2.1. Локальные компьютерные сети

При работе на персональном компьютере в автономном режиме пользователи могут обмениваться информацией (программами, документами и т. д.), лишь копируя ее на но­сители информации (флэш-память, CD- и DVD-диски и др.). Однако перемещение носителя информации между компью­терами не всегда возможно и может занимать достаточно продолжительное время.

Создание компьютерных сетей вызвано практической потребностью совместного использования информации поль­зователями, работающими на удаленных друг от друга компьютерах. Сети предоставляют пользователям возмож­ность не только быстрого обмена информацией, но и совмест­ного использования принтеров и других периферийных устройств, и даже одновременной работы с документами.

Локальная сеть объединяет компьютеры, установленные в одном помещении (например, школьный компьютерный класс, состоящий из 8—12 компьютеров) или в одном здании (например, в здании школы могут быть объединены в локаль­ную сеть несколько десятков компьютеров, установленных в различных предметных кабинетах).

Локальная сеть объединяет несколько компьюте­ров и позволяет пользователям совместно исполь­зовать ресурсы компьютеров, а также подключен­ных к сети периферийных устройств (принтеров, дисков, модемов и др.).

Одноранговые локальные сети. Общая схема соедине­ния компьютеров в локальной сети называется топологией сети. Существуют различные топологии сети. В небольших локальных сетях все компьютеры обычно равноправны, т. е. пользователи самостоятельно ре­шают, какие ресурсы своего компьютера (диски, папки, фай­лы) сделать общедоступными по сети. Такие сети называются од­норанговыми .

В домашних локальных се­тях, включающих обычно 2-3 компьютера, для соединения компьютеров используется топо­логия линейная шина. В этом случае все компьютеры подсое­диняются к одному кабелю, а принтер к одному из компьютеров.

image104

 

Если из одного центрального сетевого устройства к каждому компьютеру подходит отдельный кабель, то реа­лизуется локальна я сеть с топологией звезда. В о дноранго­вых локальных сетях с топологией звезда все компьютеры и сетевой принтер соединяются с концентратором или коммутатором, которые обеспечивают передачу данных между устройствами сети (рис. 2.2).

image103

 

Преимущество локальной сети типа звезда перед локальной сетью типа линейная шина состоит в том, что при выхо­де из строя сетевого кабеля у одного компьютера локальная сеть в целом продолжает нормально функционировать.

Сеть на основе сервера. Если к локальной сети подклю­чено более L0 компьютеров, однорангова я сеть может оказать­ся недостаточно производительной. Для увеличения произ­водительности, а также в целях обеспечения большей надежности хранения информации в сети выделяется мощный компьютер для хранения файлов и программны с при­ложений.

Такой компьютер называется сервером, а локальная сеть ceтью на основе сервера. Сеть на основе сервера име­ет топологию звезда, т. е. сервер и все компьютеры сети под­ключаются к центральному концентратору или коммутато­ру (рис. 2.3).

image105

 

Объединение сегментов сети в единую локальную сеть.

Часто сегменты сети объединяются в единую локальную сеть. Компьютеры, подключенные к локальной сети, обме­ниваются данными в форме небольших по информационному объему пакетов. Для повышения производительности и безо­пасности сети обеспечивается адресная передача пакетов, т. е. пакет передается не все vr компьютерам сети, а только тому компьютеру, для которого он предназначен. Каждый пакет содержит адрес компьютера, которому он направлен Коммутаторы обеспечивают адресную передачу пакетов в пределах одного сегмента локальной сети, а маршрутиза­торы в пределах всей локальной сети (рис. 2.4).

image106

 

Коммутатор хранит в памяти специальную таблицу, в которой указывается соответствие адресов компьюте­ров портам коммутатора. При включении коммутато­ра эта таблица пуста и он работает в режиме обучения, в котором поступающие на какой-либо порт данные передаются на все остальные порты коммутатора. В течение определенного периода времени на основе ана­лиза пакетов данных коммутатор строит полную таб­лицу для всех своих портов, в результате реализуется адресная передача пакетов данные. Маршрутизатор для передачи пакетов данных в локаль­ной сети, состоящей из нескольких сегментов, исполь­зует таблицу маршрутизации. Таблица маршрутиза­ции состоит из маршрутов, в каждом из которых содержится адрес сегмента локальной сети и адрес компьютера-получателя.

Аппаратное и программное обеспечение проводных и беспроводных сетей. Каждый компьютер или принтер, под­ключенный к локальной сети, должен иметь специальную плату (сетевой адаптер). Основной функцией сетевого адап­тера является передача и прием информации из сети

В проводных локальных сетях соединение компьютере в (сетевых адапте­ров) между сс эой производится с помо­щью кабеля (обычно витой пары). Кабеmargin-top: 0cm; margin-right: 1pt; margin-bottom: 9pt; margin-left: 0cm; text-align: justify; text-indent: 0cm; line-height: 11.3pt; background-attachment: scroll; background-repeat: repeat; background-image: none; background-position: 0% 0%; background-size: auto; background-origin: padding-box; background-clip: border-box; background-color: transparent;ли подключаются к сетевым адаптерам типа Ethernet (рис. 2.5), которые могут обеспечить скорость передачи данных по локальной сети 10 Мбит/с, 100 Мбит/с или 100Г Мбит/с.

Для подключения к локальной сети портативных компьютеров часто используется беспроводное подключе­ние, при котором передача данных осуществляется с помощью электро­магнитных волн В беспроводных ло­кальных сетях в качестве централ зн< - го сетевого устройства используется точка доступа (рис. 2.6).

image107

 

Беспрозодные сети типа Wi-Fi могут обеспечить скорость передачи данных до 54 Мбит/с, однако скорость зависит от количест­ва подключенных компьютеров и от расстояния до точки до­ступа.

Современные версии операционных систем Windows, Li­nux и MacOS обладают встроенными сетевыми возможностя­ми, которые делают подключение компьютера к локальной сети простым и быстрым. Для установки на сервер локаль­ной сети существуют специальные серверные версии опера­ционных систем, которые позволяют администратору сети настраивать параметры доступа каждого компьютера к сете­вым ресурсам непосредственно с сервера.

Контрольные вопросы

1 Каковы основные достоинства и недостатки локальных сетей:

  • одноранговых с топологией линейная шина;
  • одноранговых с топологией звезда;
  • сетей на основе сервера?

2.Каковы основные различия между концентратором, коммутато­ром и маршрутизатором?

3.В каких случаях целесообразно использование беспроводных сетей?