Як побудувати ЛВС - локальну мережу малого підприємства. Курсова робота: Проектування локальної обчислювальної мережі Побудова локальної обчислювальної мережі

В ієрархічних локальних мережах є один або кілька спеціальних комп'ютерів– серверів, на яких зберігається інформація, яка спільно використовується різними користувачами.

Сервер в ієрархічних мережах – це постійне сховище ресурсів, що розділяються. Сам сервер може бути клієнтом лише сервера вищого рівня ієрархії. Тому ієрархічні мережі іноді називають мережами з виділеним сервером. Сервери зазвичай являють собою високопродуктивні комп'ютери, можливо, з кількома процесорами, що працюють паралельно, з вінчестерами великої ємності, з високошвидкісною мережевою картою (100 Мбіт/с і більше). Комп'ютери, з яких доступ до інформації на сервері, називаються станціями або клієнтами.

ЛОМ класифікуються за призначенням:

Мережі термінального обслуговування. Вони включається ЕОМ і периферійне устаткування, використовуване в монопольному режимі комп'ютером, якого воно підключається, чи бути загальномережевим ресурсом.

Мережі, з урахуванням яких побудовано системи управління виробництвом та установчої діяльності. Вони об'єднуються групою стандартів МАР/ТОР. У МАР описуються стандарти, які у промисловості. ТОР описують стандарти для мереж, які застосовуються в офісних мережах.

Мережі, які поєднують системи автоматизації, проектування. Робочі станції таких мереж зазвичай базуються на досить потужних персональних ЕОМ, наприклад, фірми Sun Microsystems.

Мережі, з урахуванням яких побудовано розподілені обчислювальні системи.

Всі ЛОМ працюють в одному стандарті прийнятому для комп'ютерних мереж - у стандарті Open Systems Interconnection (OSI).

Базова модель osi (Open System Interconnection)

Для того, щоб взаємодіяти, люди використовують спільну мову. Якщо вони не можуть розмовляти один з одним безпосередньо, вони застосовують відповідні допоміжні засоби передачі повідомлень.

Наведені вище стадії необхідні, коли повідомлення передається від відправника до одержувача.

Для того щоб надати руху процес передачі даних, використовували машини з однаковим кодуванням даних і пов'язані одна з одною. Для єдиного представлення даних у лініях зв'язку, якими передається інформація, сформовано Міжнародну організацію зі стандартизації (англ. ISO - International Standards Organization).

ISO призначена для розробки моделі міжнародного протоколу комунікацій, в рамках якої можна розробляти міжнародні стандарти. Для наочного пояснення розчленувати її на сім рівнів.

Міжнародна організація зі стандартизації (ISO) розробила базову модель взаємодії відкритих систем (англ. Open Systems Interconnection (OSI)). Ця модель є міжнародним стандартом передачі даних.

Модель містить сім окремих рівнів:

Рівень 1: фізичний- бітові протоколи передачі;

Рівень 2: канальний- формування кадрів, керування доступом до середовища;

Рівень 3: мережевий- маршрутизація, керування потоками даних;

Рівень 4: транспортний- Забезпечення взаємодії віддалених процесів;

Рівень 5: сеансовий- Підтримка діалогу між віддаленими процесами;

Рівень 6: поданніданих - інтерпретація даних, що передаються;

Рівень 7: прикладний- Користувальницьке управління даними.

Основна ідея цієї моделі полягає в тому, що кожному рівню приділяється конкретна роль у тому числі і транспортному середовищі. Завдяки цьому загальне завдання передачі даних розчленовується на окремі легко доступні для огляду завдання. Необхідні угоди для зв'язку одного рівня з вище-і нижчерозташованими називають протоколом.

Оскільки користувачі потребують ефективного управління, система обчислювальної мережі представляється як комплексна будова, яка координує взаємодію завдань користувачів.

З урахуванням вищевикладеного можна вивести наступну рівневу модель з адміністративними функціями, що виконуються в прикладному прикладному рівні.

Окремі рівні базової моделі проходять у напрямку вниз від джерела даних (від рівня 7 до рівня 1) та у напрямку вгору від приймача даних (від рівня 1 до рівня 7). Дані користувача передаються в нижчерозташований рівень разом зі специфічним для рівня заголовком до тих пір, поки не буде досягнутий останній рівень.

На приймальній стороні надходять дані аналізуються і, в разі потреби, передаються далі в вищерозташований рівень, поки інформація не буде передана в прикладний прикладний рівень.

Рівень 1Фізичний.

Фізично визначаються електричні, механічні, функціональні та процедурні параметри для фізичного зв'язку в системах. Фізичний зв'язок та нерозривна з нею експлуатаційна готовність є основною функцією 1-го рівня. Стандарти фізичного рівня включають рекомендації V.24 МККТТ (CCITT), EIA RS232 та Х.21. Стандарт ISDN (Integrated Services Digital Network) у майбутньому відіграє визначальну роль функцій передачі даних. Як середовище передачі даних використовують трижильний мідний провід (екранована кручена пара), коаксіальний кабель, оптоволоконний провідник і радіорелейну лінію.

Рівень 2Канальний.

Канальний рівень формує даних, переданих 1-м рівнем, звані " кадри " послідовності кадрів. На цьому рівні здійснюються керування доступом до передавального середовища, використовуваного декількома ЕОМ, синхронізація, виявлення та виправлення помилок.

Рівень 3Мережевий.

Мережевий рівень встановлює зв'язок у обчислювальної мережі між двома абонентами. З'єднання відбувається завдяки функціям маршрутизації, які потребують наявності мережевої адреси у пакеті. Мережевий рівень повинен також забезпечувати обробку помилок, мультиплексування, керування потоками даних. Найвідоміший стандарт, що відноситься до цього рівня, – рекомендація Х.25 МККТТ (для мереж загального користування з комутацією пакетів).

Рівень 4Транспортний.

Транспортний рівень підтримує безперервну передачу даних між двома взаємодіючими один з одним користувачами процесами. Якість транспортування, безпомилковість передачі, незалежність обчислювальних мереж, обслуговування транспортування з кінця в кінець, мінімізація витрат і адресація зв'язку гарантують безперервну і безпомилкову передачу даних.

Рівень 5сеансовий.

Сеансовий рівень координує прийом, передачу та видачу одного сеансу зв'язку. Для координації необхідні контроль робочих параметрів, керування потоками даних проміжних накопичувачів та діалоговий контроль, що гарантує передачу, наявних у розпорядженні даних. Крім того, сеансовий рівень містить додатково функції керування паролями, підрахунку плати за користування ресурсами мережі, керування діалогом, синхронізації та скасування зв'язку в сеансі передачі після збою внаслідок помилок у нижчерозташованих рівнях.

Рівень 6 Подання даних.

Рівень подання даних призначений для інтерпретації даних; а також підготовки даних для користувача прикладного рівня. На цьому рівні відбувається перетворення даних із кадрів, що використовуються для передачі даних у екранний формат або формат для друкуючих пристроїв кінцевої системи.

Рівень 7Прикладний.

У прикладному рівні необхідно надати користувачам вже перероблену інформацію. З цим може впоратися системне та користувальницьке прикладне програмне забезпечення.

Для передачі інформації по комунікаційним лініях дані перетворюються на ланцюжок наступних один за одним бітів (двійкове кодування за допомогою двох станів: "0" та "1").

Алфавітно-цифрові знаки, що передаються, подаються за допомогою бітових комбінацій. Бітові комбінації розташовують у певній кодовій таблиці, що містить 4-, 5-, 6-, 7- або 8-бітові коди.

Кількість представлених знаків у ході залежить від кількості бітів, що використовуються в коді: код із чотирьох бітів може представити максимум 16 значень, 5-бітовий код - 32 значення, 6-бітовий код - 64 значення, 7-бітовий - 128 значень та 8-бітовий код – 256 алфавітно-цифрових знаків.

