегментами мережі Маршрутизатори, на відміну від мостів, що працюють на канальному рівні – другому моделі OSI, використовують третій рівень моделі – мережевий. Це дозволяє здійснювати передачу пакетів з урахуванням специфіки протоколів, здійснювати вибір оптимального маршруту передачі пакета на підставі аналізу отриманої від інших маршрутизаторів інформації про топологію та стан мережі. Міст же є прозорим для всіх мережевих протоколіві, подібно до комутаторів, приймає рішення про трансляцію пакета тільки на підстави MAC-адреси одержувача.

Статті на тему:

Структурна є графічний документ, що відображає фізичне розташування та зв'язок складових частинскс.

Слід довіряти виключно кваліфікованим фахівцям, які офіційно допущені до роботи в електроустановках.

Локальна обчислювальна мережа- це поняття, знайоме багатьом не з чуток. Практично кожне підприємство використовує цю технологію, тому можна стверджувати, що кожна людина так чи інакше стикалася з нею. Локальні мережі істотно прискорили виробничі процеси, тим самим давши різкий стрибок подальшого їх застосування по всій земній кулі. Все це дозволяє прогнозувати подальше зростання і розвиток подібної системи передачі даних, аж до впровадження ЛОМ на кожному, навіть невеликому підприємстві.

Концепція локальної мережі

Локальна обчислювальна мережа є деяку кількість комп'ютерів, з'єднаних між собою спеціальним обладнанням, що дозволяє здійснювати повноцінний обмін інформацією між ними. Важливою особливістю цього виду передачі є відносно невелика територія розміщення вузлів зв'язку, тобто самих обчислювальних машин.

Локальні мережі не лише суттєво полегшують взаємодію між користувачами, а й виконують деякі інші функції:

• Спрощують роботу із документацією. Співробітники можуть редагувати та переглядати файли на своєму робочому місці. При цьому потреба в колективних зборах та нарадах відпадає, що економить дорогоцінний час.
• Дозволяють працювати над документами спільно з колегами, коли кожен перебуває за своїм комп'ютером.
• Дають можливість доступу до програм, встановлених на сервері, що дозволяє заощаджувати вільний простір на встановленому жорсткому диску.
• Заощаджують простір на жорсткому диску, дозволяючи зберігати документи на головному комп'ютері.

Види мереж

Локальна обчислювальна мережа може бути представлена ​​двома моделями: одноранговою мережею та ієрархічною. Розрізняються вони методами взаємодії вузлів зв'язку.

Одноранговая мережу полягає в рівноправності всіх машин, а дані розподілені між кожною їх. По суті користувач одного комп'ютера може отримати доступ до ресурсів та інформації іншого. Ефективність роботи однорангової моделі безпосередньо залежить від кількості робочих вузлів, а рівень її безпеки незадовільний, що разом із досить складним процесом управління робить такі мережі не надто надійними та зручними.

Ієрархічна модель включає один (або більше) головний сервер, де зберігаються і обробляються всі дані, і кілька вузлів-клієнтів. Цей тип мереж використовується набагато частіше першого, маючи перевагу у швидкодії, надійності та безпеці. Однак швидкість роботи такої ЛОМ багато в чому залежить від сервера, що за певних умов можна вважати недоліком.

Складання технічних вимог

Проектування локальної обчислювальної мережі є досить складним процесом. Починається він із розробки технічного завдання, яке слід ретельно продумати, оскільки недоліки у ньому загрожують наступними труднощами у побудові мережі та додатковими фінансовими затратами. Первинне проектування можна провести за допомогою спеціальних конфігураторів, які дозволять підібрати оптимальне мережне обладнання. Особливо зручні такі програми тим, що можна виправляти різні значення та параметри безпосередньо під час роботи, а також складати звіт після закінчення процесу. Тільки після цих дій можна буде розпочати наступний етап.

Ескізне проектування

Цей етап полягає у зборі даних про підприємство, де планується монтаж локально обчислювальної мережі, та аналіз отриманої інформації. Визначається кількість:

• Користувачів.
• Робочі станції.
• Серверні приміщення.
• Порти підключення.

