Виды беспроводных сетей

Реферат: Типы локальных сетей. Основные компоненты и разновидности компьютерных сетей Какие типы существуют локальной сети

Локальную вычислительную сеть еще называют местной вычислительной сетью, так как она служит для объединения сетевых устройств в небольшую группу. Объединение сетевых устройств может осуществляться не только с помощью кабелей, но и с помощью беспроводных технологий.

Назначение ЛВС

Объеденение сетевых устройств - вот ее главное предназначение. С помощью ЛВС пользователи могут обмениваться данными, подключаться к общим принтерами и распечатывать документы, хранить данные на общем сервере или на своем компьютере, с возможностью доступа к ним других пользователей ЛВС.

Объем ЛВС

Как правило, локальная вычислительная сеть распространяется на офис, дом, помещение или здание. ЛВС может объединить даже несколько зданий, однако, если использовать витую пару для объединения зданий, расстояние (длина кабеля) не должно превышать 100 метров. Иначе могут возникнуть задержки в передачи данных. Витую пару редко преминяют для соединения двух и более зданий в одну ЛВС. Чаще всего, для выполнения этой задачи используют оптический кабель и соответствующее оборудование.

Виды ЛВС

Одноранговая локальная сеть

Одноранговую локальную сеть применяют для объединения небольшого количество компьютеров (до 10 штук). При одноранговой локальной сети, каждый пользователь своего компьютера принимает решение о доступе к данным для других пользователей сети. Такую ЛВС еще называют равноправной.

Локальная сеть на основе сервера

Это более распрастраненный вид ЛВС, более производительный и надежный. Сервером может служить как обычный компьютер, так и специальный, характеристики и програмное обеспечение которого предназначены специально для этих целей. Сервер может выполнять массу функций: хранить в себе данные пользователей ЛВС, назначать права и ограничивать доступ пользователям, при передачи сообщений определять оптимальные маршруты и многое другое.

Топология/структура ЛВС

Топология локальной вычислительной сети определяет структуру, то как компьютеры будут соединяться друг с другом.

1. Шина - это последовательное соединение компьютеров в сеть, с помощью общего кабеля.

2. Звезда - это параллельное соединение компьютеров. Каждый компьютер подсоединяется кабелем к одному устройству - концентратору или хабу.

3. Кольцо - компьютеры соединены кабелем в неразрывное кольцо. Выход из строя любого компьютера или обрыв кабеля - приведет к неработоспособности ЛВС.

О том, что весь современный мир представляет собой гигантскую виртуальную паутину известно, пожалуй, каждому школьнику. Времена, когда обмен информацией осуществлялся по принципу «из рук в руки», а основным носителем данных была проштампованная бумажная папочка, остались в далеком прошлом, теперь же бесчисленные виртуальные магистрали соединяют все точки планеты в единую информационную систему – компьютерную сеть передачи данных.

Что такое компьютерная сеть?

В общем смысле компьютерная сеть передачи данных – это система связи различной вычислительной техники (в т.ч. ПК и пользовательской оргтехники), необходимая для автоматического обмена данными между конечными пользователями, а также удаленного управления функциональными узлами и программным обеспечением данной сети.

Способов классификации компьютерных сетей великое множество (по архитектуре, типу среды передачи, сетевым операционным системам и т.д.), однако углубляться в дебри теории сетевых технологий мы не станем: особо любознательные пользователи всегда смогут найти данную информацию в учебной литературе. Здесь же мы ограничимся простейшей классификацией сетей в зависимости от их протяженности.

Итак, компьютерные сети по территориальному признаку делятся на локальные и глобальные:

Глобальная компьютерная сеть – это сеть передачи данных, охватывающая весь мир (или отдельные крупные регионы) и объединяющая неограниченное число несвязанных абонентов.