При передачі інформації між однаковими обчислювальними системами і типами комп'ютерів, що різняться, застосовують такі коди:

На міжнародному рівні передача символьної інформації здійснюється за допомогою 7-бітового кодування, що дозволяє закодувати великі та малі літери англійського алфавіту, а також деякі спецсимволи.

Національні та спеціальні знаки за допомогою 7-бітового коду уявити не можна. Для представлення національних знаків застосовують найбільш 8-бітовий код.

Для правильної і, отже, повної та безпомилкової передачі даних необхідно дотримуватись узгоджених та встановлених правил. Усі вони обумовлені у протоколі передачі.

Протокол передачі даних вимагає наступної інформації:

Синхронізація

Під синхронізацією розуміють механізм розпізнавання початку блоку даних та його кінця.

Ініціалізація

Під ініціалізацією розуміють встановлення з'єднання між партнерами, що взаємодіють.

Блокування

Під блокуванням розуміють розбиття інформації, що передається на блоки даних строго певної максимальної довжини (включаючи розпізнавальні знаки початку блоку і його кінця).

Адресація

Адресація забезпечує ідентифікацію різного обладнання даних, що використовується, яке обмінюється один з одним інформацією під час взаємодії.

Виявлення помилок

Під виявленням помилок розуміють установку бітів парності і, отже, обчислення контрольних бітів.

Нумерація блоків

Поточна нумерація блоків дозволяє встановити помилково передану або загублену інформацію.

Управління потоком даних

Управління потоком даних служить для розподілу та синхронізації інформаційних потоків. Так, наприклад, якщо не вистачає місця в буфері пристрою даних або дані не досить швидко обробляються в периферійних пристроях (наприклад, принтерах), повідомлення та/або запити накопичуються.

Методи відновлення

Після переривання процесу передачі даних використовують методи відновлення, щоб повернутися до певного положення повторної передачі інформації.

Дозвіл доступу

Розподіл, контроль та керування обмеженнями доступу до даних ставляться за обов'язок пункту дозволу доступу (наприклад, "тільки передача" або "тільки прийом").

Мережеві пристрої та засоби комунікацій

Як засоби комунікації найчастіше використовуються кручена пара, коаксіальний кабель оптоволоконні лінії. При виборі типу кабелю враховують такі показники:

вартість монтажу та обслуговування,

швидкість передачі інформації,

Обмеження на величину відстані передачі (без додаткових підсилювачів-повторювачів (репітерів)),

безпеку передачі.

Головна проблема полягає в одночасному забезпеченні цих показників, наприклад, найвища швидкість передачі даних обмежена максимально можливою відстанню передачі даних, при якій ще забезпечується необхідний рівень захисту даних. Легка нарощування та простота розширення кабельної системи впливають на її вартість/

Кручена пара

Найбільш дешевим кабельним з'єднанням є кручена двожильне провідне з'єднання часто зване "витою парою" (twisted pair). Вона дозволяє передавати інформацію зі швидкістю до 10 Мбіт/с, легко нарощується, проте є завадозахисною. Довжина кабелю не може перевищувати 1000 м за швидкості передачі 1 Мбіт/с. Перевагами є низька ціна і без проблемна установка. На підвищення помехозащищенности інформації часто використовують екрановану кручений пару, тобто. кручену пару, поміщену в екрануючу оболонку, подібно до екрану коаксіального кабелю. Це збільшує вартість крученої пари та наближає її ціну до ціни коаксіального кабелю.

Коаксіальний кабель

Коаксіальний кабель має середню ціну, добре схиблений і застосовується для зв'язку на великі відстані (кілька кілометрів). Швидкість передачі від 1 до 10 Мбіт/с, а деяких випадках може досягати 50 Мбіт/с. Коаксіальний кабель використовується для основної та широкосмугової передачі інформації.

Широкополосний коаксіальний кабель

Широкосмуговий коаксіальний кабель несприйнятливий до перешкод, легко нарощується, але його ціна висока. Швидкість передачі дорівнює 500 Мбіт/с. При передачі у базисної смузі частот з відривом понад 1,5 км потрібно підсилювач, чи званий репітер (повторитель). Тому сумарна відстань під час передачі інформації збільшується до 10 км. Для обчислювальних мереж із топологією шина або дерево коаксіальний кабель повинен мати на кінці узгоджувальний резистор (термінатор).

Еthernet-кабель

Ethernet-кабель є коаксіальним кабелем з хвильовим опором 50 Ом. Його називають ще товстий Ethernet (thick) чи жовтий кабель (yellow cable). Він використовує 15-контактне стандартне включення. Внаслідок перешкодозахищеності є дорогою альтернативою звичайним коаксіальним кабелям. Максимально доступна відстань без повторювача не перевищує 500 м, а загальна відстань мережі Ethernet – близько 3000 м. Ethernet-кабель, завдяки своїй магістральній топології, використовує лише один навантажувальний резистор.

Сheapernеt-кабель

Дешевшим, ніж Ethernet-кабель є з'єднання Cheapernet-кабель або, як його часто називають, тонкий (thin) Ethernet. Це також 50-омний коаксіальний кабель зі швидкістю передачі інформації в десять мільйонів біт/с.

При з'єднанні сегментів Сhеарегnеt-кабелю також потрібні повторювачі. Обчислювальні мережі з Cheapernet-кабелем мають невелику вартість та мінімальні витрати при нарощуванні. З'єднання мережевих плат проводиться за допомогою малогабаритних байонетних роз'ємів, що широко використовуються (СР-50). Додаткове екранування не потрібне. Кабель приєднується до ПК за допомогою трійникових з'єднувачів (T-connectors).

Відстань між двома робочими станціями без повторювачів може становити максимум 300 м, а загальна відстань для мережі на кабелю Cheapernet - близько 1000 м. Приймач Cheapernet розташований на мережевій платіяк для гальванічної розв'язки між адаптерами, так і для посилення зовнішнього сигналу

Локальна обчислювальна мережа об'єднує абонентів, які перебувають на невеликій відстаніодин від одного (не більше 10-15 км). Зазвичай такі мережі будуються у межах одного підприємства чи організації.

Інформаційні системи, побудовані на базі локальних обчислювальних мереж, забезпечують вирішення наступних завдань:

Зберігання даних;

Обробка даних;

Організація доступу користувачів до даних;

Передача даних та результатів їх обробки користувачам.

Комп'ютерні мережі реалізують розподілену обробку даних. Тут обробка даних розподіляється між двома об'єктами: клієнтом та сервером. У процесі обробки даних клієнт формує запит до сервера виконання складних процедур. Сервер виконує запит, забезпечує зберігання даних загального користування, організує доступом до цих даних і передає дані клієнту. Подібна модель обчислювальної мережі отримала назву архітектури клієнт-сервер.

За ознакою розподілу функцій локальні комп'ютерні мережі поділяються на однорангові та дворангові (ієрархічні мережі чи мережі з виділеним сервером).

В одноранговій мережі комп'ютери рівноправні по відношенню один до одного. Кожен користувач мережі вирішує сам, які ресурси свого комп'ютера він надасть у загальне користування. Отже, комп'ютер виступає і ролі клієнта, й ролі сервера. Однорангове поділ ресурсів є цілком прийнятним для малих офісів із 5-10 користувачами, об'єднуючи їх у робочу групу.

Дворангова мережа організується з урахуванням сервера, у якому реєструються користувачі мережі.

Для сучасних комп'ютерних мереж типовою є змішана мережа, що об'єднує робочі станції та сервери, причому частина робочих станцій утворює однорангові мережі, інша частина належить дворанговым мережам.

Геометрична схема з'єднання (конфігурація фізичного підключення) вузлів мережі називається топологією мережі. Існує багато варіантів мережевих топологій, базовими з яких є шина, кільце, зірка.

Шина. Канал зв'язку, що поєднує вузли в мережу, утворює ламану лінію - шину. Будь-який вузол може приймати інформацію у час, а передавати - лише тоді, коли шина вільна. Дані (сигнали) передаються комп'ютером на шину. Кожен комп'ютер перевіряє їх, визначаючи, кому адресована інформація, та приймає дані, якщо вони надіслані йому, або ігнорує.

