Локальна обчислювальна мережа: проектування та мережеве обладнання
Локальна обчислювальна мережа - це поняття, знайоме багатьом не з чуток. Практично кожне підприємство використовує цю технологію, тому можна стверджувати, що кожна людина так чи інакше стикався з нею. Локальні мережі істотно прискорили виробничі процеси, тим самим давши різкий стрибок подальшого їх застосування по всій земній кулі. Все це дозволяє прогнозувати подальший ріст і розвиток подібної системи передачі даних, аж до впровадження ЛВС на кожному, навіть невеликому підприємстві.
Поняття локальної мережі
Локальна обчислювальна мережа являє собою деяку кількість комп'ютерів, з'єднаних між собою спеціальним обладнанням, що дозволяє здійснювати повноцінний обмін інформацією між ними. Важливою особливістю цього виду передачі даних є відносно невелика територія розміщення вузлів зв'язку, тобто самих обчислювальних машин.
Локальні мережі не тільки істотно полегшують взаємодію між користувачами, а й виконують деякі інші функції:
- Спрощують роботу з документацією. Співробітники можуть редагувати і переглядати файли на своєму робочому місці. При цьому потреба в колективних зборах і нарадах відпадає, що заощаджує дорогоцінний час.
- Дозволяють працювати над документами разом з колегами, коли кожен знаходиться за своїм комп'ютером.
- Дають можливість доступу до додатків, встановленим на сервері, що дозволяє економити вільний простір на встановленому жорсткому диску.
- Економлять простір на жорсткому диску, дозволяючи зберігати документи на головному комп'ютері.
Види мереж
Локальна обчислювальна мережа може бути представлена двома моделями: одноранговой мережею і ієрархічної. Розрізняються вони способами взаємодії вузлів зв'язку.
Тимчасова мережа заснована на рівноправності всіх машин, а дані розподілені між кожною з них. По суті, користувач одного комп'ютера може отримати доступ до ресурсів та інформації іншого. Ефективність роботи тимчасової моделі безпосередньо залежить від числа робочих вузлів, а рівень її безпеки незадовільний, що укупі з досить складним процесом управління робить такі мережі не надто надійними і зручними.
Ієрархічна модель включає в себе один (або більше) головний сервер, де зберігаються і обробляються всі дані, і кілька вузлів-клієнтів. Цей тип мереж використовується набагато частіше першого, маючи перевагу у швидкодії, надійності і безпеки. Однак швидкість роботи такої ЛВС багато в чому залежить від сервера, що за певних умов можна вважати недоліком.
Складання технічних вимог
Проектування локальної обчислювальної мережі являє собою досить складний процес. Починається він з розробки технічного завдання, яке слід ретельно продумати, оскільки недоліки в ньому загрожують подальшими труднощами в побудові мережі і додатковими фінансовими витратами. Первинне проектування можна зробити за допомогою спеціальних конфігуратор, які дозволять підібрати оптимальне мережеве обладнання. Особливо зручні такі програми тим, що можна виправляти різні значення і параметри безпосередньо під час роботи, а також складати звіт по закінченні процесу. Тільки після цих дій можна буде приступити до наступного етапу.
Ескізне проектування
Цей етап полягає в зборі даних про підприємство, де планується монтаж локально обчислювальної мережі, і аналізі отриманої інформації. Визначається кількість:
- Користувачів.
- Робочих станцій.
- Серверних приміщень.
- Портів підключення.
Важливим моментом є наявність даних про шляхи прокладки магістралей і планування певної топології. В цілому ж необхідно дотримуватися ряду вимог, які пред'являє стандарт IEEE 802.3. Однак, незважаючи на ці правила, іноді може знадобитися провести розрахунки затримок поширення сигналу або ж проконсультуватися у виробників мережевого устаткування.
Основні характеристики ЛВС
Вибираючи спосіб розміщення вузлів зв'язку, необхідно пам'ятати про основні вимоги, що пред'являються до локальних мереж:
- Продуктивності, яка поєднує в собі декілька понять: пропускну здатність, час реакції, затримку передачі.
- Сумісності, тобто здатності підключити різне устаткування локальних обчислювальних мереж і програмне забезпечення.
- Безпеки, надійності, тобто можливості запобігання несанкціонованого доступу та повного захисту даних.
- Масштабованості - здатності збільшення кількості робочих станцій без погіршення продуктивності мережі.
- Керованості - можливості контролю головних елементів мережі, профілактики та усунення проблем.
- Прозорості мережі, що полягає в поданні для користувачів єдиним обчислювальним пристроєм.
Основні топології локально-обчислювальних мереж: достоїнства і недоліки
Топологія мережі являє собою фізичне її розташування, значно впливаючи на основні характеристики. На сучасних підприємствах в основному використовуються три види топологій: "Зірка", "Шина" і "Кільце".
Топологія «Зірка» є найпоширенішою, має безліч переваг перед іншими. Такий спосіб монтажу відрізняється високою надежностью- якщо який-небудь комп'ютер вийшов з ладу (крім сервера), на роботу інших це ніяк не вплине.
Топологія «Шина» являє собою єдиний магістральний кабель з підключеними обчислювальними машинами. Подібна організація локальної обчислювальної мережі економить фінанси, але не підходить для об'єднання великої кількості комп'ютерів.