Локальная компьютерная сеть – это совокупность соединенных каналами связи ПК и сетевого оборудования, предназначенная для передачи данных конечному числу пользователей. К слову, термин «локальная сеть» был присвоен системе в те времена, когда возможности оборудования не позволяли организовать подобную связь для удаленных на большие расстояния абонентов, ныне же локальные компьютерные сети используются как для организации местной связи (в пределах одного здания или организации), так и охватывают целые города, регионы и даже страны.

Виды компьютерных сетей

По способу организации связи между абонентами топология компьютерных сетей выделяет следующие схемы локальных сетей:

Где узлами сети выступают компьютеры, оргтехника и различное сетевое оборудование.

Более сложные топологии (такие, как древовидная сеть, ячеистая сеть и т.д.) строятся путем различных соединений трех элементарных видов локальной сети.

Функции локальных сетей

О предназначении глобальных сетей и том, какую пользу миру несет интернет, мы рассказывать не станем: основные функции всемирной паутины и так прекрасно известны каждому пользователю, а подробному описанию всех возможностей сети можно посвятить не одну книгу.

При этом домашние сети незаслуженно обделены информационным вниманием, и многие пользователи не понимают, зачем вообще им нужна локальная сеть.

Итак, основные функции локальной сети:

- Оптимизация рабочего процесса. Так, домашняя локальная сеть, организованная, например, в офисе, обеспечивает всем его сотрудникам возможность дистанционного обмена данными, а также совместного использования всех видов оргтехники;
- Общение. Конечно, полностью заменить «интернет-коннектинг» локальные сети не смогут, но в тех случаях, когда требуется организовать собственный, закрытый от внешних пользователей, канал связи (например, форум сотрудников корпорации) локальные сети просто незаменимы;

- Возможность удаленного администрирования. Так, корпоративная локальная сеть позволяет одному специалисту оказывать техническую поддержку нескольких десятков различных устройств;
- Экономия. Согласитесь, логичнее единожды оплатить подключение к интернету и обеспечить всем сотрудникам организации (пользовательским устройствам) возможность свободного доступа, чем проплачивать доступ к всемирной паутине каждому сотруднику (гаджету) индивидуально;
- Игры, безопасность обмена данными, пользовательский комфорт и многое другое.

Таким образом, локальная сеть - весьма и весьма полезный инструмент в любой сфере деятельности. По сути, именно локальные сети заменили всем известную «голубиную почту» как на любом предприятии, так и между друзьями-знакомыми (ведь это куда более функциональная альтернатива перестукивания по батарее и сигналов типа «кактус» на подоконнике). И наши уроки помогут вам не только создать локальную сеть с нуля своими руками, но и решить куда более сложные вопросы администрирования корпоративных сетей и настройки разных видов сетевого оборудования.

Техническая поддержка локальной сети

Определение и виды

Локальная сеть

Локальная сеть объединяет компьютеры, установленные в одном помещении (например, компьютерный класс, состоящий из 8-12 компьютеров) или в одном здании (несколько десятков компьютеров, установленных в различных кабинетах некоторого учреждения)

Локальная сеть - коммуникационная система, состоящая из нескольких компьютеров, соединенных между собой посредством кабелей (телефонных линий, радиоканалов), позволяющая пользователям совместно использовать ресурсы компьютера: программы, файлы, папки, а также периферийные устройства: принтеры, плоттеры, диски, модемы и т.д.

Виды локальных сетей:

1. Одноранговая локальная сеть – сеть, поддерживающая равноправие компьютеров и предоставляющая пользователям самостоятельно решать какие ресурсы своего компьютера: папки, файлы, программы сделать общедоступными.

2. Локальная сеть на основе сервера. Если к локальной сети подключено более 10 компьютеров одноранговая сеть может оказаться недостаточно производительной. Для увеличения производительности, а также в целях обеспечения большей надежности при хранении информации в сети, некоторые компьютеры специально выделяются для хранения файлов или программ-приложений. Такие компьютеры называются серверами , а локальная сеть – сетью на основе серверов .

Сервер - специальный управляющий компьютер, предназначенный для:

1. хранения данных для всей сети;

2. подключения периферийных устройств;

3. централизованного управления всей сетью;

4. определения маршрутов передачи сообщений.