При шинної топології середовище передачі представляється у вигляді комунікаційного шляху, доступного дня всіх робочих станцій, якого всі повинні бути підключені. Всі робочі станції можуть безпосередньо вступати в контакт із будь-якою робочою станцією, яка є в мережі. Якщо комп'ютери розташовані близько один одного, організація комп'ютерної мережі з шинною топологією недорога і проста - необхідно просто прокласти кабель від одного комп'ютера до іншого. Згасання сигналу зі збільшенням відстані обмежує довжину шини і, отже, кількість комп'ютерів, підключених до неї.

Робочі станції у будь-який час, без переривання роботи всієї обчислювальної мережі, може бути підключені до неї чи відключені. Функціонування обчислювальної мережі залежить від стану окремої робочої станції.

Кільце. Вузли об'єднані у мережу замкнутої кривої. Робоча станція надсилає на певну кінцеву адресу інформацію, попередньо отримавши з кільця запит. Передача даних здійснюється лише одному напрямку. Кожен вузол також реалізує функції ретранслятора. Він приймає та передає повідомлення, а сприймає лише звернені до нього. Використовуючи кільцеву топологію, можна приєднати до мережі велику кількість вузлів, вирішивши проблеми на заваді і загасання сигналу засобами мережевої плати кожного вузла. Надсилання повідомлень є дуже ефективним, оскільки більшість повідомлень можна відправляти “в дорогу” по кабельній системі одне за одним. Дуже легко можна зробити кільцевий запит на всі станції. Тривалість передачі збільшується пропорційно кількості робочих станцій, які входять у обчислювальну мережу.

При кільцевої топології мережі робочі станції пов'язані одна з одною за колом, тобто. робоча станція 1 з робочою станцією 2, робоча станція 3 з робочою станцією 4 і т.д. Остання робоча станція пов'язана із першою. Комунікаційний зв'язок замикається у кільце. Прокладка кабелів від однієї робочої станції до іншої може бути досить складною та дорогою, особливо якщо географічно робочі станції розташовані далеко від кільця (наприклад, у лінію).

Основна проблема при кільцевій топології полягає в тому, що кожна робоча станція повинна брати активну участь у пересиланні інформації, і у разі виходу з ладу хоча б одній із них вся мережа паралізується. Несправності в кабельних з'єднаннях легко локалізуються.

Підключення нової робочої станції потребує короткострокового вимкнення мережі, оскільки під час встановлення кільце має бути розімкнене. Обмеження на довжину обчислювальної мережі немає, оскільки воно, зрештою, визначається виключно відстанню між двома робочими станціями.

Зірка. Вузли мережі з'єднані з центром променями. Вся інформація передається через центр, що дозволяє просто виконувати пошук несправностей і додавати нові вузли без переривання роботи мережі. Однак витрати на організацію каналів зв'язку тут зазвичай вищі, ніж у шини та кільця.

Концепція топології мережі у вигляді зірки прийшла з області великих ЕОМ, в якій головна машина отримує та обробляє всі дані з периферійних пристроївяк активний вузол обробки даних Цей принцип застосовується в системах передачі даних, наприклад, електронною поштою RELCOM. Вся інформація між двома периферійними робочими місцями проходить через центральний вузол обчислювальної мережі.

Пропускна здатність мережі визначається обчислювальною потужністю вузла та гарантується для кожної робочої станції. Колізій (зіткнень) даних не виникає.

Створення комп'ютерної мережі для обробки тих самих даних на кількох ЕОМ є найперспективнішим рішенням, оскільки забезпечує «прозоре з'єднання» між комп'ютерами, що не вимагає від користувача жодних додаткових дій для обміну даними. Крім комп'ютерів, у мережу можуть включатися й інші пристрої (елементи мережі), що забезпечують обробку або відображення даних.

За принципом територіального розташування елементів мережі комп'ютерні мережі діляться кілька видів:

• 1) локальні обчислювальні мережі - призначені об'єднання комп'ютерів на територіально обмеженому просторі;
• 2) глобальні комп'ютерні мережі - не накладають обмежень на місце розташування комп'ютерів, що об'єднуються;
• 3) бездротові комп'ютерні мережі – дозволяють вільно змінювати положення елементів у мережі – залежно від дальності розташування елементів у мережі вони можуть бути реалізовані в рамках локальної чи глобальної технології.

Локальні обчислювальні мережі

Локальні обчислювальні мережі (ЛВС) – це комунікаційна система, що підтримує в межах обмеженої території високошвидкісні канали передачі цифрової інформаціїміж підключеними пристроями короткочасного монопольного використання.

Робота комп'ютерної мережі ґрунтується на багаторівневій схемі передачі даних. Аналогією для такої схеми може бути організація телефонних переговорів між двома особами, які розмовляють різними мовами, як його показано на рис. 3.11.

Рис. 3.11.

Обробка даних кожному рівні визначається мережевим протоколом. Мережевий протокол - це стандартизований набір правил та угод, що використовуються під час передачі даних. Саме мережевий протокол дозволяє комп'ютерам зрозуміти одне одного. Загальним всім мережевих протоколів і те, що комп'ютери посилають і приймають блоки даних - пакети (чи кадри), містять адреси відправника і одержувача, дані і контрольну суму кадру. Для різних протоколів розміри пакетів, їх заголовки та способи формування адреси одержувача можуть відрізнятися.

Найбільш поширені мережеві протоколи:

• Novell IPX(InterPacket Exchange- обмін пакетами даних) - основний протокол у мережах із мережевою операційною системою «Novell NetWare»;
• TCP/IP(Transport Control Protocol/Internet Protocol- протокол управління транспортуванням/протокол Internet) - набір взаємодоповнюючих тісно пов'язаних один з одним протоколів, призначених для передачі даних у мережах UNIX та глобальної мережі Internet, але можуть використовуватися і в мережах Windows;
• "NetBEUI"(Network BIOS Extended User Interface -розширений мережевий інтерфейс) - основний протокол мереж під керуванням операційної системи Windows.

Всі сучасні мережеві протоколи базуються на моделі OSI ( Open System Interconnection), яка передбачає сім рівнів трансформації даних, що забезпечують роботу прикладних програму мережі (табл. 3.3). Найвищий, сьомий рівень описує правила взаємодії з прикладною програмою, а найнижчий, перший, - взаємодія з передавальним середовищем.

Таблиця 33

Багаторівнева архітектура моделі OSI

Існує безліч способів об'єднання комп'ютерів у мережу. Чим більше комп'ютерів, тим більше таких методів. Топологія мережі- це її геометрична форма або схема фізичного з'єднання комп'ютерів один з одним, дає можливість порівнювати та класифікувати різні мережі.

При широкомовної топологіївсі сигнали одного елемента ЛОМ можуть сприйматися будь-яким іншим елементом мережі. Ця топологія належить до пасивної. Комп'ютери тільки «слухають» дані, що передаються по мережі, і приймають ті з них, адреса яких відповідає адресі одержувача. Тому вихід із ладу однієї з комп'ютерів позначиться роботі інших. До широкомовної топології відносяться три основні тіни мережевої топології: «шина», «дерево» та «зірка».

Топологія "шина", яка представлена ​​на рис. 3.12 використовує один передавальний канал (зазвичай коаксіальний кабель), званий шиною.

Рис. 3.12.

Усі комп'ютери мережі безпосередньо з'єднані з шиною. У такій мережі дані йдуть в обох напрямках одночасно. На кінцях мережі обов'язково повинні бути спеціальні заглушки (термінатори), які забезпечують поглинання електричних сигналів. У разі відсутності термінаторів сигнал відбивався від кінців кабелю і повертався в мережу. Ця мережева топологія не допускає пошкодження з'єднання в жодній точці. На відміну від інших схем, топологія «шина» дозволяє з'єднати комп'ютери з мінімальною витратою кабелю.

