Локальные вычислительные сети (ЛВС)

Первая коммуникационная революция XX века дала нам телефонные коммуникации (связи), вторая дала компьютерные коммуникации (E-mail и Интернет), в XXI веке ожидается революция интеллектуальных коммуникаций. Наибольшую эффективность от внедрения ВТ (вычислительной техники) обеспечивают, не отдельные автономные ПК, а ЛВС. При работе на ПК в автономном режиме можно обмениваться информацией (программами, документами и т.д.) путем копирования ее на внешние электронные носители. Создание компьютерных сетей, вызвано потребностью совместного использования информации пользователями, работающими на удаленных ПК. Сети предоставляют возможность быстрого обмена информацией и совме­стное использование ресурсов – данных, программ, принтеров и других периферийных устройств, и даже одновременной работы с документами. ЛВС облегчает обслуживание ПК и позволяет держать программы не на всех ПК, а на тех, которые имеют винчестер большего объема памяти.

Имея в наличии 2, 3 ПК в небольших фирмах или в домашних условиях рационально соединять их в сеть: локальную и в глобальную. Простейшая компьютерная сеть состоит из двух ПК, соеди­ненных друг с другом с помощью специального кабеля через порты. Кабель не должен быть слишком длинным - ведь компьютерный сигнал очень слабый и быстро затухает на расстоянии.

ЛС объединяет ПК, установленные в одном по­мещении (компьютерный класс) или в одном здании (в учебном заведении – несколько десятков ПК, установ­ленных в различных кабинетах). Например: ЛВС предприятия, фирмы, офисов, банка, торговых сетей. Протяженность ЛВС ограничивается пределами 2-2,5 км. Каждый ПК, подключенный к ЛС, должен иметь специальную плату (сетевой адаптер или сетевую плату), которая подключается программой (драйвером). Соединение ПК (сетевых адаптеров) производится с помощью кабелей различных типов.

Коаксиальный кабель состоит из центрального проводника (сплошного или многожильного), покрытого слоем полимерного изолятора, поверх которого расположен другой проводник (экран).

Витая пара содержит две или более пары проводов, скрученных один с другим. Это позволяет повысить помехо­устойчивость кабеля и снизить влияние каждой пары на все остальные.

Оптоволоконный кабель состоит из тонкого стеклянного цилиндра, по­крытого оболочкой с другим коэффициентом преломления.

Характеристика ЛВС – скорость передачи информации по сети.

Виды ЛВС:

· одноранговая сеть – нет единого центра и нет единого устройства для хранения данных. Каждый ПК ЛВС может выполнять функции как клиента, так и сервера. Все ПК равноправны..Замыкание ЛВС осуществляется через терминатор. ЛВС содержащая более 10 ПК может оказаться недостаточно производительной.

· сеть с выделенным сервером. Некоторые компьютеры (серверы) специально выделяются для хранения файлов. Сервер выполняет функции хранения данных, предназначенных для использования всеми рабочими станциями, управления взаимодействием между ПК. Управление доступом к ресурсам ЛВС осуществляется специально выделенным администратором сети, в среде сетевой, например, ОС Windows NT Server или Novell NetWare. Для выполнения функций коммутации используется специальное устройство – концентратор (ХАБ – это многопортовый концентратор или репитер, который представляет собой узел кабельных систем в сетях с древовидной и звездообразной топологиями.)

Сеть - вид ЛВС (LAN), использующий для связи и передачи данных высокочастотные радиоволны, а не кабельные соединения. Это гибкая система передачи данных, которая применяется как расширение - или альтернатива - кабельной локальной сети внутри одного офиса, здания или в пределах определенной территории. Данная технология позволяет экономить средства за счет отсутствия необходимости разработки топологию ЛВС и ее монтажа.

Виды топологий (конфигурация) локальных сетей:

1. Наиболее простой вид топологии – «шина» или «линейная шина». Все компьютеры подключены к одному кабелю. Кабель проходит от одного ПК к другому, последовательно соединяя ПК между собой.

