Локально-вычислительные сети ЛВС

1. Введение в вычислительные сети

Все вычислительные сети можно классифицировать по ряду признаков.

В зависимости от расстояний между ПК различают следующие вычислительные сети:

• локальные вычислительные сети – ЛВС (LAN – Local Area Networks) – компьютерные сети, расположенные в пределах небольшой ограниченной территории ( здании или в соседних зданиях) не более 10 – 15 км;
• территориальные вычислительнве сети, которые охватывают значительное географическое пространство. К территориальным сетям можно отнести городские (MAN — Metropolitan Area Network), региональные (Regional computer network), национальные (National computer network) и глобальные (WAN — Wide Area Network) сети. Городские и региональные сети связывают абонентов района, города или области. Глобальные сети объединяют абонентов, удаленных между собой на значительное расстояние, находящихся в различных странах или континентах;

В настоящее время на предприятиях и в учреждениях нашли широкое применение локальные вычислительные сети, основное назначение которых обеспечить доступ к разделяемым или сетевым (общим, то есть совместно используемым) ресурсам, данным и программам.

Кроме того, ЛВС позволяют сотрудникам предприятий оперативно обмениваться между собой информацией.

Локальные вычислительные сети обеспечивают:

1. Распределение данных (Data Sharing). Данные в ЛВС хранятся на центральном ПК и могут быть доступны на рабочих станциях, поэтому на каждом рабочем месте не надо иметь накопители для хранения одной и той же информации.
2. Распределение информационных и технических ресурсов (Resource Sharing):
   • логические диски и другие внешние запоминающие устройства (накопители на CD-ROM, DVD, ZIP и так далее);
   • каталоги (папки) и содержащиеся в них файлы;
   • подключенные к ПК устройства: принтеры, модемы и другие внешние устройства (позволяет экономно использовать ресурсы, например, печатающие устройства, модемы).
3. Распределение программ (Software Sharing). Все пользователи локальных вычислительных сетей могут совместно иметь доступ к программам (сетевым версиям), которые централизованно устанавливаются в сети.
4. Обмен сообщениями по электронной почте (Electronic Mail). Все пользователи сети могут оперативно обмениваться информацией между собой посредством передачи сообщений.

Локальные вычислительные сети, в зависимости от способов взаимодействия компьютеров в них, можно разделить на централизованные и одноранговые сети.

Централизованные локальные сети строятся на основе архитектуры «клиент-сервер», которая предполагает выделение в сети «серверов» и «клиентов». Одноранговые ЛВС основаны на равноправной (peer-to-peer) модели взаимодействия компьютеров, в которой каждый компьютер может быть как сервером, так и клиентом.

Локальные вычислительные сети могут отличаться архитектурой (Ethernet, Token Ring, FDDI и т.д.) и топологией (шинная, кольцевая, “звезда”).

Выбор типа ЛВС зависит от потребностей пользователей и финансовых возможностей предприятия.

Далее…>>>Тема: 1.1.1. Способы соединения двух компьютеров для совместного использования файлов

Рассмотрим более подробно классификацию лвс

По
уровню управления выделяют следующие
ЛВС:

 ЛВС
рабочих групп, которые состоят из
нескольких ПК, работающих под одной
операционной системой. В такой ЛВС, как
правило, имеется несколько выделенных
серверов: файл-сервер, сервер печати;

 ЛВС
структурных подразделений (отделов).
ДанныеЛВС содержат несколько десятков
ПК и серверы типа: файл-сервер, сервер
печати, сервер баз данных;

 ЛВС
предприятий (фирм). Эти ЛВС могут содержать
свыше 100 компьютеров и серверы типа:
файл-сервер, сервер печати, сервер баз
данных, почтовый сервер и другие серверы.

По назначению сети подразделяются
на:

 вычислительные
сети, предназначенные для расчетных
работ;

 информационно-вычислительные
сети, которые предназначены, как для
ведения расчетных работ, так и для
предоставления информационных ресурсов;

 информационно-советующие,
которые на основе обработки данных
вырабатывают информацию для поддержки
принятия решений;

 информационно-управляющие
сети, которые предназначены для управления
объектов на основе обработки информации.

