Conceptul de rețea locală
Rețea - un grup de calculatoare conectate una la cealaltă, cu ajutorul unui echipament special, oferind schimb de informații între ele. Conexiunea dintre cele două computere poate fi directă (punct-la-punct) sau folosind noduri de comunicare suplimentare.
Există mai multe tipuri de rețele, iar rețeaua locală este doar una dintre ele. O rețea locală este, de fapt, o rețea utilizată într-o singură clădire sau într-o încăpere separată, cum ar fi un apartament, pentru a asigura interacțiunea computerelor și a programelor utilizate în acestea. Rețelele locale situate în clădiri diferite pot fi interconectate prin canale de comunicații prin satelit sau prin rețele de fibră optică, ceea ce permite crearea unei rețele globale, adică rețea, care include mai multe rețele locale.
Internetul este un alt exemplu de rețea care a devenit mult timp o rețea globală și cuprinzătoare care include sute de mii de rețele diferite și sute de milioane de computere. Indiferent de modul în care accesați Internetul, utilizând un modem, o conexiune locală sau globală, fiecare utilizator de Internet este de fapt un utilizator de rețea. Pentru a lucra pe Internet, sunt utilizate o varietate de programe, cum ar fi browserele de internet, clienții FTP, programele de e-mail și multe altele.
Un computer care este conectat la o rețea se numește stație de lucru. De regulă, o persoană lucrează cu acest computer. Există, de asemenea, calculatoare în rețea unde nimeni nu lucrează. Ele sunt folosite ca centre de control în rețea și ca dispozitive de stocare. Astfel de computere sunt numite servere,
Dacă computerele sunt situate relativ una lângă alta și conectate prin adaptoare de rețea de mare viteză, atunci aceste rețele sunt numite rețele locale. Atunci când folosiți o rețea locală, computerele sunt situate de obicei într-o singură cameră, într-o clădire sau în mai multe case strâns amplasate.
Pentru a conecta calculatoarele sau întreaga rețea locală care se află la o distanță considerabilă una de cealaltă, se utilizează modemuri, precum și canale de comunicare dedicate sau prin satelit. Astfel de rețele sunt numite globale. De obicei, viteza de transfer de date în astfel de rețele este mult mai scăzută decât în cele locale.
Dispozitiv LAN
Există două tipuri de arhitectură de rețea: Ad-hoc (peer-to-peer) și client / server (Client / Server), În momentul de față, arhitectura client / server virtual suplinit la egal la egal.
Dacă utilizați o rețea peer-to-peer, atunci toate computerele care fac parte din ea au aceleași drepturi. În consecință, orice computer poate acționa ca un server care oferă acces la resursele sale sau un client care utilizează resursele altor servere.
Într-o rețea construită pe arhitectura client / server, există mai multe computere principale - servere. Restul computerelor care se află în rețea sunt numite clienți sau stații de lucru.
Un server este un computer care servește altor computere din rețea. Există diferite tipuri de servere care diferă una de cealaltă în serviciile pe care le oferă; servere de bază de date, servere de fișiere, servere de imprimare, servere de mail, servere web și așa mai departe.
După crearea rețelei și conectarea calculatoarelor, trebuie să configurați parametrii necesari programabil. În primul rând, asigurați-vă că calculatoarele conectate au instalat sisteme de operare care suportă crearea de rețele (Linux, FreeBSD, Windows)
Toate computerele din rețeaua peer-to-peer sunt grupate în grupuri de lucru care au propriile nume (identificatori).
În cazul arhitecturii de rețea client / server, controlul accesului se realizează la nivelul utilizatorului. Administratorul va putea permite accesul la resurse numai pentru unii utilizatori. Să presupunem că faceți imprimanta la dispoziția utilizatorilor rețelei. Dacă nu doriți ca cineva să scrie pe imprimantă, trebuie să setați o parolă pentru a lucra cu această resursă. Cu o rețea peer-to-peer, oricine vă va găsi parola vă va putea accesa imprimanta. Într-o rețea client / server, puteți restricționa utilizarea imprimantei pentru anumiți utilizatori, indiferent dacă ei cunosc parola sau nu.