Каждый компьютер, подключенный к локальной сети, должен иметь:

1. Сетевой адаптер – специальная плата, предназначенная для передачи и приема информации из сети.

2. Соединение компьютеров (сетевых адаптеров) между собой производится с помощью кабелей различных типов (коаксиальный, витая пара, оптоволоконный).

Кабель – основной канал связи – физическая среда передачи информации.

Основная характеристика канала связи – пропускная способность, т.е. максимальная скорость передачи информации (измеряется в бит/сек, килобит/сек, мегабит/сек).

В локальных сетях используются следующие виды каналов связи :

a) Витая пара - проводной канал связи, содержащую пару скрученных проводников, обладает малой пропускной способностью – менее 1 Мбит/сек. Скручивание позволяет повысить помехоустойчивость кабеля и снизить влияние каждой пары на все остальные.

b) Коаксиальный кабель - состоит из центрального проводника (сплошного или многожильного), покрытого слоем полимерного изолятора, поверх которого расположен другой проводник (экран). Экран представляет собой оплетку из медного провода вокруг изолятора или обернутую вокруг изолятора фольгу.

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

Существуют и беспроводные локальные сети . В них информация между ПК передается с помощью инфракрасных лучей. Недостаток: наличие помех, создаваемых другими источниками той же частоты, а также сложность защиты данных от несанкционированного доступа, поскольку передаваемые сообщения в таком случае может воспринимать любой приемник, настроенный на ту же частоту.

3. Коннекторы (соединители) – служат для подключения кабелей к ПК, разъемы для соединения отрезков кабеля.

4. Сетевые интерфейсные адаптеры для приема и передачи данных (сетевые платы) – размешаются в системных блоках ПК, подключенных к сети и в соответствии с протоколом управляют доступом к среде передачи данных.

5. Трансиверы – повышают уровень качества передачи данных по кабелю и отвечают за прием сигналов в сети.

6. Хабы (концентраторы) икоммутирующие хабы (коммутаторы) - специальные устройства, расширяющие топологические, функциональные и скоростные возможности компьютерных сетей. Хаб с набором разнотипных портов позволяет объединить сегменты сетей с различными кабельными системами. Каждый хаб имеет от 8 до 30 разъемов (портов) для подключения либо компьютера, либо другого хаба. К каждому порту подключается только одно устройство. Хабы являются сердцем системы и во многом определяют ее функциональность и возможности.

7. Повторители (репитеры) – усиливают сигналы, передаваемые по кабелю при его большой длине.

Топология (структура) локальной сети – конфигурация сети, порядок соединения компьютеров в сети и внешний вид сети.

При помощи кабеля в локальной сети каждый компьютер соединяется с другими компьютерами. Структуру локальной сети можно описать с помощью сетевой информационной модели.

1. Шинная (линейная шина) – вариант соединения компьютеров между собой, когда кабель проходит от одного компьютера к другому, последовательно соединяя компьютеры между собой.

2. Кольцевая – все компьютеры связаны в кольцо, и функции сервера распределены между всеми машинами сети. Недостаток: при выходе из строя любой ЭВМ работа сети прерывается.

3. Звездная – к каждой рабочей станции подходи отдельный кабель из одного узла - сервера. Сервер обеспечивает централизованное управление всей сетью, определяет маршруты передачи сообщений, подключает периферийные устройства, является хранилищем данных для всей сети.

4. Древовидная (снежинка) - позволяет структурировать систему в соответствии с функциональным назначением элементов. Наиболее гибкая структура. Практически все сложные системы имеют в своем составе иерархические структуры.

5. Ячеистая – сеть, которая содержит, по крайней мере, 2 узла и имеющая 2 или более пути между ними.

6. Полносвязная - сеть, в которой имеется ветвь между любыми двумя узлами

Технические средства, протоколы и топология ЛВС

Технические средства ЛВС - это ее сервер, рабочие станции, сетевые контроллеры, кабельные системы, соединители, разветвители, повторители, усилители, терминаторы-заглушки.