Важливим моментом є наявність даних про шляхи прокладання магістралей та планування певної топології. Загалом необхідно дотримуватися низки вимог, які пред'являє стандарт IEEE 802.3. Однак, незважаючи на ці правила, іноді може знадобитися розрахунки затримок поширення сигналу або проконсультуватися у виробників мережевого обладнання.

Основні характеристики ЛОМ

Вибираючи спосіб розміщення вузлів зв'язку, необхідно пам'ятати про основні вимоги до локальних мереж:

• Продуктивності, яка поєднує у собі кілька понять: пропускну спроможність, час реакції, затримка передачі.
• Сумісності, тобто. Можливості підключити різне обладнання локальних обчислювальних мереж та програмне забезпечення.
• Безпеки, надійності, тобто. можливості запобігання несанкціонованому доступу та повному захисту даних.
• Масштабованості - здатність збільшення кількості робочих станцій без погіршення продуктивності мережі.
• Керованості - можливості контролю основних елементів мережі, профілактики та усунення проблем.
• Прозорості мережі, що полягає у поданні для користувачів єдиним обчислювальним пристроєм.

Основні топології локально-обчислювальних мереж: переваги та недоліки

Топологія мережі є фізичним її розташуванням, значно впливаючи на основні характеристики. На сучасних підприємствах в основному використовуються три види топологій: "Зірка", "Шина" та "Кільце".

Топологія "Зірка" є найпоширенішою, має безліч переваг перед іншими. Такий спосіб монтажу відрізняється високою надійністю; якщо який-небудь комп'ютер вийшов з ладу (крім сервера), на роботу інших це не вплине.

Топологія «Шина» є єдиним магістральним кабелем з підключеними обчислювальними машинами. Подібна організація локальної обчислювальної мережі заощаджує фінанси, але не підходить для об'єднання великої кількості комп'ютерів.

Топологія «Кільце» відрізняється низькою надійністю за рахунок особливого розташування вузлів - кожен із них з'єднаний з двома іншими за допомогою мережевих карт. Поломка одного комп'ютера призводить до зупинки роботи всієї мережі, тому такий вид топології застосовується дедалі рідше.

Робоче проектування мережі

Локальна обчислювальна мережа підприємства включає також різні технології, обладнання і кабелі. Тому наступним етапом стане підбір усіх цих елементів. Ухвалення рішення на користь того чи іншого програмного чи апаратного забезпечення визначається метою створення мережі, кількістю користувачів, переліком використовуваних програм, розмірами мережі, а також її місцезнаходженням. В даний час найчастіше використовуються оптоволоконні магістралі, що відрізняються великою надійністю, швидкодією та доступністю.

Про види кабелю

Кабелі використовуються в мережах для передачі сигналів між робочими станціями, кожен з них має свої особливості, що необхідно враховувати при проектуванні ЛОМ.

• Віта пара складається з кількох пар провідників, покритих ізоляцією та скручених між собою. Невисока ціна та простота монтажу є вигідними перевагами, що робить такий кабель найпопулярнішим для монтажу локальних мереж.
• Коаксіальний кабель включає два провідники, вставлених один в інший. Локальна обчислювальна мережа із застосуванням коаксіалу вже не така поширена - її замінила кручена пара, проте вона зустрічається в деяких місцях досі.
• Оптоволокно є скляною ниткою, здатною переносити світло за допомогою його відображення від стінок. Кабель з цього матеріалу передає дані на величезні відстані та відрізняється високою швидкодією порівняно з крученою парою та коаксіалом, проте коштує недешево.

