Виды локальных сетей

Тема 11. Локальные вычислительные сети

Контрольные вопросы

1. Что такое сервер и рабочая станция (клиент)?

2. Перечислите и дайте краткую характеристику специализированных серверов.

3. Что такое хост-компьютеры?

4. Что такое модем и какие виды модемов вы знаете?

5. Охарактеризуйте внутренний и внешний модемы.

6. Отличие цифровых модемов от аналоговых.

7. Что представляет собой сетевая карта, перечислите основные характеристики.

8. Какие устройства межсетевого интерфейса вы знаете?

9. Назначение повторителя как устройства межсетевого интерфейса.

10. Назначение моста как устройства межсетевого интерфейса.

11. Назначение маршрутизатора как устройства межсетевого интерфейса.

12. Назначение шлюза как устройства межсетевого интерфейса.

13. Что входит в сетевое программное обеспечение?

Локальной вычислительной сетью (ЛВС) называют сеть, элементами которой являются вычислительные машины (в том числе мини- и микрокомпьютеры), терминалы, связная аппаратура — располагаются на сравнительно небольшом удалении друг от друга (до 10 км).

Локальная сеть обычно предназначается для сбора, передачи, рассредоточенной и распределенной обработки информации в пределах одной лаборатории, отдела, офиса или фирмы, часто специализируется на выполнении определенных функций в соответствии с профилем деятельности фирмы и отдельных ее подразделений. Во многих случаях ЛВС, обслуживающая свою локальную информационную систему, связана с другими вычислительными сетями, внутренними или внешними, вплоть до региональных или глобальных сетей.

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

Связь ЛВС с сетью Интернет может выполняться через хост-компьютер, в качестве которого может использоваться web-сервер или сервер-шлюз (часто именуемый прокси-сервером) – рабочая станция, имеющая специализированное программное обеспечение для непосредственной работы в Интернете.

Локальная сеть может объединять до нескольких сотен компьютеров, стационарно соединенных кабелями. Соединение компьютеров кабелями организуется различным способом, образуя различную топологию сети (звездную, шинную, кольцевую и т. д.). Кабели подсоединяются к ПК через специальное устройство, называемое сетевой картой, или сетевым адаптером. Это устройство вставляется в слот расширения на материнской плате компьютера. Имеются материнские платы со встроенным сетевым адаптером. Сетевые адаптеры (АrсNet, Ethernet, TokenRing) различаются производительностью (скоростью передачи данных) и соответственно стоимостью, например, для сети с числом ПК до 50 обычно применяются недорогие адаптеры класса Ethernet.

Для построения сети используются и другие сетевые устройства (хабы, концентраторы, повторители и др.) различной сложности и стоимости. Применяемые технические средства и топология сети в совокупности определяют надежность функционирования и скорость передачи информации в такой сети: от 100 Мбит/с до 1 Гбит/с.

По количеству подключенных к сети компьютеров сети можно разделить на малые, объединяющие до 10–15 машин, средние –до 50 машин и большие –свыше 50 машин.

По территориальной расположенности ЛВС делятся на компактно размещенные (все компьютеры расположены в одном помещении) и распределенные (компьютеры сети размещены в разных помещениях).

По топологии ЛВС делятся на шинные, кольцевые, радиальные, полносвязные, иерархические и смешанные.

По типам используемых компьютеров среди них можно выделить однородные и неоднородные. В однородных ЛВС используются одинаковые типы компьютеров, имеющие одинаковые операционные системы и однотипный состав абонентских средств. В однородных сетях значительно проще выполнять многие распределенные информационные процедуры (в качестве классического примера можно назвать организацию и использование распределенных баз данных).

По организации управления ЛВС делятся на:

· ЛВС с централизованным управлением;

· ЛВС с децентрализованным управлением.

На этих классах ЛВС остановимся немного подробнее.