Топологія «Кільце» відрізняється низькою надійністю за рахунок особливого розташування вузлів - кожен з них з'єднаний з двома іншими за допомогою мережевих карт. Поломка одного комп'ютера призводить до зупинки роботи всієї мережі, тому такий вид топології застосовується все рідше.
Робоче проектування мережі
Локальна обчислювальна мережа підприємства включає в себе також різні технології, обладнання та кабелі. Тому наступним етапом стане підбір всіх цих елементів. Ухвалення рішення на користь того чи іншого програмного або апаратного забезпечення визначається метою створення мережі, кількістю користувачів, переліком використовуваних програм, розмірами мережі, а також її розташування. В даний час найчастіше використовуються оптоволоконні магістралі, що відрізняються великою надійністю, швидкодією і доступністю.
Про види кабелю
Кабелі використовуються в мережах для передачі сигналів між робочими станціями, у кожного з них є свої особливості, що необхідно враховувати при проектуванні ЛОМ.
- Вита пара складається з декількох пар провідників, покритих ізоляцією і скручених між собою. Невисока ціна і простота монтажу є вигідними перевагами, що робить такий кабель найпопулярнішим для монтажу локальних мереж.
- Коаксіальний кабель включає в себе два провідника, вставлених один в іншій. Локальна обчислювальна мережа із застосуванням коаксіалу вже не так поширена - її замінила кручена пари, однак вона зустрічається в деяких місцях досі.
- Оптоволокно являє собою скляну нитку, здатну переносити світло допомогою його відбиття від стінок. Кабель з цього матеріалу передає дані на величезні відстані і відрізняється високою швидкодією в порівнянні з кручений парою і коаксиалом, проте коштує недешево.
Необхідне обладнання
Мережеве обладнання локальних обчислювальних мереж включає безліч елементів, найбільш часто використовуваними серед яких є:
- Концентратор або хаб. Він об'єднує деяку кількість пристроїв в один сегмент за допомогою кабелю.
- Комутатор. Використовує спеціальні процесори для кожного порту, обробні пакети відокремлено від інших портів, за рахунок чого володіють високою продуктивністю.
- Маршрутизатор. Це пристрій, що приймає рішення про розсилку пакетів на основі даних про таблиці маршрутизації і деяких правил.
- Модем. Широко застосовується в системах зв'язку, забезпечуючи контакт з іншими робочими станціями допомогою кабельної або телефонної мережі.
Кінцеве мережеве обладнання
Апаратне забезпечення локальної обчислювальної мережі в обов'язковому порядку включає серверну і клієнтську частини.
Сервер - це потужний комп'ютер, що має високу мережеву значимість. Функції його полягають у зберіганні інформації, баз даних, обслуговуванні користувачів і обробці програмних кодів. Сервери знаходяться в спеціальних приміщеннях з регульованою постійною температурою повітря - серверних, а корпус їх оснащений додатковим захистом від пилу, випадкового виключення, а також потужної охолоджуючої системою. Як правило, доступ до сервера мають тільки системні адміністратори або керівники підприємства.
Робоча станція являє собою звичайну обчислювальну машину, підключену до мережі, тобто нею є будь-який комп'ютер, запитувач послуги у головного сервера. Для забезпечення зв'язку на таких вузлах використовується модем і мережева плата. Оскільки зазвичай робочими станціями використовуються ресурси сервера, клієнтська частина оснащена слабкими планками пам'яті і жорсткими дисками невеликого об'єму.
Програмне забезпечення
Устаткування локальних обчислювальних мереж не зможе повноцінно здійснювати свої функції без відповідного програмного забезпечення. До програмної частини належать:
- Мережеві операційні системи на серверах, що становлять основу будь-якої мережі. Саме ОС управляє доступом до всіх мережних ресурсів, координує маршрутизацію пакетів, вирішує конфлікти пристроїв. У таких системах є вбудована підтримка протоколів TCP / IP, NetBEUI, IPX / SPX.
- Автономні ОС, керуючі клієнтською частиною. Ними є звичайні операційні системи, наприклад, Windows XP, Windows 7.
- Мережеві служби і додатки. Ці програмні елементи дозволяють виробляти різні дії: перегляд віддаленої документації, друк на мережному принтері, розсилка поштових повідомлень. Традиційні служби HTTP, POP-3, SMTP, FTP і Telnet є основою цієї категорії і реалізуються за допомогою програмного забезпечення.
Нюанси проектування локальних мереж
Проектування локальної обчислювальної мережі вимагає довгого і неспішного аналізу, а також обліку всіх тонкощів. Важливо передбачити можливість зростання підприємства, що спричинить за собою і збільшення масштабів локальної мережі. Складати проект необхідно таким чином, щоб ЛВС в будь-який момент була готова до підключення нової робочої станції або іншого пристрою, а також модернізації будь-якого її вузла та компонента.
Не менш важливі й питання безпеки. Кабелю, що застосовуються при побудові мережі, повинні бути надійно захищені від несанкціонованого доступу, а магістралі розміщені далеко від потенційно небезпечних місць, де вони можуть бути пошкоджені - ненавмисно або навмисно. Компоненти ЛОМ, що розміщуються за межами приміщення, в обов'язковому порядку слід заземлити і надійно закріпити.
Розробка локально обчислювальної мережі - це досить трудомісткий процес, проте при правильному підході і проявленої належної відповідальності ЛВС буде працювати надійно і стабільно, забезпечуючи безперебійну роботу користувачів.