Pentru a accesa resursa într-o rețea locală bazată pe arhitectura client / server, utilizatorul trebuie să introducă un nume de utilizator (Login) și o parolă (Password). Trebuie remarcat faptul că numele de utilizator este informație publică, iar parola este confidențială.
Din ceea ce sa spus, putem concluziona că singurul avantaj al arhitecturii peer-to-peer este simplitatea și costul său scăzut. Rețelele client / server oferă un nivel mai ridicat de performanță și protecție.
Destul de des, același server poate efectua funcțiile mai multor servere, de exemplu, un server de fișiere și un server web. Bineînțeles, numărul total de funcții pe care le va efectua serverul depinde de încărcare și de capacitățile sale. Cu cât este mai mare capacitatea serverului, cu atât mai mulți clienți vor putea să se ocupe și mai multe servicii pe care le va oferi. Prin urmare, ca server, un calculator puternic cu o capacitate mare de memorie și un procesor rapid este aproape întotdeauna atribuit (de regulă, sistemele multiprocesoare sunt folosite pentru a rezolva probleme grave)
Echipament LAN
În cel mai simplu caz, cartelele de rețea și cablurile sunt suficiente pentru a opera rețeaua. Dacă trebuie să creați o rețea destul de complexă, veți avea nevoie de echipamente speciale de rețea.
- Pereche pereche;
- Cablu coaxial;
- Cablu de fibră optică,
Pentru construirea de rețele locale, perechea răsucite este acum cea mai utilizată. În interiorul unui astfel de cablu se află două sau patru perechi de sârmă de cupru răsucite împreună. Cuplul twisted are, de asemenea, propriile sale variații: UTP (Unshielded Twisted Pair) și STP (Shielded Twisted Pair). Aceste tipuri de cabluri sunt capabile să transmită semnale pe o distanță de aproximativ 100 m. De obicei, UTP este utilizat în rețelele locale. STP are o cochilie împletită din fire de cupru, care are un nivel mai ridicat de protecție și calitate decât teaca de cablu UTP.
Cablul coaxial este alcătuit dintr-un fir de cupru acoperit cu izolație, o împletitură din metal și un înveliș exterior. Pe firul central al cablului sunt transmise semnale la care datele au fost convertite anterior. Un astfel de fir poate fi solid sau blocat. Două tipuri de cablu coaxial sunt utilizate pentru organizarea LAN: ThinNet (subțire, 10Base2) și ThickNet (gros, 10Base5). În prezent, rețelele locale bazate pe cablu coaxial nu apar aproape niciodată.
Miezul cablului cu fibră optică sunt fibrele optice (ghidajele luminoase), date despre care sunt transmise sub formă de impulsuri de lumină. Semnalele electrice pe cablul de fibră optică nu sunt transmise, astfel încât semnalul nu poate fi interceptat, ceea ce elimină practic accesul neautorizat la date. Cablul cu fibră optică este utilizat pentru a transporta cantități mari de informații la vitezele maxime disponibile.
Principalul dezavantaj al acestui cablu este fragilitatea acestuia: este ușor de avariat și puteți monta și conecta numai cu ajutorul unor echipamente speciale.
Carduri de rețea
Ordinea acțiunilor efectuate de cardul de rețea este după cum urmează.
- Obtinerea de informatii de la sistemul de operare si transformarea acestuia in semnale electrice pentru transmiterea ulterioara a cablurilor;
- Obținerea de semnale electrice pe cablu și transformarea acestora în datele pe care sistemul de operare le poate opera;
- Determinați dacă pachetul de date primit este pentru acest computer;
- Controlați fluxul de informații care trece între computer și rețea.
concentratoare
Un hub este un dispozitiv care poate integra calculatoarele într-o topologie fizică în formă de stea. Hub-ul are mai multe porturi care vă permit să conectați componentele rețelei. Un hub cu numai două porturi este numit pod. Este necesar un pod pentru conectarea a două elemente de rețea.