У мережі з топологією "зірка" всі комп'ютери з'єднані через концентратор (hub) - спеціальний пристрійдля приєднання групи комп'ютерів (див. рис. 3.12). Концентратори можуть бути активними, що дозволяють регенерувати сигнал, пасивними, що виконують тільки функцію комутування, і гібридними, що дозволяють підключати кабелі різних типів.

При топології "зірка" прямі з'єднання між комп'ютерами відсутні. Дані кожного комп'ютера надсилаються до концентратора, який передає ці дані за призначенням. Головна перевага такої мережевої топології полягає в тому, що якщо пошкодити окреме з'єднання між комп'ютером і концентратором, то решта мережі буде продовжувати нормально функціонувати, відключиться тільки один комп'ютер з пошкодженим кабелем. Недолік топології «зірка» є прямим наслідком її переваг: вихід з ладу концентратора повністю паралізує роботу всієї мережі. Найчастіше для цієї топології також спостерігається дуже велика витрата кабелю.

Топологія «дерево» є об'єднанням кількох топологій «шина» через концентратор, використовується для розвинених мереж з великою кількістю комп'ютерів.

При послідовній топології кожен елемент мережі передає сигнали лише одному (іншому) елементу мережі. Для цього виду топології найчастіше використовується мережева топологія "кільце" (див. рис. 3.12), для якої характерна відсутність кінцевих точок з'єднання (мережа замкнута в кільце). Дані в мережі рухаються в одному напрямку. На відміну від "зірки" "кільцю" необхідний нерозривний шлях між комп'ютерами, тому пошкодження кабелю в будь-якому місці призводить до повної зупинки всієї мережі.

Однозначно відповісти на питання, яка топологія мережі краща, досить важко. «Зірка» набагато надійніша, оскільки порушення зв'язку в одному промені призводить лише до відключення цього променя, а решта мережі продовжує нормально функціонувати. Однак «зірка» вимагає використання концентратора (досить складного та дорогого пристрою), вихід з ладу якого зупинить роботу мережі. Щоб порівняти різні топології, необхідно врахувати безліч факторів, що впливають у конкретній мережі і тільки після їх аналізу зробити висновок на користь тієї чи іншої мережевої топології.

При побудові досить великих мереж часто використовуються змішані мережеві топології, часом дуже хитромудрі.

Зараз переважна частина комп'ютерних мереж використовує для з'єднання дроти або кабелі, які виступають як фізичне середовище передачі між комп'ютерами. Найбільш поширені три групи кабелів.

Коаксіальний кабель для комп'ютерних мереж має 50 Ом хвильовий опір. Він складається з мідної жили, її ізоляції, екрану у вигляді металевого обплетення і (або) шару фольги і зовнішньої оболонки. Наявність екрану добре захищає сигнал від електричних перешкод. Швидкість передачі 10 Мбіт/с. Тонкий коаксіальний кабель (RG-58, діаметр близько 0,5 см, стандарт 10Base5) підключається безпосередньо до плати мережевого адаптера і може передавати сигнал на відстань до 185 м. Товстий коаксіальний кабель діаметром близько 1 см (стандарт 10Base5) може передавати сигнал на відстань до 500 м. Він дорожчий і менш зручний у використанні, ніж тонкий кабель, і тому його частіше використовують як основний кабель, який з'єднує кілька невеликих мереж, побудованих на тонкому кабелі. Товстий кабель підключають через спеціальний пристрій - трансівер ( transceiver).

Віта пара - це два перевиті один навколо одного ізольовані мідні дроти. Кілька кручених пар часто поміщають в одну захисну оболонку. Завивка проводів частково допомагає позбавитися електричних перешкод. Неекранована кручена пара (UTP - стандарт lOBaseT) дуже широко використовується в ЛОМ, дозволяє передавати сигнал на відстань до 100 м і випускається в декількох категоріях. В даний час найбільш поширена п'ята категорія, яка дозволяє передавати дані зі швидкістю до 100 Мбіт/с та складається з чотирьох пар мідного дроту. Найбільш істотний недолік неекранованої кручений пари - це низька стійкість до електромеханічних перешкод. Екранована кручена пара (STP) має мідну обплетення, а кожна пара проводів обмотана фольгою.

Для підключення крученої пари до мережевих елементів використовуються конектори RJ-45 з вісьмома контактами, формою схожі на телефонні RJ-11.

На рис. 3.13 показані схеми підключення до мережної плати комп'ютера кручений пари (топологія «зірка») та коаксіального кабелю (топологія «шина»).

Рис. 3.13.

а: 1- Мережева плата, 2 - роз'єм RG-45 на кручений парс; б: 1- Мережева плата, 2 - Т-конектор, 3 - BNC-роз'єми на коаксіальному кабелі, 4 - термінатор

У оптоволоконний кабельцифрові дані поширюються оптичними волокнами у вигляді модульованих світлових імпульсів. Теоретично швидкість передачі може досягати 200 000 Мбіт/с, а дальність - понад 2 км. Також це найбільш захищений, але й найдорожчий спосіб передачі. Передані дані не схильні до електромагнітних перешкод, і їх важко перехопити. Як правило, по одному оптоволоконному кабелю за рахунок частотного поділу можна передавати дані з кількох джерел (цифрові дані, телефонні переговори, телевізійний сигналі т.д.).

Оптоволоконний кабель складається з двох оптичних волокон для передачі даних у двох напрямках. Для міцності кабель зазвичай має кевларове покриття. У мережній платі комп'ютера під час використання оптоволоконного кабелю світлові імпульси необхідно перетворити на цифрові сигнали.

Інфрачервоне випромінюваннядозволяє передавати дані в одному приміщенні на відстань не більше ніж 30 м зі швидкістю до 10 Мбіт/с. Зазвичай інфрачервоне випромінювання використовується передачі даних між елементами локальної мережі, які можуть часто переміщатися, і з'єднання з переносними комп'ютерами.

Для передачі сигналів між переносними елементами та локальною мережею використовуються трансівери- Настінні пристрої, пов'язані кабелем з ЛОМ, які приймають і передають інфрачервоне випромінювання.

Радіопередачаданих заснована на використанні в мережі радіоприймачів та радіопередавачів. Радіопередача у вузькому спектрі частот проводиться на одній заздалегідь визначеній частоті. Дальність зв'язку залежить від умов проходження радіохвиль, а швидкість може сягати 4,8 Мбіт/с. Радіопередача в смузі частот дозволяє встановлювати зв'язок між елементами мережі в декількох діапазонах радіохвиль (каналах), вибираючи найкращі умови зв'язку.

В даний час для підключення пристроїв до ЛОМ широко використовується радіопередача за стандартом IEEE 802.11, більш відома під торговою маркою Wi-Fi. Швидкість передачі інформації в бездротової мережізалежить як від відстані між точками, що обмінюються даними, так і від інших факторів, наприклад рівня перешкод. При швидкості 11 Мбіт/с (максимальна для 802.11b) дальність становить 30-50 м. Відстань збільшується за кілька сотень метрів за швидкості 1 Мбіт/с. Залежно від якості сигналу протокол автоматично вибирає оптимальну швидкість передачі.

Там, де використовуються комп'ютери, є електромережі. силові лінії.Тому цілком природно бажання передавати електромережами не тільки електричну енергію, а й дані. Тоді відпадає необхідність встановлення додаткових кабелів, оскільки при включенні комп'ютера в розетку він автоматично виявиться підключеним до ЛОМ. Досвідчені системи, що передають дані силових ліній, можуть передавати дані зі швидкістю до 2 Мбіт/с. Згодом ця швидкість буде підвищена.

Для того щоб комп'ютер міг працювати в локальній мережі, він має бути забезпечений спеціальною електронною платою- картою мережного інтерфейсу (синоніми - мережна карта, мережевий адаптер), яка здійснює зв'язок комп'ютера чи іншого елемента мережі з середовищем. Функції мережевих адаптерів дуже різноманітні: організація прийому та передачі даних, узгодження швидкості прийому та передачі, формування пакетів даних, кодування та декодування, контроль за правильністю передачі тощо.

Мережеві адаптери виготовляються та функціонують відповідно до стандартів різних мережевих технологійі можуть бути розраховані різні швидкості передачі даних. Найбільш поширена технологія Ethernet.

