Понятие локальной вычислительной сети (ЛВС)

Понятие локальной вычислительной сети (ЛВС)

 

Локальная сеть (ЛВС) представляет собой коммуникационную систему, позволяющую совместно использовать ресурсы компьютеров, подключенных к сети, таких как принтеры, плоттеры, диски, модемы, приводы CD-ROM и другие периферийные устройства. Локальная сеть обычно ограничена территориально одним или несколькими близко расположенными зданиями.

 

Классификация ЛВС

 

Вычислительные сети классифицируются по ряду признаков.

По расстоянию между узлами

В зависимости от расстояний между связываемыми узлами различают вычислительные сети:

территориальные - охватывающие значительное географическое пространство;

среди территориальных сетей можно выделить сети региональные и глобальные, имеющие соответственно региональные или глобальные масштабы;

региональные сети иногда называют сетями MAN (Metropolitan Area Network), а общее англоязычное название для территориальных сетей - WAN (Wide Area Network);

локальные (ЛВС) - охватывающие ограниченную территорию (обычно в пределах удаленности станций не более чем на несколько десятков или сотен метров друг от друга, реже на 1...2 км);

локальные сети обозначают LAN (Local Area Network);

корпоративные (масштаба предприятия) - совокупность связанных между собой ЛВС, охватывающих территорию, на которой размещено одно предприятие или учреждение в одном или нескольких близко расположенных зданиях. Локальные и корпоративные вычислительные сети - основной вид вычислительных сетей, используемых в системах автоматизированного проектирования (САПР).

Особо выделяют единственную в своем роде глобальную сеть Internet (реализованная в ней информационная служба World Wide Web (WWW) переводится на русский язык как всемирная паутина);

это сеть сетей со своей технологией. В Internet существует понятие интрасетей (Intranet) - корпоративных сетей в рамках Internet.

 

По топологии

 

Сетевая топология – это геометрическая форма сети. В зависимости от топологии соединений узлов различают сети шинной (магистральной), кольцевой, звездной, иерархической, произвольной структуры(рисунок 1).

шинная (bus) - локальная сеть, в которой связь между любыми двумя станциями устанавливается через один общий путь и данные, передаваемые любой станцией, одновременно становятся доступными для всех других станций, подключенных к этой же среде передачи данных (последнее свойство называют широковещательностью);

кольцевая (ring) - узлы связаны кольцевой линией передачи данных (к каждому узлу подходят только две линии); данные, проходя по кольцу, поочередно становятся доступными всем узлам сети;

звездная (star) - имеется центральный узел, от которого расходятся линии передачи данных к каждому из остальных узлов;

иерархическая - каждое устройство обеспечивает непосредственное управление устройствами, находящимися ниже в иерархии.

Смешанная топология — топология, преобладающая в крупных сетях произвольными связями между компьютерами. В таких сетях можно выделить отдельные произвольно связанные фрагменты (подсети), имеющие типовою топологию, поэтому их называют сетями со смешанной топологией.

 

 

 

 

а) б) в)

 

 

г) д)

 

Рисунок 1 Сетевые топологии а) шинная; б) кольцевая; в) звезда; г) иерархическая; д) смешанная.

По способу управления

 

В зависимости от способа управления различают сети:

"клиент/сервер" - в них выделяется один или несколько узлов (их название - серверы), выполняющих в сети управляющие или специальные обслуживающие функции, а остальные узлы (клиенты) являются терминальными, в них работают пользователи. Сети клиент/сервер различаются по характеру распределения функций между серверами, другими словами по типам серверов (например, файл-серверы, серверы баз данных). При специализации серверов по определенным приложениям имеем сеть распределенных вычислений. Такие сети отличают также от централизованных систем, построенных на мэйнфреймах;

одноранговые - в них все узлы равноправны; поскольку в общем случае под клиентом понимается объект (устройство или программа), запрашивающий некоторые услуги, а под сервером - объект, предоставляющий эти услуги, то каждый узел в одноранговых сетях может выполнять функции и клиента, и сервера.

