Техническое обеспечение локальных вычислительных сетей, способы наращивания и интеграции локальных вычислительных сетей

Содержание

Введение …………………………….…………………………………………………………… 3

1. Локальные вычислительные сети …………..……………………………………….. 4
1. Одноранговая ЛВС ……….…………….…….……………………….…………... 4
2. Клиент — сервер ………….…….………….….……………………………………4
3. Файл — сервер ……….…………………………………………….……………… 5
4. Сегмент  сети ……………….….…………………………………….…………….. 5
5. Двухзвенная модель ….……..…………………………………….……………….. 5
6. Трехзвенная модель ……...……………………………………….……………….. 5
7. N-звенная модель ……….………..……………………………….……………….. 5
8. Token Ring …………………..…………………………………….……………….. 6
9. XNS ………………………..……………………………………….………………. 6
10. VPN …………………..…………………………………………….………………. 6

 

2. Преимущества применения ЛВС ………………………………..……………………. 7
3. Требования к ЛВС …………………………………………..………………………….. 8

 

3.1. Общие требования …………………………………….…………….……………… 8

3.2. Требования к взаимодействию устройств в сети .….…………….……………….. 8

3.3. Информационные требования …………………..………………….……………… 8

3.4. Требования к надежности и достоверности ….…..……………….………………. 9

3.5. Специальные требования ………………………………………….……………….. 9

 

4. Способы интеграции ЛВС …………………………………………..………………… 10
5. Техническое обеспечение локальных вычислительных сетей …..………………. 13

5.1. Соединители  и разъёмы ……………….……………………………….…………… 13

5.2. Коммуникационная аппаратура …….………………………………….…………... 15

5.3 Аппаратура  и технологии беспроводных сетей …….………………….………….. 18

5.4. Домашняя  локальная сеть ……….………….………………………….…………… 18

6. Способы наращивания ЛВС …………………………………………………………. 21

6.1. Способы расширения ………………………………………………….……………. 21

6.2. Способы комплексирования ………….……………………………….……………. 22

Заключение …………………………………………………………………………………….. 27

Список литературы …………………………………………………………………………… 28

 

Введение

 

 

На сегодняшний  день в мире существует более 130 миллионов  компьютеров и более 80% из них объединены в различные информационно-вычислительные  сети от малых локальных  сетей  в  офисах  до  глобальных  сетей  типа  Internet, FidoNet, FREEnet и т.д. Всемирная тенденция к объединению компьютеров в сети  обусловлена  рядом  важный  причин,  таких  как   ускорение   передачи информационных сообщений, возможностью  быстрого  обмена  информацией  между пользователями,  получению  и  передачи  сообщений  (факсов,  Е-Мail  писем, электронных конференций и т.д.) не отходя от  рабочего  места,  возможностью мгновенного получения любой информации из любой точки земного шара,  а так же  обмену  информацией  между  компьютерами  разных   фирм   производителей, работающих под разным программным обеспечением.

Применение на  практике  таких  огромных  потенциальных  возможностей, которые несет в себе вычислительная сеть и тот новый  потенциальный  подъем, который при этом испытывает  информационный  комплекс  значительно  ускоряет производственные процессы. На  базе  уже  существующего  компьютерного   парка   и   программного комплекса, отвечающей современным научно-техническим  требованиям  возникает необходимость в разработке принципиального решения  вопроса  по  организации ИВС (информационно-вычислительной сети) с учетом  возрастающих  потребностей и возможностью дальнейшего постепенного развития сети в связи  с  появлением новых технических и программных решений.

Даже в результате достаточно поверхностного рассмотрения работы в  сети становится ясно, что вычислительная сеть - это сложный комплекс взаимосвязанных  и согласованно функционирующих  программных и аппаратных компонентов. Изучение сети в целом предполагает знание принципов работы ее отдельных элементов:· компьютеров;· коммуникационного оборудования;· операционных систем;· сетевых приложений. Весь комплекс программно-аппаратных средств сети может быть описан многослойной моделью. В основе любой сети лежит аппаратный слой стандартизованных компьютерных платформ.

 

1. Локальные вычислительные сети

Локальная вычислительная сеть, ЛВС [LAN — Local Area Network] - группа ЭВМ, а также периферийное оборудование, объединенные одним или несколькими автономными (не арендуемыми) высокоскоростными каналами передачи цифровых данных в пределах одного или нескольких близлежащих зданий. Служит для решения комплекса взаимосвязанных функциональных и/или информационных задач (например, в рамках какой—либо организации или ее автоматизированной системы), а также совместного использования объединенных информационных и вычислительных ресурсов. В зависимости от принципов построения ЛВС подразделяются на типа “клиент—сервер” и ”файл—сервер” а также “одноранговые”. ЛВС могут иметь в своем составе средства для выхода в распределенные и глобальные вычислительные сети.

