Локальные сети

       Топология сети характеризует  соединения узлов сети. Различают физическую топологию, определяющую правила физических соединений узлов (прокладку реальных кабелей), и логическую топологию, определяющую направления потоков данных между узлами сети. Логическая и физическая топологии относительно независимы друг от друга.

       Физические  топологии — шина, звезда, кольцо, и комбинированные

       Шина  в ней используется один кабель, именуемый магистралью или сегментом, вдоль которого подключены все компьютеры сети

       Передаваемая  информация может  распространяться в  обе стороны. Применение общей шины снижает стоимость проводки, унифицирует подключение различных модулей, обеспечивает возможность почти мгновенного широковещательного обращения ко всем станциям сети. Основными преимуществами топологии являются дешевизна и простота разводки кабеля по помещениям. Серьезный недостаток шины заключается в ее низкой надежности: любой дефект

кабеля  или какого-нибудь из многочисленных разъемов полностью парализует всю сеть, другим недостатком шины является ее невысокая  производительность, так как при таком способе подключения в каждый момент времени только один компьютер может передавать данные в сеть. Поэтому пропускная способность канала связи всегда делится между всеми узлами сети

       Топология звезда. В этом случае каждый компьютер подключается отдельным кабелем к общему устройству, называемому концентратором (hub), который находится в центре сети. В функции концентратора входит направление передаваемой компьютером информации одному или всем остальным компьютерам сети. Главное преимущество этой топологии перед шиной — существенно большая надежность. Любые неприятности с кабелем касаются лишь того компьютера, к которому этот кабель присоединен, и только неисправность концентратора может вывести из строя всю сеть. Кроме того, концентратор может играть роль интеллектуального фильтра информации, поступающей от узлов в сеть, и при необходимости блокировать запрещенные администратором передачи (swichhub).

       К недостаткам топологии  типа звезда относится  более высокая  стоимость сетевого оборудования из-за необходимости приобретения концентратора. Кроме того, возможности по наращиванию количества узлов в сети ограничиваются количеством портов концентратора. Поэтому очень часто строят сеть с использованием нескольких концентраторов, иерархически соединенных между собой связями типа звезда  или шина. В настоящее время иерархическая звезда является самым распространенным типом топологии связей,  как в локальных, так и глобальных сетях.

       В логическом кольце информация передается последовательно от узла к узлу. Каждый узел принимает пакеты только от предыдущего и посылает только последующему узлу по кольцу. Узел транслирует дальше по сети все кадры, а обрабатывает только адресуемые ему. Реализуется на физической топологии кольца или звезды с внутренним кольцом в концентраторе.

       Для данного проекта  была выбрана топология  звезда, она лучше  всего подходит для  построения одноранговой домашней сети.

                        Рисунок 9  - Топология «звезда»

        2.2 Выбор сетевых  служб на серверах

       Сетевая служба - прикладная программа, которая:  
- взаимодействует в сети с клиентами, серверами и данными;  
- управляет процедурами распределенной обработки данных;  
- информирует пользователей о происходящих в сети изменениях.

       Сетевая служба:  
- использует сервис, предоставляемый областью взаимодействия; и  
- обеспечивает связь прикладных процессов, расположенных в различных абонентских системах сети.

       Сегодня любой бизнес связан с обменом данными  через сеть Интернет. Мы пересылаем друг другу почтовые сообщения, файлы, собираем информацию на различных сайтах. Сотрудники тратят массу рабочего времени, находясь в сети Интернет. Весь бизнес построен на обмене информацией, ее обработке и хранении. Однако, в большинстве компаний никто не контролирует деятельность сотрудников в отношении Интернета, они посещают любые ресурсы - в том числе развлекательные. Сервер доступа в Интернет обеспечивает защиту передаваемой и принимаемой информации от вирусов, ограничивает доступ к Интернет-ресурсам не имеющим отношения к работе, контролирует объемы информации, переданной и принятой пользователями.