Сервер – это специально выделенный компьютер в сети, имеющий мощные ресурсы, высокую надежность, подключенный к источнику бесперебойного питания и оснащенный сетевой ОС. Он решает задачи управления сетью и поддержания ее работоспособности. Хранит общую информацию, обновляет ее копии у пользователей, проводит резервное копирование данных и т.д.

Рабочая станция - это любой, кроме сервера, компьютер, работающий в сети.

На практике используется два основных типа подключения компьютеров к ЛВС -тонкий Ethernet или витая пара . Тонкий Ethernet достаточно распространен как наиболее простой, дешевый, надежный вариант. Его элементами являются сетевые карты с "байонетной" розеткой, Т-коннекторы, N-коннекторы, терминаторы, кабель-коаксиал "тонкий Ethernet". Отрезки кабеля могут быть длиной 0,5-185 метров. Скорость передачи данных по такой сети - 10 (или 100) Мбит/с). Витая пара в реализации бывает нескольких типов. Различия между ними - в уровне помехозащищенности. Для сетей на витой паре требуется, кроме сетевых адаптеров еще и дополнительное устройство - концентратор (Hub). Эти сети имеют следующие преимущества - большая надежность, простое расширение сети, появление новых стандартов (в том числе на скорость передачи до 100 Мбит/с), не требует полной замены коммуникационных линий, большая производительность.

Дополнительно применяются также волоконно-оптические каналы связи и радиоканалы. Создание и быстрое совершенствование ПК типа Notebook привело к столь же быстрому развитию беспроводных технологий связи между ПК, в том числе в локальных сетях. Как правило, Notebook имеют стандартные порты или слоты. Благодаря этому можно легко и быстро присоединять Notebook к обычной ЛВС с помощью сетевых карт. Создание же беспроводного варианта ЛВС требует установки на каждую рабочую станцию или сервер специального устройства беспроводной связи. Сети реализуются либо в радиодиапазоне, либо в лазерных, либо в инфракрасных каналах связи.

Передача данных по сети регламентируется определенными правилами. Набор правил взаимодействия между компьютерами сети называют протоколами передачи данных, или сетевыми протоколами. Т.е. протокол - это "язык", на котором ПК разговаривают в сети между собой. Он устанавливается на них в виде программ-драйверов . Протоколы определяют формат, способ синхронизации, порядок следования, методы обработки ошибок при передаче данных. Передача данных между компьютерами требует выполнения многих шагов.

Например , для передачи файла с одного компьютера на другой файл должен быть разбит на части, эти части должны быть определенным образом сгруппированы. Таким образом, компьютер, принимающий файл, должен получить дополнительную информацию о том, каким образом связаны между собой образованные группы, а также информацию о способе синхронизации, информацию, позволяющую корректировать ошибки, связанные с передачей данных, и т. д. Учитывая сложность осуществления коммуникаций между компьютерами, этот процесс обычно разбивается на шаги. Каждый такой шаг выполняется в соответствии со своими правилами, т. е. в соответствии со своим протоколом.

Топология сети - это ее геометрическая форма или схема физического расположения ПК по отношению друг к другу иих соединения каналами связи. Топология сети влияет на такие ее показатели, как надежность, расширяемость (наращиваемость), стоимость, задержку и пропускную способность.

На практике используются три базовых топологии - шина (EtherNet), кольцо (Token Ring), звезда (ArcNet).

В сети со звездообразной топологией каждый абонент, посылающий и (или) принимающий информацию, подсоединен одним или двумя выделенными каналами связи к единственному центральному узлу связи, через который проходит вся сетевая информация.

В сети с кольцевой топологией узлы подключаются к повторителям сигналов, связанным в однонаправленное кольцо. В однонаправленном кольце пара смежных повторителей связана секцией кабеля – выделенным каналом связи.

