Локальные сети

В данной статье я постараюсь как можно проще объяснить, что такое «локальная сеть», из чего на состоит, как функционирует и т.д.
Локальной (или компьютерной) сетью принято называть сеть, обеспечивающую взаимосвязь между двумя или более компьютерами (ноутбуками и т.п), иными устройствами сетевые принтеры, сканеры и т.д.). Основное предназначение локальной сети – передача различного рода информации.
Для более быстрого и сокращенного обозначения локальной сети используется аббревиатура «LAN» (Local Area Network).

Как правило локальная сеть состоит из следующих элементов:
«Сервер» - компьютер, осуществляющие управление работой локальной сети. Следует отметить, что функции управления локальной сетью осуществляет не сама материнская этого компьютера или его сетевая карта, а комплекс программного обеспечения, установленного на этом компьютере. Сервер должен быть укомплектован достаточно мощным составляющим его оборудованием, поскольку на него возлагаются такие требования как надежность, стабильность, высокие скоростные характеристики. Сервер должен обеспечивать полную работоспособность локальной сети 24 часа 7 дней в неделю (т.е., круглосуточно).
«Рабочая станция» (Host) - этим термином зачастую называют компьютеры пользователей («клиент»), но встречаются случаи, когда под «рабочей станцией» подразумевается дополнительный сервер (сервера). Такое случается, когда речь идет о локальных сетях средних и крупных масштабов.
«Клиент» - этим термином принято называть компьютеры пользователей, на которых устанавливается программное обеспечение, использующее данные, находящиеся как на самих пользовательских компьютерах, так и на серверах (накопителях). Кроме того, следует обратить внимание, что «клиентом» сети м считаются и сетевые устройства, такие как принтеры, сканеры и т.д.

Кроме того, элементами сети (вернее сказать «служебными элементами») называют, маршрутизаторы или роутеры (router), повторители (repeater), хабы, иногда называемые концетраторами (
concentrator), свичи (switch, switching hub), часто называемые коммутаторами, проводные и беспроводные мосты (bridge), шлюзы (gateway) и т.д..
Более подробную информацию о перечисленных элементах сети вы можете в разделе «Справка».
Еще совсем недавно в определении «Локальной сети» делался акцент на то, что её элементы должны располагаться недалеко друг друга, например в одном здании. Однако, с развитием технологий связи, элементы сети могут находиться на довольно большом удалении. Например, использование беспроводных мостов позволяет объединить в локальную сеть несколько корпусов одного предприятия или организации.

Рассмотрим виды локальных сетей.
Все современные локальные сети подразделяются на одноранговые локальные сети и локальные сети с централизованным управлением.
В одноранговых локальных сетях (иногда их еще называют распределенными) все «рабочие станции» могут быть одновременно и сервером и клиентом. Т.е. пользователь сам определяет к каким ресурсам (папкам) предоставлять общий доступ, а к каким нет.
Одноранговые локальные сети очень просты по своей структуре и чаще всего используются в небольших офисах, где нет необходимости в общих устройствах хранения информации, единого центра управления, применения общей политики информационной безопасности и т.д..

В локальной сети с централизованным управлением эти вопросы регулируются сервером, а вернее системным администратором, осуществляющим контроль и управление сетью.
Локальные сети, включающие в себя сервер обеспечивают на много более высокую производительность, скорость обмена информацией и надежность ее хранения. Кроме того, локальная сеть, функционирующая на базе сервера, позволят включить в себя большее количество рабочих станций нежели одноранговая. Основными задачами, выполняемыми сервером (серверами) являются:
- централизованное управление сетью, обменом информацией и распределением ресурсов сети;
- обеспечение работоспособности сетевого, многопользовательского программного обеспечения;
- обеспечение подключения периферийных устройств (сетевые принтеры и т.п.);
- хранение различного рода информации;
- маршрутизация локальной сети.
Говоря о локальных (компьютерных) сетях, в обязательном порядке следует затронуть понятие «топология».
Топология (конфигурация, структура) локальной сети – это общая схема соединения элементов локальной сети.
Существуют три базовые разновидности топологии локальных сетей:
Шина (bus) — все компьютеры параллельно подключаются к одной линии связи. При таком варианте построения сети информация от каждой рабочей станции передается всем остальным одновременно.
Вкратце упомянем достоинства и недостатки такого соединения.