Необхідне обладнання

Мережеве обладнання локальних обчислювальних мереж включає безліч елементів, що найчастіше використовуються серед яких є:

• Концентратор чи хаб.Він об'єднує кілька пристроїв в один сегмент за допомогою кабелю.
• Комутатор. Використовує спеціальні процесори для кожного порту, що обробляють пакети відокремлено від інших портів, за рахунок чого мають високу продуктивність.
• Маршрутизатор. Це пристрій, що приймає рішення про розсилку пакетів на основі даних про таблиці маршрутизації та деякі правила.
• Модем. Широко застосовується в системах зв'язку, забезпечуючи контакти з іншими робочими станціями за допомогою кабельної або телефонної мережі.

Кінцеве мережеве обладнання

Апаратне забезпеченнялокальної обчислювальної мережі обов'язково включає серверну і клієнтську частини.

Сервер – це потужний комп'ютер, що має високу мережеву значимість Функції його полягають у зберіганні інформації, баз даних, обслуговуванні користувачів та обробці програмних кодів. Сервери знаходяться у спеціальних приміщеннях з регульованою постійною температурою повітря - серверними, а корпус їх оснащений додатковим захистомвід пилу, випадкового вимкнення, а також потужною охолоджувальною системою. Зазвичай, доступом до серверу мають лише системні адміністратори чи керівники підприємства.

Робоча станція є звичайною обчислювальною машиною, підключеною до мережі, тобто нею є будь-який комп'ютер, що запитує послуги у головного сервера. Для забезпечення зв'язку на таких вузлах використовується модем та мережна плата. Оскільки зазвичай робочі станції використовують ресурси сервера, клієнтська частина оснащена слабкими планками пам'яті і жорсткими дисками невеликого об'єму.

Програмне забезпечення

Устаткування локальних обчислювальних мереж зможе повноцінно здійснювати свої функції без відповідного програмного забезпечення. До програмної частини належать:

• Мережеві операційні системи на серверах, що є основою будь-якої мережі. Саме ОС управляє доступом до всіх мережевих ресурсів, координує маршрутизацію пакетів, вирішує конфлікти пристроїв. У таких системах є вбудована підтримка протоколів TCP/IP, NetBEUI, IPX/SPX.
• Автономні ОС, що керують клієнтською частиною. Ними є звичайні Операційні системи, Наприклад, Windows XP, Windows 7.
• Мережеві служби та програми. Ці програмні елементи дозволяють робити різні дії: перегляд віддаленої документації, друк на мережевому принтері, розсилання поштових повідомлень. Традиційні служби HTTP, POP-3, SMTP, FTP та Telnet є основою цієї категорії та реалізуються за допомогою програмного забезпечення.

Нюанси проектування локальних мереж

Проектування локальної обчислювальної мережі потребує тривалого та неспішного аналізу, а також обліку всіх тонкощів. Важливо передбачити можливість зростання підприємства, що спричинить і збільшення масштабів локальної мережі. Складати проект необхідно таким чином, щоб ЛОМ у будь-який момент була готова до підключення нової робочої станції або іншого пристрою, а також модернізації будь-якого її вузла та компонента.

Не менш важливими є й питання безпеки. Кабелі, які застосовуються при побудові мережі, повинні бути надійно захищені від несанкціонованого доступу, а магістралі розміщені далеко від потенційно небезпечних місць, де вони можуть бути пошкоджені - ненароком або навмисне. Компоненти ЛОМ, що розміщуються за межами приміщення, обов'язково слід заземлити і надійно закріпити.

Розробка локально обчислювальної мережі - це досить трудомісткий процес, проте при правильному підході та виявленій належній відповідальності ЛОМ працюватиме надійно і стабільно, забезпечуючи безперебійну роботу користувачів.

Локальні мережі. Апаратне забезпечення мережі.

• Локальна обчислювальна мережа (ЛВС, локальна мережа, сленг. локалка; англ. Local Area Network, LAN) - комп'ютерна мережа, яка зазвичай покриває відносно невелику територію або невелику групу будівель (будинок, офіс, фірму, інститут).

Завдання локальної мережі:

• Розподіл файлів. Мережа дозволяє багато користувачів одночасно працювати з одним файлом.