Мережі Ethernetможуть будуватися як «зірки», і «шини». Коли в якості каналу передачі даних вибрано коаксіальний кабель, мережа Ethernet конфігурується як шина. У цьому випадку з'єднання кабелю з мережним адаптером комп'ютера відбувається за допомогою Т-подібного BNC-конектора (див. рис. 3.13). Сумарна довжина кабелю сегмента мережі зазвичай не вище 180 м-коду.

При використанні кручений пари Ethernetконфігурується як «зірка». Довжина променя зірки (відстань від комп'ютера до концентратора) має перевищувати 80-100 м.

Мережеві адаптери підтримують й інші канали передачі, тобто. існують плати для роботи в мережах Ethernet з коаксіальним кабелем та плати для роботи з крученою парою. Зустрічаються також комбіновані плати, які можуть бути підключені до коаксіальному кабелю, і до кручений пари.

Мережевий адаптер повинен підтримувати певний спосіб доступу до мережного середовища. Метод доступу - це набір правил, які визначають, як комп'ютер повинен надсилати та приймати дані по мережному кабелю. Усі елементи мережі повинні використовувати той самий метод доступу для запобігання спробі одночасного використання фізичного середовища. Існує три методи доступу: множинний доступ із контролем несучої, доступ із передачею маркера та доступ за пріоритетом запиту. Останні два методи відносяться до селективних, оскільки станції можуть здійснювати передачу даних лише після отримання відповідного дозволу.

Множинний доступ із контролем несучої. У мережах Ethernet зі швидкістю передачі 10 Мбіт/с у своїй методі всі комп'ютери у мережі «прослуховують» кабель і починають передачу даних лише тоді, коли кабель вільний. Через це метод часто називають методом суперництва, оскільки кожен комп'ютер намагається «захопити» середовище, що передає. Якщо два комп'ютери почнуть передачу одночасно, цей конфлікт виявляється і передача даних знову відновлюється через певний інтервал часу.

Спроба передачі може бути виконана відразу після необхідності їх передачі, що дозволяє організувати дуже швидку роботу у невеликих мережах. Проте швидкість передачі різко падає зі збільшенням кількості елементів і завантаження мережі.

Доступ із передачею маркера. Метод використовується для мереж Token Ringта ArcNet, що мають топологію «кільце». Маркер (особлива комбінація біт) постійно циркулює по кільцю. Щоб надіслати дані, комп'ютер повинен дочекатися приходу маркера та захопити його. Після завершення передачі комп'ютер відпускає маркер і може захопити наступний комп'ютер.

Доступ до пріоритету запиту. Метод використовується тільки для мереж із концентраторами, що відповідають стандарту IEEE 802.12 (Ethernet зі швидкістю передачі даних 100 Мбіт/с - 100VG-AnyLAN). Концентратори керують доступом до кабелю, послідовно опитуючи всі елементи мережі та виявляючи запити на передачу. Отримавши одночасно кілька запитів, концентратор надає перевагу запиту з більш високим пріоритетом.

При об'єднанні комп'ютерів у локальній мережі роль тієї чи іншої комп'ютера може бути однакова. Зазвичай розрізняють сервери та робочі станції.

Сервер – це комп'ютер, який надає свої ресурси іншим комп'ютерам локальної мережі. Він повинен забезпечувати безпеку даних та авторизацію доступу до них. Нижче наведено основні типи серверів:

• 1) файл-сервер використовується як централізоване сховище інформації, що становить інтерес для групи користувачів;
• 2) сервер додатків надає свої обчислювальні потужності до виконання «важкого» докладання; при цьому на малопотужні клієнти передаються на запит лише результати виконаної роботи. Найчастіше такими програмами бувають системи управління БД;
• 3) сервер віддаленого доступу служить для доступу з віддаленого комп'ютера(по телефонній лінії) до локальної мережі;
• 4) сервер друкузабезпечує спільне використанняпринтерів локальної мережі;
• 5) поштовий серверзаймається пересиланням електронних повідомленьміж користувачами

Сервери можуть бути виділенимиі невиділеними.У першому випадку сервер виконує лише завдання керування мережею і не може використовуватись як робоча станція. У другому випадку паралельно з керуванням мережею сервер може використовуватися як робоча станція.

Клієнт (робоча станція)- комп'ютер, який використовує ресурси інших комп'ютерів мережі та виступає споживачем інформації із сервера.

У деяких випадках розподіл комп'ютерів мережі на сервери та клієнти досить умовний; один і той самий комп'ютер одночасно може виступати і в ролі сервера локальної мережі, і в ролі робочої станції.

У одноранговій мережівсі комп'ютери є рівноправними. Кожен комп'ютер функціонує як сервер, і як клієнт. «Власники» комп'ютера самостійно надають у використання ресурси свого комп'ютера, тобто. кожен користувач може частково виконувати функції адміністратора мережі. Однорангові мережі зазвичай використовуються при невеликій кількості комп'ютерів у мережі (не більше 10-15) і в тих випадках, коли до мережі не пред'являються високі вимоги щодо продуктивності та рівня захисту. Однорангові мережі досить прості в управлінні та налаштуванні та не вимагають від користувача спеціальних знань.

В одноранговій мережі кожен комп'ютер може виконувати функції сервера, але ці функції обмежені. Зазвичай виділяють файл-сервери та сервери друку. Організувати сервер програм у одноранговій мережі не вдається.

В операційні системи Microsoft Windowsвбудована підтримка однорангових мереж – для такої мережі не потрібно додаткового програмного забезпечення.

Важливо

Якщо необхідно організувати роботу в мережі великої кількості користувачів, то використання однорангової мережі стає недоцільним: різко знижується продуктивність мережі та виникають проблеми адміністрування. Більшість локальних мереж використовують виділені сервери, спеціально оптимізовані для швидкої обробки запитів від користувачів і захисту даних. У великих мережах продуктивність істотно залежить від того, наскільки правильно розподілені функції мережі між серверами. Зазвичай роль файл-сервера, сервера додатків та поштового серверавиконують різні комп'ютери.

Мережі на основі серверадозволяють забезпечити централізоване управління доступом до даних, захист даних, регулярне резервне копіювання. важливої ​​інформаціїнадійність зберігання за рахунок дублювання інформації в реальному часі (дзеркальні диски) Але головна перевага таких мереж - можливість одночасної роботи великої кількості користувачів за мінімальних втрат продуктивності.

Деякі операційні системи дозволяють використовувати сервер як невиділений сервер. Такий комп'ютер може виконувати всі функції сервера та одночасно бути робочою станцією. Слід пам'ятати, проте, що у такому режимі продуктивність роботи сервера значно знижується (для невеликих мереж це припустимо). Виграш – додаткове робоче місце.

Можлива організація мереж комбінованого типу. Такі мережі поєднують переваги однорангових мереж та мереж на основі сервера. При цьому на комп'ютерах-клієнтах можуть працювати операційні системи, що підтримують лише однорангові мережі. Користувачі можуть надавати ресурси своїх комп'ютерів (каталоги, диски, принтери). Операційні системи комп'ютерів-серверівпри цьому забезпечать функціонування всіх серверних служб, необхідний захист даних на сервері та адміністрування доступу. Побудова такого типу мереж, але думку багатьох мережевих адміністраторів, є найбільш гнучким та раціональним рішенням.

• Права на торгову маркуналежать Об'єднанню найбільших виробників комп'ютерної техніки та бездротових пристроїв Wi-Fi(URL: http://www.wi-fi.org).

Великі компанії мають у обороті великий обсяг даних різного характеру:

• текстові файли;
• графічні;
• зображення;
• таблиці;
• схеми.

Для керівництва важливо, щоб вся інформація мала зручний формат, легко конвертувалася та передавалася на будь-якому носії у потрібні руки. Але паперові документи давно почали змінюватися оцифрованими, оскільки комп'ютер може містити безліч даних, з якими зручніше працювати за допомогою автоматизації процесів. Також цьому сприяє переміщення відомостей, звітів та договорів партнерам або компаніям, що перевіряють, без тривалих переїздів.