К достоинствам безусловно можно отнести простоту, дешевизну и независимость. Независимость заключается в том, что при выходе из строя (или просто выключении) какой-то одной из рабочих станций, остальные будут продолжать обмен данными по сети.
Говоря о недостатках, следует прежде всего указать на сложность расширения локальной сети, построенной на шине. Дело в том, что для добавления рабочей станции неминуемо ведет к наращиванию или замены основного кабеля (шины). В случае возникновения неисправности шины (её повреждения или обрыва), поиск существенно осложнён. И конечно же следует обратить особое внимание на низкую скорость обмена информацией, а соответственно и низкую производительность.
По такому принципу создавались первые локальные сети, при построении которых использовались коаксиальные кабеля, T-образные штекеры (тройники) и т.д.
Сетевая топология "Шина" в наше время считается устаревшей, поскольку она не соответствует современным требованиям, предъявляемым к сетевым соединениям.

Сетевая топология Звезда (star) – рабочие станции при таком соединении подключаются к центральной станции (серверу) отдельной линией связи.
Сетевая структура такого типа более устойчива не только к возможным неисправностям, но и к несанкционированному доступу.  Кроме того, скорость передачи данных в таких сетях заметно выше, нежели в случаях с топологией «шина». Производительность работы «звезды» во многом зависит от характеристик серверного оборудования. Иногда сетуют на то, что использование топологии «звезда» ведет к использованию большого количества кабеля ("витая пара"). Кто-то недоволен тем, что работоспособность сети полностью зависит от исправности сервера. Тем не менее, этот принцип построения локальных сетей встречается довольно часто. Видимо это объясняется тем, что такие сети просты в обслуживании, расширении и модернизации. По сути количество рабочих станций в ней зависит от количества свободных портов в концентраторе, подключенном к серверу.
Сетевая топология «Кольцо» (ring) - при таком подключении все рабочие станции, входящие в сеть, подключены последовательно друг за другом. Процесс передачи данных при кольцевом подключении часто сравнивают со спортивной эстафетой. Данные передаются от одного компьютера к другому до тех пор, пока не дойдут до своего адресата (до финиша).
Отличительной особенностью кольцевой сети заключается в том, что каждая рабочая станция, подключенная к сети, усиливает приходящий к ней сигнал, чем делает затухание (ослабление) сигнала невозможным. Это позволяет существенно увеличить протяженность сетевого соединения. Основным неудобством добавления в сеть новой рабочей станции является необходимость полной остановки сети. В классическом варианте, в отличии от «звезды», в «кольце» нет четко выделенного центра и все рабочие станции равноправны. Конечно, следует отметить очевидные недостатки топологии «кольцо». Первый из них виден из схемы, которая напоминает старые добрые новогодние гирлянды. Помните? Когда перегорает одна из лампочек – не работает вся гирлянда. В нашем случае при выходе из строя одной из рабочих станций будет нарушена работоспособность всей сети. Стоит обратить ваше внимание  и на зависимость производительности сети от технических характеристик рабочих станций, входящих в сеть. Т.е. если в «кольце» окажется компьютер с низкими характеристиками, то это будет негативно сказываться на общей скорости обмена данными в сети.
Итак, как вы сами могли убедиться, каждая из представленных выше сетевых топологий имеет как достоинства, так и недостатки. Именно этим объясняется довольно редкое применение перечисленных конфигурация читом, классическом виде. На практике, в подавляющем большинстве случаев, встречаются структуры смешанного типа. Это могут быть ячеистые, древовидные, полносвязные и т.д. варианты построения.
И в завершении данного материала, следует сказать несколько слов о том, какие материалы используются для создания современных локальных сетей. Выше я упоминал канувший в лету коаксиальный кабель. Он действительно в данной сфере сейчас практически не используется. Ему на смену пришли кабель «витая пара» и оптоволокно. Более подробно о них вы сможете узнать в справочном разделе нашего сайта.

© 2004-2021 FORALINE
All rights reserved
Московская область, город Чехов,
Симферопольское шоссе, дом №8
+7(995)919-15-00

Проектирование, монтаж и обслуживание систем безопасности. Видеонаблюдение. Электромонтаж.

mail@foraline.ru
Компания FORALINE