Rețeaua împreună cu concentratorul este un "autobuz comun". Pachetele de date pentru transfer prin hub vor fi livrate tuturor calculatoarelor conectate la rețeaua locală.
Există două tipuri de concentratori.
Concentratoare pasive. Astfel de dispozitive trimit semnalul recepționat fără prelucrarea preliminară.
Concentratoare active (repetoare multi-post). Acceptați semnalele primite, le procesați și le transferați pe computerele conectate.
întrerupătoare
Când comutatorul primește pachete de date, acesta creează o conexiune internă (segment) specială între cele două porturi folosind tabela de rutare. Apoi, acesta trimite pachetul de date la portul corespunzător de pe computerul țintă, pe baza informațiilor descrise în antetul pachetului.
Astfel, această conexiune este izolată de alte porturi, ceea ce permite calculatoarelor să facă schimb de informații cu viteza maximă disponibilă pentru această rețea. Dacă comutatorul are doar două porturi, se numește pod.
Comutatorul oferă următoarele caracteristici:
- Trimiteți un pachet de date de pe un computer la computerul țintă;
- Măriți viteza transferului de date.
routere
Topologia rețelei
Ordinea de localizare și conectarea computerelor și a altor elemente în rețea este denumită topologie de rețea. Topologia poate fi comparată cu o hartă a rețelei, care afișează stații de lucru, servere și alte echipamente de rețea. Topologia aleasă afectează capacitățile globale ale rețelei, protocoalele și echipamentele de rețea care vor fi utilizate, precum și posibilitatea extinderii viitoare a rețelei.
O topologie fizică este o descriere a modului în care vor fi conectate elementele fizice ale rețelei. Topologia logică determină căile de transmitere a pachetelor de date în rețea.
Există cinci tipuri de topologie de rețea:
Autobuz comun
În acest caz, toate computerele sunt conectate la același cablu, numit o magistrală de date. În acest caz, pachetul va fi recepționat de toate computerele care sunt conectate la acest segment al rețelei.
Viteza rețelei este în mare măsură determinată de numărul de calculatoare conectate la magistrala partajată. Mai multe astfel de calculatoare, cu atât mai lent rețeaua. În plus, această topologie poate provoca o varietate de coliziuni care apar atunci când mai multe computere încearcă simultan să transfere informații către rețea. Probabilitatea coliziunii crește odată cu numărul de calculatoare conectate la magistrala.
Avantajele utilizării rețelelor cu topologie "autobuz comun" sunt următoarele:
- Economii semnificative de cabluri;
- Ușor de creat și gestionat.
- probabilitatea de coliziuni cu numărul tot mai mare de computere din rețea;
- o pauză de cablu va duce la deconectarea mai multor computere;
- nivel scăzut de protecție a informațiilor transmise. Orice computer poate primi date care sunt transmise prin rețea.
Atunci când se utilizează o topologie a stelelor, fiecare segment de cablu care vine de pe orice computer din rețea va fi conectat la un întrerupător sau un hub central. Toate pachetele vor fi transportate de la un calculator la altul prin acest dispozitiv. Se pot utiliza atât hub-uri active, cât și pasive. Dacă conexiunea dintre computer și hub este întreruptă, restul rețelei continuă să funcționeze. Dacă hub-ul coboară, atunci rețeaua se va opri. Cu ajutorul unei structuri în formă de stea, chiar și rețelele locale pot fi conectate între ele.
Utilizarea acestei topologii este convenabilă atunci când căutați elemente deteriorate: cablu, adaptoare de rețea sau conectori, "Star" este mult mai convenabil decât "autobuzul comun" și în cazul adăugării de noi dispozitive. De asemenea, trebuie să se țină seama de faptul că rețelele cu o viteză de transmisie de 100 și 1000 Mbit / s sunt construite în funcție de topologia "stelei".
Dacă hub-ul este situat în centrul stelei, topologia logică se va schimba într-un "autobuz comun".
Avantajele "starului":
- simplitatea creării și a managementului;
- nivel ridicat de fiabilitate a rețelei;
- securitatea înaltă a informațiilor care sunt transmise în interiorul rețelei (dacă comutatorul se află în centrul stelei).