Так виникла потреба повсюдного постачання відділів фірм електронно-обчислювальними пристроями. Разом з цим постало питання про з'єднання цих приладів в єдиний комплекс для захисту, збереження та зручності переміщення файлів.

У статті ми розповімо, як полегшити проектування локальної обчислювальної (комп'ютерної) мережі для підприємства.

Що таке ЛОМ, її функції

Це підключення ряду комп'ютерів в один замкнутий простір. Часто такий метод використовується в великих компаніях, на виробництві. Також можна самостійно створити невеликий зв'язок із 2 – 3 приладів навіть у домашніх умовах. Чим більше включень до структури, тим вона стає складнішою.

Види складання мереж

Буває два типи підключення, вони різняться за складністю та наявністю керівної, центральної ланки:

• Рівноправні.
• Багаторівневі.

Рівнозначні, вони однорангові, характеризуються схожістю по технічним характеристикам. На них йде однаковий розподіл функцій – кожен користувач може отримати доступ до всіх загальних документів, здійснити однакові операції. Така схема легка в управлінні, для її створення не потрібні численні зусилля. Мінусом є її обмеженість – трохи більше 10 членів може вступити у це коло, інакше порушується загальна ефективність роботи, швидкість.

Серверне проектування локальної мережі компанії є більш трудомістким, однак, у такої системи вищий рівень захисту інформації, а також є чіткий розподіл обов'язків усередині павутини. Найкращий за технічними характеристиками (потужний, надійний, з більшою оперативною пам'яттю) комп'ютер призначається сервером. Це центр усієї ЛОМ, тут зберігаються всі дані, з цієї точки можна відкривати або припиняти доступ до документів іншим користувачам.

Функції комп'ютерних мереж

Основні властивості, які потрібно врахувати під час складання проекту:

• Можливість підключення додаткових пристроїв. Спочатку в сітці може бути кілька машин, з розширенням фірми може знадобитися додаткове включення. При розрахунку потужності на це варто звернути увагу, інакше знадобиться робити перепланування та докуповувати нові витратні матеріалипідвищеної міцності.
• Адаптація під різні технології. Необхідно забезпечити гнучкість системи та її пристосованість до різних мережевих кабелів та різних програм.
• Наявність резервних ліній. По-перше, це стосується точок виходу рядових комп'ютерів. При збої має бути можливість підключити інший шнур. По-друге, необхідно забезпечити безперебійність роботи сервера при багаторівневому підключенні. Це можна зробити, забезпечивши автоматичний перехід другого концентратор.
• Надійність. Оснащення безперебійниками, резервами автономної енергії, щоб мінімізувати можливість перебою зв'язку.
• Захист від сторонніх впливів та злому. Дані, що зберігаються, можна захищати не просто паролем, а цілою зв'язкою пристроїв: концентратор, комутатор, маршрутизатор і сервер віддаленого доступу.
• Автоматизоване та ручне управління. Важливо встановити програму, яка аналізуватиме стан сітки в кожний момент часу і сповіщатиме про несправності для швидкого їх усунення. Приклад такого софту – RMON. При цьому можна використовувати особистий моніторинг через інтернет-сервери.

Складання технічних вимог для проектування та розрахунку локальної мережі (ЛВС) на підприємстві

З властивостей виходять умови, які потрібно враховувати під час складання проекту. Весь процес конструювання починається із складання технічного завдання (ТЗ). Воно містить:

• Норми безпеки відомостей.
• Забезпечення всіх підключених комп'ютерів доступу до інформації.
• Параметри продуктивності: час реакції від запиту користувача до відкриття потрібної сторінки, пропускна здатність, тобто обсяг даних у роботі та затримка передачі.
• Умови надійності, тобто готовність тривалої, навіть постійної роботибез перебоїв.
• Заміну комплектує розширення сітки, додаткові включення або монтаж апаратури іншої потужності.
• Підтримка різних видів трафіку: текст, графіка, мультимедійний контент.
• Забезпечення централізованого та дистанційного управління.
• Інтеграцію різних систем та програмних пакетів.

Коли ТЗ складено з дотриманням потреб користувачів, вибирається вид включення всіх точок в одну мережу.

Основні топології ЛОМ

Це методи фізичного з'єднання пристроїв. Найчастіші представлені трьома фігурами:

• шина;
• кільце;
• зірка.

Шинна (лінійна)

При складанні використовується один провідний кабель, від нього вже відходять дроти до комп'ютерів. Основний шнур безпосередньо підключений до сервера, який зберігає інформацію. У ньому відбувається відбір і фільтрація даних, надання чи обмеження доступів.

Переваги:

• Вимкнення або проблеми з одним елементом не порушують дії іншої сітки.
• Проектування локальної мережі організації досить просте.
• Відносно низька вартість монтажу та витратних матеріалів.

Недоліки:

• Збій або пошкодження несучого кабелю припиняє роботу всієї системи.
• Невелика ділянка може бути підключена таким чином.
• Швидкодія може від цього страждати, тим більше, якщо зв'язок проходить між більш ніж 10 пристроями.

«Кільце» (кільцева)

Всі комп'ютери з'єднані послідовно - від одного приладу до іншого. Так часто роблять у разі однорангових ЛОМ. У цілому нині ця технологія застосовується дедалі рідше.

Переваги:

• Немає витрат на концентратор, маршрутизатор та інше мережеве обладнання.
• Передавати інформацію можуть одразу кілька користувачів.

Недоліки:

• Швидкість передачі у всій сітці залежить від потужності найповільнішого процесора.
• При несправності в кабелі або при відсутності підключення будь-якого елемента припиняється загальна робота.
• Налаштовувати таку систему досить складно.
• При підключенні додаткового робочого місця слід переривати спільну діяльність.

«Зірка»

Це паралельне включення пристроїв до мережі до спільного джерела – серверу. Як цент найчастіше застосовується хаб чи концентратор. Усі дані передаються через нього. У такий спосіб може здійснюватися робота не лише комп'ютерів, а й принтерів, факсів та іншого обладнання. На сучасних підприємствах це найчастіший метод організації діяльності, що застосовується.

Переваги:

• Легко здійснити підключення ще одного місця.
• Продуктивність залежить від швидкодії окремих елементів, тому залишається на стабільному високому рівні.
• Просто знайти поломку.

Недоліки:

• Несправність центрального приладу припиняє роботу всіх користувачів.
• Кількість підключень обумовлена ​​кількістю портів серверного пристрою.
• На сітку витрачається багато кабелів.
• Дорожнеча обладнання.

Етапи програмного проектування ЛОМ

Це багатоступінчастий процес, який вимагає компетентної участі багатьох фахівців, оскільки слід заздалегідь розрахувати необхідну пропускну спроможністькабелів, врахувати конфігурацію приміщень, встановити та налаштувати техніку.

Планування приміщень організації

Слід розташувати кабінети працівників та начальства відповідно до обраної топології. Якщо вам підходить форма зірки, то варто помістити основну техніку в ту кімнату, що є основною і розташовується в центрі. Це може бути офіс керівництва. У разі шинного розподілу, сервіс може знаходитися у самому віддаленому по коридорі приміщенні.

Побудова схеми локальної мережі

Креслення можна зробити у спеціалізованих програмах автоматизованого проектування. Ідеально підходять продукти компанії «ЗВСОФТ» – вони містять усі базові елементи, які будуть потрібні при побудові.

Сітка повинна враховувати:

• максимальна напруга;
• послідовність входжень;
• можливі перебої;
• економічність установки;
• зручне подання електроенергії.

Характеристики ЛОМ необхідно підбирати відповідно до плану приміщень організації та обладнання, що використовується.

Параметри комп'ютерів та мережевих пристроїв

При виборі та купівлі елементів сітки важливо враховувати такі фактори:

• Сумісність з різними програмами та новими технологіями.
• Швидкість передачі даних та швидкодія апаратів.
• Кількість та якість кабелів залежить від обраної топології.
• Метод управління обмінів у мережі.
• Захищеність від перешкод та збоїв обмоткою проводів.
• Вартість та потужність мережевих адаптерів, трансіверів, репітерів, концентраторів, комутаторів.