• Передача файлів. Мережа дозволяє швидко копіювати будь-які файли з однієї машини на іншу без використання магнітних носіїв.

• Поділ прикладних програм. Мережа дозволяє різним користувачам використовувати одну й ту саму копію програми.

• Розділення принтера. Мережа дозволяє декільком користувачам використовувати один або кілька принтерів.

• Електронна пошта. Мережа дозволяє встановити поштову службу, щоб надсилати повідомлення, доповіді, службові записки іншим користувачам мережі.

• На базі локальної мережі модно встановити програмне забезпечення, що дає можливість використовувати технології глобальної мережі Інтернет під час підготовки, публікації, використання документів.

Локальна мережа

• Локальні мережі за способом взаємодії комп'ютерів поділяються на:

• однорангові;

• мережі із виділеним сервером.

Однорангова локальна мережа

• У одноранговий локальної мережівсі комп'ютери є рівноправними. Загальні пристрої можуть бути підключені до будь-якого комп'ютера у мережі.

Мережа з виділеним сервером

• Сервер(Від англ. Server - обслуговуючий пристрій) - комп'ютер, що розподіляє ресурси між користувачами мережі. У сервері встановлений потужний процесор, велика оперативна та дискова пам'ять, зберігається основна частина програмного забезпечення та даних мережі, якими можуть скористатися всі користувачі мережі.

• В якості робочих станційзазвичай використовуються менш продуктивні комп'ютери з меншою дисковою та оперативною пам'яттю.

Топологія локальної мережі

• Найбільш простий вид топології – шина. У такій мережі всі комп'ютери підключено до одного кабелю.

• Для локальних мереж, що базуються на файловому сервері, може застосовуватися схема зірка.

• Від схеми залежить склад обладнання та програмного забезпечення. Топологію обирають, виходячи із потреб підприємства. Якщо підприємство займає багатоповерховий будинок, то ньому може бути застосована схема сніжинка, у якій є файлові сервери для різних робочих груп і один центральний сервер для всього підприємства.

Апаратура локальної мережі:

• кабелі передачі інформації;

• роз'єми для приєднання кабелів;

• узгоджувальні термінатори;

• мережеві адаптери;

• репітери;

• трансівери;

• концентратори;

• мости;

• маршрутизатори;

• шлюзи.

Кабелі

Мережеві адаптери (Вони ж контролери, карти, плати, інтерфейси, NIC - Network Interface Card) - це основна частина апаратури локальної мережі, без якої мережа неможлива. Призначення мережного адаптера - поєднання комп'ютера (або іншого абонента) з мережею, тобто забезпечення обміну інформацією між комп'ютером та каналом зв'язку відповідно до прийнятих правил обміну.

Репітери, або повторювачі (repeater), виконують простішу функцію, ніж трансівери. Вони не перетворять ні рівні сигналів, ні їхній вигляд, а лише відновлюють ослаблені сигнали (їхню амплітуду та форму), наводячи їхню форму до вихідного вигляду. Мета такої ретрансляції сигналів полягає у збільшенні довжини мережі.

Концентратори (Hub) служать для об'єднання в єдину мережу кількох сегментів мережі. Концентратори можна поділити на пасивні та активні.

Мости (bridge), маршрутизатори (router) та шлюзи (gateway) служать об'єднання у єдину мережу кількох різнорідних мереж із різними протоколами обміну нижнього рівня, зокрема, з різними форматами пакетів, різними методами кодування, різною швидкістю передачі тощо.

Для об'єднання комп'ютерів нині використовується велика кількість різних пристроїв (мережевих апаратних засобів). У локальних мережах найчастіше використовуються мережні адаптери ( мережеві карти), концентратори, комутатори, маршрутизатори.

Розглянемо докладніше кожен тип устаткування.