В сети с шинной топологией все узлы подключены к одному каналу связи с помощью приемопередатчиков. Канал оканчивается с двух сторон пассивными терминаторами, которые поглощают передаваемые сигналы, поскольку по своей природе передача в такой сети является широковещательной. Шинные сети имеют довольно ограниченные возможности по наращиванию в силу затухания сигналов в канале. Каждая врезка и каждый соединитель несколько изменяют характеристики физической среды передачи.

Структура конкретной сети, ее топология и количество пользователей зависят в основном от структуры предприятия и решаемых в информационной системе задач.

По принципу организации существует два типа локальных сетей: одноранговые сети и сети с выделенным сервером.

Одноранговые ЛВС – это сети, в которых не предусматривают выделение специальных компьютеров, организующих работу. Т.е. все узлы такой сети выполняют одинаковые коммуникационные функции и являются равными. Каждый пользователь, подключаясь к сети, выделяет в сеть какие-либо ресурсы (диски, принтеры) или подключается к ресурсам, предоставленным в сеть другими пользователями. Такие сети относительно просты в установке. Программное обеспечение для них - это в первую очередь ОС Windows 2000/XP.

В сетях с выделенным сервером один ПК - сервер - является источником программных и аппаратных ресурсов для рабочих станций. ЛВС с выделенным сервером могут быть типа "клиент-сервер" или "файл-сервер". В качестве программного обеспечения в них используют специализированные сетевые операционные системы типа Windows-NT Server или Novell Netware. Они предлагают централизованный доступ к сетевому сервису. Такие сети, как правило, намного эффективней и безопасней (с точки зрения защиты данных), чем одноранговые.

Заметим, что ОС Windows 2000/XP содержит в своем составе компоненты, позволяющие работать с ней как в локальных, так и в глобальных сетях, как в одноранговых сетях, так и с выделенным сервером.

Работа с ОС Windows в одноранговой ЛВС проста. Например, это "предоставление папки или диска для совместного использования с другими пользователями". Для того чтобы сделать диск или папку доступными для совместного использования, надо войти в систему в качестве "опытного" пользователя, оператора сервера или члена группы администраторов. В Windows 2000 Professional максимальное число пользователей составляет 10 (вне зависимости от числа, введенного в поле "не более").

Создание современных Интранет, как корпоративных ЛВС, предполагает обмен данными в них на основе протоколов TCP/IP. Интранет может и не иметь прямого соединения с Интернет. В некоторых случаях выход в Интернет доставляет лишние проблемы, особенно когда приходится работать с конфиденциальной информацией. В большинстве случаев, однако, соединение с Интернет увеличивает ценность Интранет, поскольку оно открывает доступ к ресурсам Интернет непосредственно с Web-страниц Интранет.

Под понятием «локальная сеть» подразумевается коммуникационная система, объединяющая несколько компьютеров в пределах одного помещения, здания или нескольких близко расположенных зданий одного предприятия. Для соединения компьютеров могут использоваться кабели, телефонные линии или радиоканалы. Благодаря такому объединению, пользователи: получают доступ к информации на всех компьютерах, подсоединенных к ЛВС (программам, папкам, файлам); могут совместно пользоваться модемами, принтерами, сканерами […]

получают доступ к информации на всех компьютерах, подсоединенных к ЛВС (программам, папкам, файлам);
могут совместно пользоваться модемами, принтерами, сканерами и остальными периферийными устройствами.

Основные виды локальных сетей

ЛВС классифицируются по различным критериям. Рассмотрим, какие бывают локальные сети в зависимости от наличия управляющего компьютера:

Одноранговые – они актуальны для объединения небольшого количества компьютеров (до 10) и в случаях, когда не требуется повышенная защита информации. Пользователи при этом имеют равные права доступа к информации и самостоятельно решают, к каким ресурсам своего компьютера открыть общий доступ. Такие сети предельно просты в установке и эксплуатации, но обеспечить надежную защиту данных в них проблематично.
Иерархические, созданные на базе серверов – такие ЛВС обеспечивают высокую производительность и надежность хранения информации при большом количестве пользователей. Они имеют центральный компьютер – сервер (один или несколько), предназначенный для:

централизованного управления ЛВС, обменом информацией и распределением ресурсов;
подключения всех периферийных устройств;
хранения специальных программ, приложений и основной части информации ЛВС;
разработки маршрутов передачи сообщений внутри сети.