По типам используемых компьютеров
можно выделить:

 однородные
сети, которые содержат однотипные
компьютеры и системное программное
обеспечение;

 неоднородные
сети, которые содержат разнотипные
компьютеры и системное программное.

По административным отношениям
между компьютерами можно выделить:

 ЛВС
с централизованным управлением (с
выделенными серверами);

 ЛВС
без централизованного управления
(децентрализованные) или одноранговые
(одноуровневые) сети.

По топологии
(основным топологиям) ЛВС делятся на:

 топологию
«шина»;

 топологию
«звезда»;

 топологию
«кольцо».

По архитектуре
(основным типам архитектур) ЛВС делятся
на:

 Ethernet;

 Arcnet;

 Token
ring;

 FDDI.

Инфраструктура глобальной сети

Интернет состоит из пяти уровней, а конкретно:

1. Магистральный. В него входят телекоммуникационные серверы, связанные между собой. Собственно, они и являются основой всей глобальной сети. Именно на них хранится вся информация. Они стоят в определенных комнатах, закрытых от посторонних глаз помещениях. Выглядит все это примерно так, как показано на рисунке 4. Каждый сервер представляет собой большой набор жестких дисков, которые просто хранят информацию.

Рис. 4. Комната серверов

1. Уровень сетей и точек. К этому уровню относятся точки доступа, которые соединяются с серверами. Это крупные телекоммуникационные сети, которые впоследствии «раздают интернет», то есть передают информацию пользователям. Но между ними есть еще два уровня.
2. Уровень региональных сетей. Здесь все просто – в каждом регионе есть своя точка доступа, которая берет данные с точки доступа из уровня, который в нашем списке обозначен номером 2.
3. Уровень провайдеров. Наконец, в каждом регионе есть по несколько интернет-провайдеров, которые уже распределяют информацию по пользователям. Те, в свою очередь, платят за это деньги.
4. Пользовательский уровень.

Эта своеобразная паутина и образует глобальную сеть, которую все мы знаем как интернет.

Идем дальше.

А теперь поговорим о том, как же все это между собой соединяется.

Вам это может быть интересно:

Что такое WAN

Если немного расширить определение понятия WAN, то удастся понять, что это некоторая структура, которая объединяет в себе большое количество компьютеров, серверов и других устройств, связанных с передачей и хранением информации.

Так все более понятно. Не правда ли?

Вообще, WAN расшифровывается как «Wide Area Network». Дословно это и переводится как «Глобальная сеть». Если сказать просто, то WAN – это интернет.

Все это стало возможным благодаря тому, что при помощи набора вышеупомянутых устройств каждый человек сегодня может получить любую информацию за доли секунды.

Эта сеть объединяет в себе множество локальных сетей (LAN). На схеме ниже наглядно показано, как это происходит.

Рис. 1. WAN и множество LAN внутри него

Вот еще одно наглядное представление того, о чем мы говорим.

Рис. 2. WAN, который состоит из множества LAN

Как видим, здесь WAN, то есть глобальная сеть, включает в себя несколько LAN, то есть локальных сетей, изображенных в виде домиков.

В каждом домике есть по несколько устройств, которые подключаются к сети, они и создают LAN.

Важно! Таким образом, в глобальной сети используются не просто компьютеры и другое сетевое оборудование, а целые комплексы устройств, которые передают и получают информацию.

Эти устройства как раз и объединяются при помощи создания LAN.

А также важно, что сигнал с WAN попадает на все устройства LAN при помощи роутера, который можно видеть на рисунке 2. Именно через роутер два пользователя могут подключаться к интернету

Именно через роутер два пользователя могут подключаться к интернету.

Конечно же, в действительности этих пользователей и их устройств намного больше, но для сематического изображения этого будет достаточно.