 

Технологии построения локальных сетей.\

 

Ethernet

Ethernet - самая популярная технология построения локальных сетей. Основанная на стандарте IEEE 802.3, Ethernet передает данные со скоростью 10 Мбит/с. В сети Ethernet устройства проверяют наличие сигнала в сетевом канале ("прослушивают" его). Если канал не использует никакое другое устройство, то устройство Ethernet передает данные. Каждая рабочая станция в этом сегменте локальной сети анализирует данные и определяет, предназначены ли они ей. Такая схема наиболее действенна при небольшом числе пользователей или незначительном количестве передаваемых в сегменте сообщений. При увеличении числа пользователей сеть будет работать не столь эффективно. В этом случае оптимальное решение состоит в увеличении числа сегментов для обслуживания групп с меньшим числом пользователей. Между тем в последнее время наблюдается тенденция предоставлять каждой настольной системе выделенные линии 10 Мбит/с. Эта тенденция определяется доступностью недорогих коммутаторов Ethernet. Передаваемые в сети Ethernet пакеты могут иметь переменную длину.

Fast Ethernet

В сети Fast Ethernet применяется та же базовая технология, что и в Ethernet - множественный доступ с контролем несущей и обнаружением конфликтов (CSMA/CD, Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection). Обе технологии основаны на стандарте IEEE 802.3. В результате для создания сетей обоих типов можно использовать (в большинстве случаев) один и тот же тип кабеля, одинаковые сетевые устройства и приложения. Сети Fast Ethernet позволяют передавать данные со скоростью 100 Мбит/с, то есть в десять раз быстрее Ethernet. При усложнении приложений и увеличении числа обращающихся к сети пользователей такая повышенная пропускная способность может помочь избавиться от "узких мест", вызывающих увеличение времени отклика сети.

Gigabit Ethernet

Сети Gigabit Ethernet совместимы с сетевой инфраструктурой Ethernet и Fast Ethernet, но функционируют со скоростью 1000 Мбит/с - в 10 раз быстрее Fast Ethernet. Gigabit Ethernet - мощное решение, позволяющее устранить "узкие места" основной сети (куда подключаются сетевые сегменты, и где находятся серверы). "Узкие места" возникают из-за появления требовательных к полосе пропускания приложений, все большего увеличения непредсказуемых потоков трафика интрасетей и приложений мультимедиа. Gigabit Ethernet предоставляет способ плавного перевода рабочих групп Ethernet и Fast Ethernet на новую технологию. Такой переход оказывает минимальное влияние на их деятельность и позволяет достичь более высокой производительности.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

 

Выбор типа сетевого кабеля

Исходя из сложной структуры проектируемой локальной сети, было принято решение в основном помещении, где находятся группа менеджеров, бухгалтерия, технический отдел и серверная, использовать кабель «витая пара». Удалённые здания, находящиеся на расстоянии 500-800 метров от основного здания (отдел оптовой торговли и автопарк) было решено подключить к локальной сети через одномодовое ступенчатое оптическое волокно. Загородную складскую базу, находящуюся на расстоянии 1500 метров от основного здания, необходимо подключить через Wi-Fi.

 

Защита данных

 

Для обеспечения безопасной работы сервера используются комплексы организационных, технологических, программных и аппаратных (технических) мер и средств.

Антивирусные программы (antivirus programs) – это класс программ, предназначенных для борьбы с компьютерными вирусами и последствиями их действия. В зависимости от назначения и принципа действия различают антивирусные программы:

— "сторожа" или "детекторы" — предназначенные для обнаружения файлов, зараженных известными вирусами, или признаков, указывающих на возможность заражения;

— "фаги" ("полифаги") или "доктора" — предназначенные для обнаружения и устранения известных им вирусов;

— "ревизоры" — контролирующие уязвимые и, соответственно, наиболее часто атакуемые вирусами компоненты памяти ЭВМ и способные в случае обнаружения изменений в файлах и системных областях дисков вернуть их в исходное состояние;

— "резидентные мониторы" или "фильтры" — резидентно располагающиеся в оперативной памяти и перехватывающие обращения к операционной системе, которые используются вирусами для размножения и нанесения вреда, с целью предоставления пользователю возможности принятия решения на запрет или выполнение соответствующих операций;

— "комплексные" — выполняющие функции нескольких перечисленных выше антивирусных программ.

Программа от несанкционированного доступа - Check Point Firewall -1

Комплект продуктов сетевой безопасности, называемый Check Point FireWall-1, обеспечивает контроль доступа в сетях Интернет, интранет, экстранет, а также удаленного доступа с расширенными функциями авторизации и установления подлинности пользователей. FireWall -1 позволяет транслировать сетевые адреса (NAT) и сканировать потоки данных на наличие недопустимой информации и вирусов. Широкий набор основных и сервисных функций дает возможность реализовать интегрированное решение по обеспечению сетевой и информационной безопасности, полностью отвечающее современным требованиям любых организации, как крупных, так и небольших.