2. На шину похожа и структура, которую называют «кольцо».

3. Для ЛВС, основанных на сервере, может применяться схема «звезда». К каждой рабочей станции подходит отдельный кабель из одного узла. При выходе из строя сетевого кабеля у одного ПК, ЛС продолжает функционировать.

4. От схемы зависит состав оборудования и ПО. Топологию выбирают, исходя из потребностей предприятия. Если предприятие занимает многоэтажное здание, то в нём может быть применена схема «снежинка», в которой имеются файловые серверы для разных рабочих групп и один центральный сервер для всего предприятия.

Классификация сетей с УК (устройством коммутации – техническом устройством, возможно, компьютером, для сопряжения каналов связи)

1. Радиальная топология используется в учрежденческих системах управления с централизованным хранением информации, которое выполняет УК (в этом случае в его роли выступает ЭВМ). Эта топология не надежна, так как выход из строя УК разрушает всю сеть. Кроме того, она характеризуется значительным потреблением кабеля, что повышает ее стоимость.

2. Кольцевая топология обеспечивает передачу информации по кольцу только в одном направлении, что уменьшает надежность сети. Для повышения надежности сети при неисправности кабеля вводят дополнительное кольцо, что приводит к удорожанию сети.

3. Многосвязная топология наиболее сложная и дорогая, применяется очень редко для обеспечения высокой скорости и надежности.

4. Топология типа общая шина использует в качестве обслуживающего устройства одну из ЭВМ, которая обеспечивает централизованный доступ к общей информации и ресурсам. Эта топология характеризуется низкой стоимостью, высокой гибкостью и скоростью передачи данных.

5. Иерархическая (древовидная) топология образуется с помощью нескольких топологий типа «общая шина»: они объединяются в дерево с корнем в виде ЭВМ, где размещаются самые важные компоненты сети. Эта топология используется в сложных системах с десятками и сотнями пользователей.

4. Схема соединения «снежинка»

6. Беспроводные сетевые технологии Wi-Fi (Wireless Fidelity – англ. «беспроводная преданность») – формат передачи цифровых данных по радиоканалам. Устройства Wi-Fi предназначены для замены традиционных кабелей сети и различаются по масштабу действия радиосистем:

ü PAN (персональные сети) – короткодействующие, радиусом до 10 м (используется стандарт Bluetooth);

ü WLAN (Wireless Local Area Network - беспроводные локальные сети) – радиус действия до 100 м (используется стандарт 802.11)

ü WWAN (беспроводные сети широкого действия) – обеспечивают доступ к корпоративным сетям и Интернету (внедряется стандарт GPRS быстрее в Европе, затем в США).

Угрозу сетевой безопасности могут предоставлять природные явления и технические устройства, однако только люди (недовольные уволенные служащие, хакеры, конкуренты) внедряются в сеть для намеренного получения или уничтожения информации и именно они предоставляют наибольшую угрозу.

Для прохода по ЛВС, специальной программой осуществляется доступ, как правило, по паролю. Для этого используется сетевое аппаратное и программное обеспечение и сетевые протоколы. Протокол – свод правил взаимодействия в процессе обмена данными и форматы передаваемых блоков данных. Данные режутся на небольшие блоки и снабжаются служебной информацией (от кого, кому и пр.), в результате чего образуется пакет. Пакетный протокол обеспечивает циркуляцию пакетов в сети, получение их адресатом и сборку. ЛС не позволяют обеспечить со­вместный доступ к информации пользователям, находящимся, например, в различных частях города. На помощь приходят региональные сети, объединяющие ПК в пределах одного региона (города, страны, континента). Наиболее защищенные корпоративные сети (военные, банковские). Удаленные друг от друга ЛС объединяются с использованием телекоммуникационных устройств (телефонных линий, радиосвязи, спутниковой связи и др.). Так образуется глобальная компьютерная сеть. Единое информационное поле, возникающее при объединении многих ЛС – Интернет.