Все ясно? Тогда мы продолжаем!

преимущества использования ЛВС

• распределение данных (Data Sharing). Данные в ЛВС хранятся на сервере и могут быть доступны для чтения и записи на рабочих станциях пользователей;
• совместное использование элементов сети, доступ к локальным сетевым устройствам (принтеры, сканеры, факсы и другие внешние устройства);
• возможность быстрого доступа к необходимой информации;
• распределение программ (Software Sharing). Все пользователи ЛВС могут совместно иметь доступ к программам поддерживающим сетевой режим;
• надежное хранение и резервирование данных;
• защиту информации;
• использование ресурсов современных технологий (доступ в Интернет, системы электронного документооборота и проч.).

Как происходит соединение между устройствами в глобальной сети

Если сказать просто, то за это отвечает большое количество протоколов.

Определение: Протокол (в контексте глобальной сети) – это некий набор инструкций, который выполняет те или иные задачи, необходимые для работы интернета.

К примеру, одним из важнейших протоколов является IP (расшифровывается как «Internet Protocol»).

Если не лезть в дебри (а это в этом случае и не нужно) этот протокол обеспечивает доставку пакетов информации по сети.

А также существует протокол TCP – «Transmission Control Protocol», который реализует соединение между отправителем и получателем того самого пакета информации.

То есть TCP создает условия для передачи, а IP непосредственно передает нужные данные.

Два эти протокола являются частью семейства TCP/IP. В него входят и другие протоколы, но эти два являются самыми важными, поэтому семейство было названо именно так.

Существует большое количество подобных семейств и все они поделены на 6 классов, а конкретно:

1. Транспортные протоколы. Они отвечают за передачу данных. В этот уровень, собственно, и входит TCP/IP. Ярким представителем этого класса (и семейства TCP/IP, кстати, тоже) является протокол UDP. Он отвечает за пересылку пакетов без установки специальных каналов (так проще).
2. Протоколы маршрутизации. Они целиком и полностью отвечают за определение маршрутов, по которым будет передаваться информация, то есть адресацию данных. Они определяют наиболее надежный и короткий маршрут. В него входят ICMP («Internet Control Message Protocol», который отсылает сообщение для проверки надежности маршрута перед отправкой пакетов информации), RIP («Routing Information Protocol», который динамически обновляет информацию о маршрутах) и другие.
3. Протоколы сетевого адреса. Эти отвечают за присвоение всем узлам сети определенных идентификаторов. К примеру, есть DNS («Domain Name System»), то есть система доменных имен. Она подразумевает, что у каждого сайта, сервера и других составляющих глобальной сети есть уникальное имя, которое и называется доменом.
4. Протоколы прикладных сервисов. Это те сервисы, которые необходимы для удобства пользователя. К примеру, сюда входит HTTP («HyperText Transfer Protocol»), который позволяет получать информацию с веб сайтов (при этом используется схема «клиент-сервер»). А также ярким представителем является FTP («File Transfer Protocol»), который передает файлы.
5. Шлюзовые протоколы. Они передают не пользовательскую информацию, а специализированную. В частности, это данные о состоянии сети, процессе маршрутизации и так далее. EGP (Exterior Gateway Protocol), который, фактически, является шлюзом, позволяющим передавать информацию из локальной сети в глобальную.
6. Другие. Сюда относятся протоколы, отвечающие за пересылку e-mail, работу с каталогами и многое другое.

Наверняка многие из этих понятий вы когда-то где-то слышали, но теперь понимаете, к чему они относятся и что делают. Основными являются первые 4 класса.

Рис. 5. Классы интернет-протоколов

Но здесь мы постарались объяснить все максимально простым языком.

Богдан Вязовский

«Мы живем в обществе, где технологии являются очень важной частью бизнеса, нашей повседневной жизни. И все технологии начинаются с искр в чьей-то голове

Идея чего-то, чего раньше не существовало, но однажды будет изобретено, может изменить все. И эта деятельность, как правило, не очень хорошо поддерживается»