Fire Wall -1 позволяет организации создать единую, интегрированную политику безопасности, которая распространялась бы на множество межсетевых экранов и управлялась бы с любой выбранной для этого точки сети предприятия. Продукт имеет и массу дополнительных возможностей, таких, как управление списками доступа аппаратных маршрутизаторов, балансировка сетевой нагрузки на серверы, а также и элементы для построения систем повышенной надежности, которые также полностью интегрируются в глобальную политику безопасности. Работа Check Point FireWall-1 прозрачна для пользователей и обеспечивает рекордную производительность практически для любого IР протокола и высокоскоростной технологии передачи данных

 

Рисунок 3 - Архитектура Fire Wall -1

FireWall-1 базируется на архитектуре Stateful Inspection, обеспечивающей наилучший уровень защиты. Рисунок 3 иллюстрирует основные компоненты архитектуры FireWall-1 подлинности пользователей.

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В результате проделанной расчётно-графической работы была организована локальная вычислительная сеть в каждом из офисов. Был обоснован выбор основной топологии, исходя из стандартных разновидностей и технологии, которые соответствуют всем современным меркам передачи информации.

Были определены параметры рабочих станции и сервера, состав необходимого сетевого оборудования, характеристики сетевого оборудования, способ управления сетью. Были изучены основные стандарты беспроводной передачи данных, и описаны уровни безопасности, выбран самый оптимальный для нашего случая.

Были обоснованы выборы технологии передачи данных, физическая среда передачи. Также определили основные устройства подключения и их характеристики. Наконец, была определена сводная ведомость оборудования и программ, в которой определен необходимый объём персональных компьютеров, сетевого оборудования. Также было рассчитано среднее время доступа к станции сети,а также рассчитаны затраты на разработку локальной вычислительной системы.

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

 

1. Конспект лекций по дисциплине «Сети ЭВМ и телекоммуникации»

2. Алиев Т.И «Сети и телекоммуникации»

 

ПРИЛОЖЕНИЕ

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

 

Понятие локальной вычислительной сети (ЛВС)

 

Локальная сеть (ЛВС) представляет собой коммуникационную систему, позволяющую совместно использовать ресурсы компьютеров, подключенных к сети, таких как принтеры, плоттеры, диски, модемы, приводы CD-ROM и другие периферийные устройства. Локальная сеть обычно ограничена территориально одним или несколькими близко расположенными зданиями.

 

Классификация ЛВС

 

Вычислительные сети классифицируются по ряду признаков.

По расстоянию между узлами

В зависимости от расстояний между связываемыми узлами различают вычислительные сети:

территориальные - охватывающие значительное географическое пространство;

среди территориальных сетей можно выделить сети региональные и глобальные, имеющие соответственно региональные или глобальные масштабы;

региональные сети иногда называют сетями MAN (Metropolitan Area Network), а общее англоязычное название для территориальных сетей - WAN (Wide Area Network);

локальные (ЛВС) - охватывающие ограниченную территорию (обычно в пределах удаленности станций не более чем на несколько десятков или сотен метров друг от друга, реже на 1...2 км);

локальные сети обозначают LAN (Local Area Network);

корпоративные (масштаба предприятия) - совокупность связанных между собой ЛВС, охватывающих территорию, на которой размещено одно предприятие или учреждение в одном или нескольких близко расположенных зданиях. Локальные и корпоративные вычислительные сети - основной вид вычислительных сетей, используемых в системах автоматизированного проектирования (САПР).

Особо выделяют единственную в своем роде глобальную сеть Internet (реализованная в ней информационная служба World Wide Web (WWW) переводится на русский язык как всемирная паутина);

это сеть сетей со своей технологией. В Internet существует понятие интрасетей (Intranet) - корпоративных сетей в рамках Internet.

 

По топологии

 

Сетевая топология – это геометрическая форма сети. В зависимости от топологии соединений узлов различают сети шинной (магистральной), кольцевой, звездной, иерархической, произвольной структуры(рисунок 1).