Мережевий адаптер– Цей пристрій потрібний для підключення комп'ютера до локальної мережі. Мережевий адаптер встановлюється у вільний слот (роз'єм) материнської платикомп'ютера, як і адаптери, які виконують інші функції, наприклад, відеоадаптер. Мережеві адаптери можна класифікувати за такими ознаками:

· Залежно від типу і розрядності використовуваної в комп'ютері внутрішньої шини;

· Залежно від типу прийнятої в мережі мережевий технології- Ethernet, Token Ring, FDDI і т. д.;

· Залежно від типу середовища (каналу) передачі даних - коаксіальний кабель, оптоволоконний кабель, кабель типу кручена пара.

Мережний адаптер приєднується до кабелю за допомогою спеціальних конекторів, тип яких залежить від типу кабелю. Наприклад, для кабелю типу кручена пара використовується конектор типу RG-45, що зовні нагадує роз'єм для підключення телефону. Для підключення до коаксіального кабелю використовуються так звані BNC-конектори та Т-конектори. Існують мережні адаптери, які використовують бездротовий принцип взаємодії. Нині трьома головними типами бездротової передачіданих є радіозв'язок, зв'язок у мікрохвильовому діапазоні та інфрачервоний зв'язок. Найбільш поширеним, в даний час, варіантом організації бездротової локальної мережі є використання WiFiобладнання. WiFi є абревіатурою від "Wireless Fidelity" ( бездротовий зв'язок) і є стандартом бездротового доступузабезпечує швидкість передачі інформації до 54 Мбіт/сек.

Кожен мережевий адаптер має унікальний внутрішній номер, так звану MAC-адресу, що дозволяє однозначно ідентифікувати джерело інформації в середовищі мережі.

Різні типи кабеліввикористовуються як носії, або середовища передачі даних. Хоча бездротові технології передачі даних стають все популярнішими в даний час, основним типом носія для мережних комунікацій залишається кабель. Найбільш поширені кабелі наступних типів:

· Кабель типу кручена пара;

· коаксіальний кабель;

· оптоволоконний кабель.

Концентратор(багатопортовий повторювач, або HUB) – це пристрій, який використовується для об'єднання окремих робочих місць (комп'ютерів) у локальну мережу. Сучасні концентратори мають, як правило, 8, 12, 16, 24 або 48 портів (роз'ємів) для підключення комп'ютерів. Усі порти концентратора рівноправні. При отриманні сигналу від одного з підключених до нього комп'ютерів концентратор транслює його на всі інші порти. Таким чином, концентратор є центральною точкою з'єднання комп'ютерів у мережі.

Комутатор(switch) – це пристрій, який також може використовуватися для об'єднання комп'ютерів або різних сегментів локальної мережі. На відміну від концентратора, комутатор при отриманні сигналу (пакету даних) від одного з підключених до нього комп'ютерів не транслює його на решту всіх портів, а передає його тільки в той порт, до якого підключений комп'ютер, який є одержувачем цього пакета даних.

Маршрутизатор(router) – це мережний комунікаційний пристрій, виконують маршрутизацію інформації, тобто. визначення найкращого маршруту передачі інформації від джерела до пункту призначення і передачі інформації цим маршрутом. Маршрутизатори пов'язують в об'єднану мережу кілька підмереж і тому передача інформації від одного комп'ютера до іншого можлива кількома маршрутами.

Апаратні компоненти ЛОМ: робочі станції, сервери, інтерфейсні плати та кабелі.

Робочі станції (РС) – персональні ЕОМ, - робочі місця користувачів мережі. Іноді в РС можуть бути відсутні накопичувачі на жорстких дисках. Такі робочі станції називають бездисковими РС. Їхня перевага – низька вартість, висока захищеність від проникнення в систему сторонніх і комп'ютерних вірусів; недолік - немає можливості працювати в автономному режимі, мати власні архіви даних та програм.

Сервери в ЛОМ виконують функції розподілу мережевих ресурсів. Сервер - це досить потужний персональний комп'ютер, міні-ЕОМ чи спеціальна ЕОМ-сервер. В одній мережі може бути кілька серверів. Персональний комп'ютер-сервер може поєднувати функції сервера та робочої станції. Сукупність комп'ютерів сервера і робочих станцій, що відносяться до сервера, називають доменом.