Principalul dezavantaj este că eșecul hubului duce la terminarea întregii rețele.
Topologia inelului
În cazul utilizării unei topologii a inelului, toate computerele din rețea sunt conectate la un singur cablu. Pachetele trec prin inel într-o singură direcție prin toate cardurile de rețea ale calculatoarelor conectate la rețea. Fiecare computer va amplifica semnalul și îl va trimite mai departe de-a lungul inelului.
În topologia prezentată, transmisia de pachete pe inel este organizată printr-o metodă marker. Un marker este o secvență specifică de biți care conține date de control. Dacă dispozitivul de rețea are un jeton, acesta are dreptul să trimită informații rețelei. În interiorul inelului, poate fi transmis un singur marcator.
Avantajele acestei topologii sunt următoarele:
- mai mult decât în cazul unui autobuz comun, se servesc volume mari de date;
- fiecare computer este un repetor: amplifică semnalul înainte de a trimite la următoarea mașină, ceea ce vă permite să măriți în mod semnificativ dimensiunea rețelei;
- capacitatea de a stabili diferite priorități pentru accesul la rețea; în timp ce un computer cu o prioritate mai mare va fi capabil să dețină token mai mult timp și să transmită mai multe informații.
- o întrerupere a cablului de rețea duce la inoperabilitatea întregii rețele;
- un calculator arbitrar poate primi date care sunt transmise prin rețea.
Protocoale TCP / IP
Protocoalele TCP / IP (Protocolul de control al transmisiei / Protocolul de Internet) sunt principalele protocoale de internetworking și controlează transferul de date între rețele de diferite configurații și tehnologii. Este această familie de protocoale utilizate pentru a transmite informații pe Internet, precum și în unele rețele locale. Familia de protocoale TPC / IP include toate protocoalele intermediare dintre stratul de aplicație și stratul fizic. Numărul lor total este de câteva zeci.
Printre acestea se numără:
Toate protocoalele principale de rețea (NetBEUI, IPX / SPX și TCPIP) sunt protocoale rulate. Dar, manual, trebuie doar să configurați rutarea TCP / IP. Protocoalele rămase sunt direcționate automat de sistem de operare.
Pentru pachetul de protocoale TCP / IP, IP este protocolul de bază, deoarece acesta este cel care mută pachetele de date între calculatoare prin intermediul rețelelor care folosesc diferite tehnologii de rețea. Datorită caracteristicilor universale ale protocolului IP, este posibil ca existența Internetului, care constă într-un număr foarte mare de rețele eterogene, să devină posibilă.
Pachete de date IP
Protocolul IP este un serviciu de livrare pentru întreaga familie de protocoale TCP / IP. Informațiile provenite de la celelalte protocoale sunt împachetate în pachete de date IP, la care se adaugă un antet adecvat, iar pachetele își încep călătoria prin rețea
Un pic este cea mai mică unitate posibilă de stocare a informațiilor. Poate conține doar 0 (șterse bit) sau 1 (set de biți).
Formatul numărului
- Sunt permise numai numere întregi;
- Numerele trebuie să fie între 0 și 255.
Clasificarea rețelelor
Există trei clase principale de rețele: A, B, C. Acestea diferă una de alta de numărul maxim posibil de gazde care pot fi conectate la rețeaua din această clasă.
O - identifică rețeaua în sine;
255 - Difuzare.
Segmentarea rețelei
În acest caz, pentru numerotarea gazdei, nu este folosit întregul octet dreapta de opt biți, ci doar cele șase cele mai tinere. Iar cei doi biți înalți definiți definesc numărul de subrețea, care poate lua valori de la zero la trei.
Dacă nu există o subrețea suplimentară, măștile din clasele de rețea standard au următoarele semnificații:
Când se folosește mecanismul de subrețea, masca se modifică în consecință. Să explicăm acest lucru, folosind exemplul menționat anterior, cu divizarea unei rețele de clasa C în patru subrețele.