шинная (bus) - локальная сеть, в которой связь между любыми двумя станциями устанавливается через один общий путь и данные, передаваемые любой станцией, одновременно становятся доступными для всех других станций, подключенных к этой же среде передачи данных (последнее свойство называют широковещательностью);

кольцевая (ring) - узлы связаны кольцевой линией передачи данных (к каждому узлу подходят только две линии); данные, проходя по кольцу, поочередно становятся доступными всем узлам сети;

звездная (star) - имеется центральный узел, от которого расходятся линии передачи данных к каждому из остальных узлов;

иерархическая - каждое устройство обеспечивает непосредственное управление устройствами, находящимися ниже в иерархии.

Смешанная топология — топология, преобладающая в крупных сетях произвольными связями между компьютерами. В таких сетях можно выделить отдельные произвольно связанные фрагменты (подсети), имеющие типовою топологию, поэтому их называют сетями со смешанной топологией.

 

 

 

 

а) б) в)

 

 

г) д)

 

Рисунок 1 Сетевые топологии а) шинная; б) кольцевая; в) звезда; г) иерархическая; д) смешанная.

По способу управления

 

В зависимости от способа управления различают сети:

"клиент/сервер" - в них выделяется один или несколько узлов (их название - серверы), выполняющих в сети управляющие или специальные обслуживающие функции, а остальные узлы (клиенты) являются терминальными, в них работают пользователи. Сети клиент/сервер различаются по характеру распределения функций между серверами, другими словами по типам серверов (например, файл-серверы, серверы баз данных). При специализации серверов по определенным приложениям имеем сеть распределенных вычислений. Такие сети отличают также от централизованных систем, построенных на мэйнфреймах;

одноранговые - в них все узлы равноправны; поскольку в общем случае под клиентом понимается объект (устройство или программа), запрашивающий некоторые услуги, а под сервером - объект, предоставляющий эти услуги, то каждый узел в одноранговых сетях может выполнять функции и клиента, и сервера.

 

Технологии построения локальных сетей.\

 

Ethernet

Ethernet - самая популярная технология построения локальных сетей. Основанная на стандарте IEEE 802.3, Ethernet передает данные со скоростью 10 Мбит/с. В сети Ethernet устройства проверяют наличие сигнала в сетевом канале ("прослушивают" его). Если канал не использует никакое другое устройство, то устройство Ethernet передает данные. Каждая рабочая станция в этом сегменте локальной сети анализирует данные и определяет, предназначены ли они ей. Такая схема наиболее действенна при небольшом числе пользователей или незначительном количестве передаваемых в сегменте сообщений. При увеличении числа пользователей сеть будет работать не столь эффективно. В этом случае оптимальное решение состоит в увеличении числа сегментов для обслуживания групп с меньшим числом пользователей. Между тем в последнее время наблюдается тенденция предоставлять каждой настольной системе выделенные линии 10 Мбит/с. Эта тенденция определяется доступностью недорогих коммутаторов Ethernet. Передаваемые в сети Ethernet пакеты могут иметь переменную длину.

Fast Ethernet

В сети Fast Ethernet применяется та же базовая технология, что и в Ethernet - множественный доступ с контролем несущей и обнаружением конфликтов (CSMA/CD, Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection). Обе технологии основаны на стандарте IEEE 802.3. В результате для создания сетей обоих типов можно использовать (в большинстве случаев) один и тот же тип кабеля, одинаковые сетевые устройства и приложения. Сети Fast Ethernet позволяют передавать данные со скоростью 100 Мбит/с, то есть в десять раз быстрее Ethernet. При усложнении приложений и увеличении числа обращающихся к сети пользователей такая повышенная пропускная способность может помочь избавиться от "узких мест", вызывающих увеличение времени отклика сети.

Gigabit Ethernet

Сети Gigabit Ethernet совместимы с сетевой инфраструктурой Ethernet и Fast Ethernet, но функционируют со скоростью 1000 Мбит/с - в 10 раз быстрее Fast Ethernet. Gigabit Ethernet - мощное решение, позволяющее устранить "узкие места" основной сети (куда подключаются сетевые сегменты, и где находятся серверы). "Узкие места" возникают из-за появления требовательных к полосе пропускания приложений, все большего увеличения непредсказуемых потоков трафика интрасетей и приложений мультимедиа. Gigabit Ethernet предоставляет способ плавного перевода рабочих групп Ethernet и Fast Ethernet на новую технологию. Такой переход оказывает минимальное влияние на их деятельность и позволяет достичь более высокой производительности.