В ЛВС наиболее важными (видимыми) для пользователя являются два структурно-функциональных звена: рабочие станции и серверы. Не все ЛВС имеют в своем составе выделенные серверы, в некоторых случаях функции сервера оказываются как бы распределенными между рабочими станциями сети.
С этой точки зрения и можно говорить о двух типах ЛВС в зависимости от присутствия централизованного управления.

Существуют два принципиально разных способа соподчинения компьютеров в локальной сети и соответственно технологии работы в ней:

• одноранговая сеть (рис. 11.1) – это сеть равноправных компьютеров – рабочих станций, каждый из которых имеет уникальное имя – имя компьютера и пароль для входа в компьютер в момент загрузки операционной системы. Имя и пароль входа назначаются владельцем ПК средствами ОС и BIOS. В такой сети могут быть организованы «подсети» – так называемые группы, каждая из которых имеет имя, например «Бухгалтерия».

Рис. 11.1. Схема соподчинения ПК в одноранговой сети.

Принадлежность рабочей станции к какой-либо группе может быть задана или изменена пользователем. Равноправность ПК означает, что владельцу каждого компьютера в сети предоставлена программная возможность самому преобразовывать свой локальный ресурс (диски, папки, принтер) в разделяемый, предоставив доступ к нему другим пользователям группы, а также устанавливать права и пароль доступа к ресурсу. Он же отвечает за сохранность или работоспособность этого ресурса. Программные средства позволяют владельцу ПК отменить доступ к ресурсу, т. е. вернуть ему статус локального.

Доступ к «чужим ресурсам» в такой сети организован на уровне ресурсов. Это означает, что доступ к сетевым ресурсам рабочей станции получает любой компьютер, входящий в ту же группу, что и «владелец ресурса». Доступ к сетевым ресурсам компьютеров другой группы невозможен. Понятие пользователь в такой сети отсутствует, а точнее совпадает с понятием компьютер группы.
Водноранговой сети каждая рабочая станция может одновременно как предоставлять свои ресурсы другим компьютерам группы (быть сервером), так и использовать ресурсы других ПК (быть клиентом). Сети этого вида часто организуются в небольших офисах для объединения в сеть небольшого числа компьютеров (10–15 ПК). Создание и эксплуатация такой сети не требуют высокого профессионализма и наличия специального лица – системного администратора, ответственного за функционирование сети;

• иерархические сети (рис. 11.2) – это сети, в которых имеется мощный компьютер – выделенный сервер, ресурсы которого предоставляются другим соединенным с ним компьютерам – рабочим станциям. Ресурсы рабочих станций серверу, как правило, недоступны. Иерархические сети организуются при большом количестве рабочих станций. В сравнении с одноранговыми сетями они обеспечивают более высокое быстродействие и надежность работы сети, повышают конфиденциальность и надежность хранения информации и др.

Рис. 11.2. Иерархическая сеть

Однако создание иерархической сети требует высокого профессионализма, а работу всей сети организует системный администратор. В отличие от одноранговой сети предоставление ресурсов сервера в иерархической сети производится на уровне пользователей. Это означает, что для полноценной работы в сети каждый пользователь должен быть персонально зарегистрирован администратором сети, после чего ему назначаются уникальное в сети имя и пароль, под которыми он «будет известен серверу». При регистрации пользователю на сервере выделяются также определенные ресурсы и права доступа к ним. В дальнейшем при подключении к серверу пользователь указывает в специальном диалоговом окне это имя и пароль, и только после этого пользователю открывается доступ к назначенным ему сетевым ресурсам.

Наряду с классическими сетями указанных выше двух видов возможна организация сетей и более сложных видов:

• сочетание одноранговой и иерархической сети, в которой рабочие станции могут быть как подключены к выделенному серверу по принципу иерархической сети, так и объединены между собой в одноранговую сеть;

• иерархическая сеть с несколькими выделенными серверами;

• иерархическая сеть, в которой есть несколько уровней иерархии серверов, при этом серверы нижнего уровня подключаются к серверам более высокого уровня.

Принципы работы в таких сетях близки к тем, что используются в простейших одноранговых и иерархических сетях.