       Важно Характеристики процессора необходимо учитывать  при поиске сетевых  серверов включают процессор  или тип процессора, скорость процессора и поддерживает процессоры. Скорость процессора число операций в секунду (выраженная в МГц), что процессор способен выполнить. Поддерживаемые процессоры сослаться на максимальное число процессоров, поддерживаемых сервером.

       Память  и устройства хранения спецификаций необходимо учитывать при  выборе сетевых серверов включают поддерживаемые оперативной памяти, кэш-память (L1 и L2), которую поддерживает хранение, жесткого диска поддерживается и поддержкой RAID. Связь выбором для сетевых серверов включают 10Base-T Ethernet, 10-Base2Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, Token Ring, Fibre Channel и Fieldbus. Порты ввода / вывода доступны включить последовательный, параллельный, USB и IEEE 1394. Количество слотов PCI доступны на сервере Кроме того, важно рассмотреть. Операционных систем, поддерживаемых сетью сервер может быть Microsoft Windows 2000 Server, Microsoft Windows NT, Linux, Novell NetWare, SCO UnixWare, Banyan Vines, Unix и Mac OS. Общие черты для сетевых серверов включает резервные источники питания, резервный вентилятор модули, утилиты системы управления, и рабочая температура.

       Сетевые серверы контроля и управления сетевыми ресурсами. Они могут  включать Сетевые  серверы печати (или  сетевой принт-сервер), серверы сетевой  факс, сетевые файловые серверы, серверы  сетевого видеонаблюдения, услуги сетевых камер, серверов доступа к сети, сетевые серверы хранения данных, сетевые серверы времени, и серверами сети клиента. Сетевые серверы классифицируются в зависимости от услуг, которые они предоставляют в сети.

       Сетевые службы обеспечивают функционирование сети, например серверы DHCP и BOOTP обеспечивают стартовую инициализацию серверов и рабочих станций, DNS — трансляцию имен в адреса и наоборот.

       Серверы туннелирования (например, различные VPN-серверы) и прокси-серверы  обеспечивают связь  с сетью, недоступной  роутингом.

       Серверы AAA и Radius обеспечивают в сети единую аутентификацию, авторизацию и ведение логов доступа.

       Исходя  из специфики задания  применение сервера, в данном проекте, нет необходимости.  

        2.3 Выбор активного  сетевого оборудования

       Качество, скорость и надежное функционирование любой  сети во многом зависит  от выбора активного сетевого оборудования.

       Выбор активного оборудования осуществлялся по следующим критериям:

• экономичность и производительность;
• масштабируемость и простота управления и эксплуатации;
• гибкость, надежность и отказоустойчивость;

       Для  соединения необходим  коммутатор или хаб.

       Сетевой концентратор или Хаб  — сетевое устройство, предназначенное для объединения нескольких устройств   Ethernet в общий сегмент сети. Устройства подключаются при помощи витой пары, коаксиального кабеля или оптоволокна. Термин концентратор (хаб) применим также к другим технологиям передачи данных: USB, FireWire и пр.В настоящее время хабы почти не выпускаются — им на смену пришли сетевые коммутаторы (свитчи), выделяющие каждое подключённое устройство в отдельный сегмент. Сетевые коммутаторы ошибочно называют «интеллектуальными концентраторами».  Концентратор работает на физическом уровне сетевой модели OSI, повторяет приходящий на один порт сигнал на все активные порты. В случае поступления сигнала на два и более порта одновременно возникает коллизия, и передаваемые кадры данных теряются. Таким образом, все подключённые к концентратору устройства находятся в одном домене коллизий. Концентраторы всегда работают в режиме полудуплекса, все подключённые устройства Ethernet разделяют между собой предоставляемую полосу доступа. Многие модели концентраторов имеют простейшую защиту от излишнего количества коллизий, возникающих по причине одного из подключённых устройств. В этом случае они могут изолировать порт от общей среды передачи. По этой причине, сетевые сегменты, основанные на витой паре, гораздо стабильнее в работе сегментов на коаксиальном кабеле, поскольку в первом случае каждое устройство может быть изолировано концентратором от общей среды, а во втором случае несколько устройств подключаются при помощи одного сегмента кабеля, и, в случае большого количества коллизий, концентратор может изолировать лишь весь сегмент. В последнее время концентраторы используются достаточно редко, вместо них получили распространение коммутаторы — устройства, работающие на канальном уровне модели OSI и повышающие производительность сети путём логического выделения каждого подключённого устройства в отдельный сегмент, домен коллизии.