Рассмотрим, какие есть виды локальных сетей по типу коммуникаций:

Проводные – такие ЛВС используют в роли каналов связи витую пару, оптоволоконный или коаксиальный кабель. Витая пара состоит из 2-х скрученных проводников. Она имеет невысокую пропускную способность (до 1 Мбит/с), но устойчива к возникновению помех. Более высокую пропускную способность (от 100 Мбит/с) имеет витая пара классов 5, 5e, 6, 6e, 7. Коаксиальный кабель содержит центральный проводник и изоляционное покрытие, на которое сверху нанесен еще один проводник (экран). Это может быть фольга или оплетка из медного провода. Оптоволоконный кабель обеспечивает скорость выше 10 Гбит/с. Он содержит тонкий цилиндр из стекла, на который нанесена оболочка с отличающимся коэффициентом преломления.
Беспроводные – они работают с передачей данных в инфракрасном диапазоне или по радиоканалам. Такие сети быстро передают информацию, но уязвимы к появлению помех от других источников одинаковой частоты и несанкционированному внешнему доступу.

Какие существуют виды топологии локальной сети?

Классификация локальных сетей по топологии (структуре) осуществляется по типу соединения компьютеров.

Конфигурация сети может быть:

В виде шины – когда кабель последовательно соединяет компьютеры друг с другом. Подключение и обмен информацией осуществляется через единый канал связи – шину. Такая топология проста и экономична, обеспечивает быструю передачу информации. Но при повреждении кабеля возникают проблемы со всей сетью, и выявить место неисправности непросто.
В форме звезды – когда каждая машина подсоединяется отдельным кабелем к находящемуся в центре сети серверу, который централизованно управляет всей сетью. Такая структура более устойчива к неисправностям и несанкционированному доступу, не вызывает трудностей при определении места неполадок и обеспечивает быструю передачу данных от рабочих станций к серверу. Она широко распространена при создании локальной сети. Недостатками такой структуры выступают низкая скорость передачи данных между отдельными рабочими станциями и зависимость работы всей сети от характеристик сервера.
В виде кольца – когда машины сети последовательно соединены друг с другом и с сервером или совместно выполняют функции сервера. Такие схемы отличаются простотой управления и быстрым получением доступа к данным, но при выходе из строя отдельной машины или сбое в канале между 2-мя узлами возникают проблемы в работе всей сети. Чтобы канал связи между остальными компьютерами не прерывался, в таких сетях нужно использовать специальные переходные соединения.
Ячеистая – структура, при которой устанавливаются линии связи со всеми находящимися поблизости машинами. В таких системах непосредственно соединяются только рабочие станции, интенсивно обменивающиеся информацией. Машины, не объединенные прямыми связями, обмениваются данными при помощи транзитных передач с использованием промежуточных компьютеров. Такая структура подходит для объединения большого числа машин и часто используется при организации глобальных или больших локальных сетей. Она максимально устойчива к перегрузкам и отказам.
Древовидная – представляет собой сочетание нескольких топологий (шинно-звездообразная, звездообразно-кольцевая). Основание дерева ЛВС находится в точке, где собираются коммуникационные линии данных. Такие сети востребованы при невозможности организации базовых топологий.
Смешанная (гибридная) – при создании крупных ЛВС часто используются произвольные связи между рабочими станциями, но можно выделить подсети с типовой структурой.

Теперь вы знаете, какие разновидности локальных сетей существуют, чем они отличаются друг от друга, каковы преимущества и недостатки каждого отдельно взятого типа. Чтобы определиться с выбором подходящей вам ЛВС, проконсультируйтесь с нашими специалистами. Также вы можете поручить нам