Принципи проектування ЛОМ за допомогою комп'ютерних програм

При складанні проекту важливо врахувати велику кількість нюансів. У цьому допоможе програмне забезпеченнявід ZWSOFT. Компанія займається розробкою та продажем багатофункціональних софтів для автоматизації роботи інженерів-проектувальників. Базовий САПР – є аналогом популярного, але дорогого пакту від Autodesk – AutoCAD, але перевершує його за легкістю та зручністю ліцензування, а також за більш лояльною ціновою політикою.

Переваги програми:

• Інтуїтивно зрозумілий, зручний інтерфейс у чорному кольорі.
• Широкий вибірінструментів.
• Робота у двовимірному та тривимірному просторі.
• 3D-візуалізація.
• Інтеграція із файлами більшості популярних розширень.
• Організація елементів ЛОМ у вигляді блоків.
• Підрахунок довжин кабельних ліній.
• Наочне розташування елементів та вузлів.
• Одночасна робота з графікою та текстовими даними.
• Можливість встановлення додаткових програм.

Для ZWCAD – модуль, який розширює функції базового САПР у сфері проектування мультимедійних схем. Усі креслення виконуються з автоматизованим розрахунком кабелів локальної обчислювальної мережі та його маркуванням.

Переваги:

• автоматизація підбору комутаційних систем;
• широка бібліотека елементів;
• паралельне заповнення кабельного журналу;
• автоматичне створення специфікацій;
• додавання обладнання до бібліотеки;
• одночасна робота кількох користувачів із базою даних;
• схематичні позначки розташування пристроїв та предметів меблів

Допоможе зробити проект у об'ємному вигляді, створити його у 3D. Інтелектуальні інструменти дозволяють швидко прокласти траси ЛОМ до точок підключення, наочно уявити місця проходження кабелів, організувати перетин лінії, виконати розрізи устаткування, що підключається, і технологічних меблів (у тому числі в динамічному режимі). За допомогою редактора компонентів можна створити бібліотеку як шаф, комутаційних апаратів, кабелів, затискачів та ін., а також присвоїти їм характеристики, на основі яких надалі можна скласти специфікації та калькуляції. Таким чином, функції цього софту допоможуть завершити генплан приміщень організації із трасуванням усіх ліній ЛОМ.

Створюйте проект локальної обчислювальної мережі у своєму підприємстві разом із програмами від «ЗВСОФТ».

Доброго дня шановні читачі блогу, сьогодні я хочу розповісти про побудову локальної мережі Cisco простими словами, так як часто мені задають різного роду питання пов'язані з цією темою. І я вирішив відповісти на них в одній статті, впевнений для мережних інженерів-початківців ця інформація буде корисна.

Lifecycle мережі Cisco

Lifecycle, з англійської мовиперекладається як час роботи або життя вашого рішення, воно включає шість етапів:

• Підготовка > на даному етапі побудови локальної мережі відбувається, обґрунтування у вигляді економічних інвестицій у цей проект
• Планування > Оцінка готовності до підтримки запропонованого рішення, наприклад, чи є фахівці, хто це зробить чи інтегратори
• Проектування > На даному етапі йде створення максимально докладного проекту, в якому описуються всі хотілки та потреби бізнесу з технічними вимогами
• Впровадження > ну тут зрозуміло, що те, що спроектували, потрібно реалізовувати
• Робота > щоденна експлуатація та забезпечення безперебійної роботи мережі
• Оптимізація > пошук рішень або технологій, за рахунок яких можна поліпшити роботу локальної мережі.

Що таке всесвітня комп'ютерна мережа

Після того як ми розібрали цикл життя та розробки мережі, потрібно познайомитися з визначенням, що її описує.

Комп'ютерна мережа(Computer NetWork) – це сукупність комп'ютерів та інших пристроїв, з'єднаних лініями зв'язку та обмінюються інформацією між собою відповідно до певних правил – протоколу. Протокол відіграє важливу роль, оскільки недостатньо лише з'єднати комп'ютери лініями зв'язку.

Нижче представлена ​​загальна схема, як через інтернет все об'єднується в одне ціле, нагадаю, що інтернет можна описати простим описомЦе мережа мереж, тобто купа локальних мереж об'єднаних в одну велику мережу. Як бачите на малюнку, він дозволяє Офісам спілкуватися зі своїми центральними офісами, мобільним користувачам працювати по віддаленні або з дому, світ став мобільним. Думаю, вам тепер зрозуміло, що таке всесвітня комп'ютерна мережа.

Фізичні компоненти мережі

Давайте розбиратися з яких компонентів відбувається побудова локальної мережі. Яке завдання стояло перед інженерами, що створюють мережі, щоб з оперативної пам'яті пристрою А, балу передана інформація в оперативну пам'ятьпристрої В. Далі за рахунок додатків, що працюють за певними протоколами, інформація витягується та надається користувача. Схема така:

• Мережева карта вставлена ​​в комп'ютер > Користувач надсилає інформацію у вигляді мережних пакетів комутатору
• Комутатор > у свою чергу відправляє її вищому маршрутизатору
• Маршрутизатор > може відправити або ще ланцюжку маршрутизаторів, або відразу потрібному комутаторуякщо він має до нього маршрут, і далі пакети обробляються комп'ютером одержувачем і віддаються користувачеві як інформації.

Як бачите побудову локальної мережі (ЛВС), дуже логічне та просте.

Якщо подивитися середньо статистичну мережу підприємства, вона виглядає ось так. Є кореневий комутатор, ядро ​​мережі, до нього підключені комутатори другого рівня, як це налаштовується, я описував у статті Як налаштувати комутатори cisco 3 рівня. Вся мережа може бути сегментована VLANами, є сервер DHCP Cisco або на Windows, це не важливо, далі весь трафік, що виходить за рамки локальної мережі, йде в маршрутизатор, і далі вже в інтернет, завдяки статичній маршрутизації Cisco. Приклади налаштування маршрутизатора Cisco вже наводив.

Як впливають користувацькі програми на мережу

Давайте розглянемо, які види трафіку присутні в мережі і як вони на неї впливають.

• Пакетні програми > прикладами можуть бути протоколи ftp чи tftp, спілкування йде між комп'ютерами немає безпосереднього втручання людини. Тут смуга пропускання, звичайно, важлива, але не відіграє ключової ролі.

• Інтерактивні програми > це наступний вид трафіку > Тут вже є інтерактив між користувачем та комп'ютерами. Простий приклад - це браузер або запит до баз даних. Так як користувач очікує відповіді, час реакції системи для нього важливо, але не відіграє найважливішої ролі, якщо воно, звичайно, не дуже довге. Простий приклад прийшов чоловік на роботу, а по дорозі йому нахамили і наступили на ногу, та й ще він промок:), тепер будь-яка іскра розпалить у ньому пожежу, якщо в нього браузер на його думку повільно віддаватиме сторінки або лист прийшов не через хвилину , А через дві він буде гундосити, що все погано працює, а от якщо він зранку виспався, поїв, та й ще наші у футбол виграли в Англійців, то будь-яка затримка, не буде у нього викликати нападів люті, він на час очікування поговорить про вчорашній футбол.

• Програми в реальному часі > продовжуємо розглядати чим забиті канали зв'язку і тут спілкування людини з людиною. Прикладом можуть бути VOIP та Відео трафік, звук більш пріоритетний перед відео. Дуже критичне за часом запізнення, ще прикладом можуть бути месенджери, на кшталт ICQ, де трафік мінімальний, але людина має отримати миттєво.

• Трафік P2P > це однорангові мережі (Peer-to-Peer), простим прикладом можуть бути торенти 🙂 для операторів зв'язку це сміття, яким забиті канали, але вони ще не винищені з однієї простої причини, що потужності каналів зв'язку дозволяють їм обробляти поточні потреби споживачів та бізнесу. До речі, Skype, так само працює за протоколом p2p.