       Сетевой коммутатор или свитч — устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного сегмента. В отличие от концентратора, который распространяет трафик от одного подключенного устройства ко всем остальным, коммутатор передаёт данные только непосредственно получателю, исключение составляет широковещательный трафик (на MAC-адрес FF:FF:FF:FF:FF:FF) всем узлам сети. Это повышает производительность и безопасность сети, избавляя остальные сегменты сети от необходимости (и возможности) обрабатывать данные, которые им не предназначались. Коммутатор работает на канальном уровне модели OSI, и потому в общем случае может только объединять узлы одной сети по их MAC-адресам. Коммутаторы были разработаны с использованием мостовых технологий и часто рассматриваются как многопортовые мосты. Для соединения нескольких сетей на основе сетевого уровня служат маршрутизаторы.

       В современных коммутаторах применяют три  основных способа  коммутации. Каждый из этих способов представляет собой особую комбинацию таких параметров как время ожидания и надёжность передачи.  
1) способ с промежуточным хранением данных. Коммутатор считает всю информацию из временного фрейма, осуществляет проверку содержимого на отсутствие логических ошибок, затем выбирает нужный порт коммутации и после этого посылает в выбранный порт фрейм.  
2) Сквозной способ коммутации. Коммутатор первоначально считывает в фрейме только IP адрес назначения и выполняет коммутацию на нужный порт. Этот режим значительно уменьшает задержки в передаче данных, но при применении этого метода обнаружения ошибок не производится.  
3) Безфрагментный метод. Применение данного режима является симбиозом двух вышеперечисленных режимов.

       Рисунок 11 – Коммутатор 

       Коммутаторы GigaX1005 - это очень  эффективные и  доступные решения  для домашней или  малой офисной сети. Высокая производительность устройства сочетается с прочным, компактным, эргономичным корпусом. Отсутствие вентилятора обеспечивает бесшумную работу устройства. C качеством, которое предлагает ASUS, Вы получите стабильную, надежную сеть без каких-либо проблем. Основные характеристики указаны в приложение А.

       Провода и кабели различного типа — одна из наиболее распространенных разновидностей искусственной среды передачи данных.  
Каждый вид кабелей обладает своим набором уникальных характеристик, куда входят пропускная способность, стоимость, сложность прокладки, особенности обслуживания и т.д. В компьютерных сетях применяются кабели трех основных типов: коаксиальный кабель, витая пара, оптоволокно.

       Витая пара - вид кабеля связи, представляет собой одну или несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой (с небольшим числом витков на единицу длины), покрытых пластиковой оболочкой. Свивание проводников производится с целью повышения связи проводников одной пары (электромагнитная помеха одинаково влияет на оба провода пары) и последующего уменьшения электромагнитных помех от внешних источников, а также взаимных наводок при передаче дифференциальных сигналов. Витая пара - один из компонентов современных структурированных кабельных систем. Используется в телекоммуникациях и в компьютерных сетях в качестве сетевого носителя во многих технологиях, таких как Ethernet, Arcnet и Token ring. В настоящее время, благодаря своей дешевизне и лёгкости в монтаже, является самым распространённым решением для построения локальных сетей.

       В зависимости от наличия  защиты — электрически заземлённой медной оплетки или алюминиевой фольги вокруг скрученных пар, определяют разновидности данной технологии:

       незащищенная  витая пара (UTP — Unshielded twisted pair) — отсутствует защитный экран вокруг отдельной пары;

       фольгированная  витая пара (FTP — Foiled twisted pair) — также известна как F/UTP (см.: en:Screened fully-shielded twisted pair#Screened Shielded Twisted Pair (S/STP)), присутствует один общий внешний экран в виде фольги;