Мережеві адаптери, що використовуються в ЛОМ, мають три основні характеристики: тип шини комп'ютера, до якого вони підключаються (ISA, EISA, Micro Channel тощо), розрядність (8, 16, 32, 64) і метод доступу до мережного каналу даних, що використовується.

Основні схеми об'єднання комп'ютерів у ЛОМ: «зірка», «кільце» та «загальна шина».

Методи доступу до мережного каналу, що широко використовуються:

o Ethernet (підтримує шинну топологію);

o Arcnet (підтримує зіркову топологію);

o Token-Ring (підтримує кільцеву топологію).

У класифікації топологій ЛОМ виділяють два основні класи: широкомовні та послідовні.

У широкомовних конфігураціях кожен персональний комп'ютер передає сигнали, які можна сприйняти іншими комп'ютерами. До таких змін належать топології «загальна шина», «дерево» та «зірка з пасивним центром».

У послідовних конфігураціях кожен фізичний рівень передає інформацію одному комп'ютеру. Приклади: довільна (довільне з'єднання комп'ютерів), ієрархічна, «кільце», «ланцюжок», «зірка з інтелектуальним центром», «сніжинка».

Для з'єднання комп'ютерів у ЛОМ використовують коаксідний (тонкий і товстий) кабель, «вита пара» та оптоволокно, ведуться роботи з впровадження бездротових радіомереж.

Додаткове обладнання ЛОМ – джерела безперебійного живлення, модеми, трансівери, повторювачі та роз'єми (конектори, термінатори).

Принципи управління

Існує два основних принципи управління в ЛОМ: централізоване та децентралізоване. У централізованих мережах є центральний вузол (комп'ютер-сервер (КС)) та робочі станції.

Основне призначення комп'ютера-сервера – керування передачею даних у мережі та зберігання файлів, що використовуються багатьма робочими станціями. До комп'ютерів-серверів зазвичай підключаються лазерні принтери, факси, модеми, сканери і т.д.

Мережеві операційні системи, що реалізують централізоване управління: Microsoft Windows NT Server, Novell NetWare (версії 3.Х та 4.Х) та інші.

Переваги централізованих мереж: висока захищеність мережевих ресурсів від несанкціонованого доступу, зручність адміністрування мережі, можливість створення мереж із великою кількістю вузлів.

Недоліки: уразливість системи у разі порушення працездатності файл-сервера, а також у пред'явленні високих вимог до ресурсів серверів.

Мережі з децентралізованимкеруванням (однорангові мережі) не містять комп'ютер-сервер. Функції керування мережею по черзі передаються від однієї робочої станції до іншої. Основні ресурси всіх робочих станцій є загальнодоступними. Однорангові мережі будуються на таких програмах та пакетах: Novell NetWare Lite, Windows for Workgroups, Windows95/98 та інші.

Розгортання однорангової мережі для невеликої кількості робочих станцій дозволяє побудувати більш ефективне і живуче розподілене обчислювальне середовище. Мережеве програмне забезпечення є більш простим, ніж централізовані мережі. Однак такі мережі слабші з погляду захисту інформації та адміністрування.

Споживач ресурсів у мережі називається клієнтом , а компонент мережі, що надає ресурси – сервером . Основні види ресурсів: апаратні (ціла ЕОМ, дисковий накопичувач, пристрій друку тощо), програмні та інформаційні. Типовими клієнтами мережі є: ЕОМ, користувач чи програма. Для апаратного ресурсу використовуються терміни – диск-сервер ( файловий серверабо файл-сервер). Обробка повідомлень, що надходять, виконується серверами повідомлень, обробка запитів до бази даних - серверами баз даних, виконання додатків користувача - серверами додатків. Іноді одним терміном називають різні (апаратні та апаратно-програмні) компоненти обчислювальної системи. Наприклад, сервер друку – комп'ютер із підключеним до нього принтером, програма друку або комп'ютер із програмним забезпеченням керування друком.