Характеристики локальних мереж

При побудові локальної мережі Cisco, та й не тільки її, потрібно враховувати низку вимог:

• Швидкість
• Вартість
• Безпека
• Доступність
• Масштабованість
• Топологію

Моделі побудови мереж

Вище ми з'ясували основні характеристики, тепер давайте розбиратися, які моделі побудови мереж існують. Перша топологія, яку вигадали, називається

• Топологія шини > при даній моделі побудови мережі, виходить одна загальна шина передачі даних, і всі її учасники (пристрою) приймають сигнал, що нічого не нагадує 🙂 я вам розповідав про хаб. Дуже не безпечна топологія, тому що можна було легко отримувати дані не призначені для вас, плюс розрив загальної шини приводив до повної непрацездатності локальної мережі. Почали думати, які ще можна було зробити рішення і вигадали.

• Топологія кільця > передають сигнали з колу. З плюсів менші витрати на кабелі, особливо якщо це оптика. Є єдина точка відмови.

Як наслідок у боротьбі за стійкість до відмови ділили ось таку конструкцію, FDDI подвійна кільцева топологія. Тут сигнали передаються у протилежних напрямках. Використовується операторами зв'язку.

• Всі дані передаються через центральний вузол, це критична точка відмови, але в сучасних умовах її всі намагаються дублювати, за рахунок кластеризації. І при обриві наприклад однієї з ліній передачі решта продовжували працювати, це було досягненням порівняно з іншими моделями побудови мереж.

Ось подальший розвиток і більш стійкий, ніж зіркоподібна топологія, але як наслідок і дорожча. Навіть якщо відмовить ядро, свої сегменти локальної мережі працюватимуть, і чекати коли підніметься ядро.

Коли ви будуватимете побудову корпоративної мережі, ви повинні добре все продумати і знати всі слабкі точки, щоб по можливості їх позбутися або задублювати їх.

Ще може бути варіант, кожен з кожним, повна стійкість до відмов, але дорогий не реально. Прикладом може бути вузли телефонного зв'язку(Не стільниковий), називається це повнозв'язна пориста топологія.

Продовжуємо розбиратися в побудові локальної мережі та розглянемо які дроти використовуються для цього завдання.

Мережні проводи та розетки

Кручена пара

Коли ви робите побудову локальної мережі, вам необхідно вибрати які дроти для цього будуть використовуватися. У сучасних офісах у більшості випадків для локалки використовується технологія Ethernet, де сигнал передається по так званій кручений парі (TP-Twisted Pair) що складається з чотирьох мідних свитих один з одним (для зменшення перешкод) пар проводів. Кожен адміністратор повинен знати послідовність обтискання даного проводу, щоб зробити з нього патч корд.

Коли йде побудова комп'ютерної мережі, найчастіше використовують неекранований кабель категорії CAT5, а найчастіше його вдосконалена версія CAT5e. Кабелі подібної категорії дозволяють передавати сигнал зі швидкістю 100 Мбіт/c при використанні лише двох пар (половини) дротів і 1000 Мбіт/с при використанні всіх чотирьох пар.

Для підключення до пристроїв (маршрутизаторів, комутаторів, мережевих карт) на кінцях кручений пари використовуються 8-контактні модульні конектори, повсюдно звані RJ-45 (хоча їх правильна назва - 8P8C).

Пам'ятайте, що звичайна кручена пара не призначена для проведення на вулиці. Перепади температур, вплив вологи та інших природних факторів можуть призвести до поступового руйнування ізоляції та зниження її функціональних якостей, що, зрештою, призведе до виходу сегмента мережі з ладу. В середньому мережевий кабельвитримує на свіжому повітрі від 3 до 8 років, причому швидкість мережі почне падати задовго до повного виходу кабелю з ладу. Для використання на відкритому повітрі потрібно використовувати спеціальну кручену пару для відкритої проводки.

Побудова локальної мережі, що передбачає використання кабелів для об'єднання комп'ютерів у мережу, звичайно можна підключати їх безпосередньо від комутаторів або маршрутизаторів до роз'ємів на мережевих картахПК, але є й інший варіант – використання мережевих розеток. У цьому випадку один кінець кабелю з'єднується з портом комутатора, а якщо по правильному то з патч панеллю а з неї вже в комутатор, а інший з внутрішніми контактами розетки, у зовнішній роз'єм якої згодом можна вже підключати комп'ютерні або мережні пристрої.

Для чого ви можете сказати використовувати панель патч в нашій локальній мережі, простіше ж встромити на пряму в комутатор, наведу плюси.

На малюнку зверху представлений вид патч панелі спереду та ззаду. Як бачите кожен порт пронумерований і зверху можна підписати номер розетки з якою він з'єднаний, що дозволяє малювати карту мережі, і пошук потрібно розетки займе у вас пару миттєвостей, на відміну від того якби розетка вела б на пряму в комутатор, елементарно злетів папірець з підписом і шукай потім щупом цей провід.

Друга перевага, що патч панель зафіксована і всі кабелі, що входять в неї ззаду, кріпляться стяжками, що передбачає, що ви не будите чіпати зв'язку розетка і патч панель, а якби у нас був провід на пряму в комутатор, то була б можливість порушити зв'язок з розеткою за рахунок випадкового смикання дроту наприклад.

Мережеві розетки можуть бути як вбудовані в стіну, так і монтуються зовні, наприклад в короба. Застосування розеток замість кабелів, що стирчать, надасть більш естетичного вигляду вашому робочому місцю. Так само розетки зручно використовувати як опорні точки різних сегментів мережі. Наприклад, можна встановити комутатор або маршрутизатор у коридорі, а потім від нього капітально розвести кабелі до розеток, розміщених у всіх необхідних приміщеннях. Таким чином, ви отримаєте кілька точок, розташованих у різних частинах квартири, до яких можна буде будь-якої миті підключати не тільки комп'ютери, але й будь-які мережеві пристрої, наприклад, додаткові комутатори для розширення вашої домашньої або офісної мережі.

Ще однією дрібницею, яка вам може знадобитися при побудові кабельної мережі, є подовжувач, який можна використовувати для з'єднання двох кручених пар з вже обтиснутими роз'ємами RJ-45. Наприклад у вас є пара проводів 3 метри, а потрібен для підключення робочого місця 5, можна з двох зробити один за рахунок цієї маленької коробочки.

Також для підключення до одного кабелю відразу двох комп'ютерів без використання комутатора можна використовувати розгалужувач мережі. Але знову ж таки варто пам'ятати, що в цьому випадку максимальна швидкість обміну даними буде обмежена 100 Мбіт/с.

Як бачите при побудові локальної мережі дуже багато різних компонентіві нюансів, і знання всіх його складових, запорука успіху та відсутність проблем у системного адміністратора.

Це один із перших провідників, які використовувалися для створення мереж. Містить у собі центральний провідник, шар ізолятора в мідному або алюмінієвому обплетенні та зовнішню ПВХ ізоляцію. Максимальна швидкість передачі даних – 10 Мбіт. Кабель досить сильно схильний до електромагнітних наведень. У разі пошкодження ремонтується важко (потрібна паяння і ретельна ізоляція), але навіть після цього відновлена ​​ділянка працює повільно і нестабільно: з'являються спотворення електромагнітних хвиль, що поширюються в коаксіальному кабелі, що призводить до втрат інформації.

В даний час коаксіальний кабель в основному використовується як провідник сигналу супутникових тарілокта інших антен. У локальних мережах застосовується кабель з хвильовим опором 50 Ом, а передачі TV сигналу - 75 Ом, вони сумісні між собою. У сучасних комп'ютерних мережахвикористання коаксіального кабелю, як правило, не виправдане, і в цій статті не розглядатиметься.

У мене наприклад у Москві провайдер по коаксіальному кабелю дає мені інтернет і телебачення, яке заводить у свій роутер, а від туди, я вже отримую інтернет по rj-45 в комп'ютер.

Далі буде