1.1. Одноранговая ЛВС

Одноранговая ЛВС [peer-to-peer LAN, peer LAN] - “Безсерверная” организация построения сети, которая допускает включение в нее как ЭВМ различной мощности, так и терминалов ввода-вывода. Термин “одноранговая сеть” означает, что все терминалы сети имеют в ней одинаковые права. Каждый пользователь одноранговой сети может определить состав файлов, которые он предоставляет для общего использования (так называемые public files). Таким образом, пользователи одноранговой сети могут работать как со всеми своими файлами, так и с файлами, предоставляемыми другими ее пользователями. Подключение отдельных ЭВМ в одноранговую сеть производится преимущественно высокочастотными коаксиальными кабельными линиями связи. Создание одноранговой сети обеспечивает наряду с взаимообменом данными между включенными в нее ЭВМ совместное использование части дискового пространства (через public files), а также совместную эксплуатацию периферийных устройств (например, принтеров). Существуют и другие возможности, например, когда одна из ЭВМ временно берет на себя функции “сервера”, а остальные работают в режиме “клиентов”. Последнее широко используется в различного рода обучающих системах. Достоинствами одноранговых ЛВС являются также: относительная простота их установки и эксплуатации, умеренная стоимость, возможность развития (например, по числу включенных в них терминалов), независимость выполняемых вычислительных и других процессов для каждой включенной в сеть ЭВМ.

1.2. Клиент — сервер

Клиент — сервер [client—server architecture/topology] - Архитектура или организация построения сети, в которой производится разделение вычислительной нагрузки между включенными в ее состав ЭВМ, выполняющими функции “клиентов”, и одной мощной центральной ЭВМ — “ сервером”. В частности, процесс наблюдения за данными отделен от программ, использующих эти данные. Например, сервер может поддерживать центральную базу данных, расположенную на большом компьютере, зарезервированном для этой цели. Клиентом будет обычная программа, расположенная на любой ЭВМ, включенной в сеть, а также сама ЭВМ, которая по мере необходимости запрашивает данные с сервера. Производительность при использовании клиент—серверной архитектуры выше обычной, поскольку как клиент, так и сервер делят между собой нагрузку по обработке данных. Другими достоинствами клиент—серверной архитектуры являются: большой объем памяти и ее пригодность для решения разнородных задач, возможности подключения большого количества рабочих станций, включая ПЭВМ и пассивные терминалы, а также установки средств защиты от несанкционированного доступа (как сети в целом, так и отдельных ее терминалов, баз данных и т. д.).

1.3. Файл — сервер

Файл — сервер [file-server architecture] - Архитектура построения ЛВС, основанная на использовании так называемого файлового сервера – относительно мощной ЭВМ, управляющей созданием, поддержкой и использованием общих информационных ресурсов локальной сети, включая доступ к ее базам данных (БД) и отдельным файлам, а также их защиту. Для поддержки и ведения больших и очень больших БД, содержащих десятки миллионов записей, используются многопроцессорные системы, способные эффективно обрабатывать значительные объемы информации и обладающие хорошим соотношением характеристик цена/производительность. В отличие от клиент—серверной архитектуры данный принцип построения сети предполагает, что включенные в нее рабочие станции являются полноценными ЭВМ с установленным на них полным объемом необходимого для независимой работы составом средств основного и прикладного программного обеспечения. Другими словами, в указанном случае отсутствуют возможности разделения вычислительной нагрузки между сервером и терминалами сети, характерные для архитектуры типа файл—сервер, и, как следствие, общие стоимостные показатели цена/производительность сети в целом могут быть ниже.

1.4. Сегмент  сети

Сегмент  сети [network segment] - Участок локальной сети, отделенный от других участков повторителем, концентратором, мостом или маршрутизатором. Все станции сегмента поддерживают один и тот же протокол доступа к среде передачи и делят ее общую пропускную способность. Группа устройств (например, ПК, серверы, принтеры и т. п.), которые соединены при помощи сетевого оборудования. В сегменте сети Ethernet компьютеры могут быть соединены с помощью концентраторов. Сигнал, передаваемый по сети, будет услышан всеми рабочими станциями, входящими в сеть. Если сегмент соединен с другим сегментом с помощью моста или маршрутизатора, то они могут обмениваться пакетами. Сегменты, соединенные вместе при помощи моста или маршрутизатора, формируют группу сетей (internetwork ). Сегменты очень часто называют подсетями.

1.5. Двухзвенная модель

Двухзвенная модель [two—tier model] — архитектура построения сети, предусматривающая один сервер и несколько клиентов. Является наиболее простой и распространенной. Ее недостаток — ограниченное число клиентских рабочих мест.

1.6. Трехзвенная модель

Трехзвенная модель [three—tier model] — архитектура построения системы клиент-сервер”, в которой предусмотрено промежуточное звено (ЭВМ), расположенное между сервером и клиентом двухзвенной модели. Промежуточное звено работает как монитор обработки транзакций или брокер объектных запросов. Трехзвенные модели обеспечивают работу существенно большего числа клиентов, чем двухзвенные модели.

1.7. N-звенная модель

N-звенная модель [N-tier model] — архитектура построения сети, предусматривающая наличие нескольких серверов приложений, число которых определяется необходимым уровнем нагрузки сети. При многозвенной модели построения системы количество возможных клиентских мест значительно больше, чем при использовании двухзвенной модели.

1.8. Token Ring

 Token Ring — маркерное кольцо — архитектура и технология построения сети, разработанная фирмой IBM, в соответствии с которыми включенные в нее станции могут производить передачу данных, только когда они владеют маркером, непрерывно циркулирующим по кольцу. Существующие два вариант этой технологии обеспечивают скорость передачи данных от 4 до 16 Mбит/с. Современные адаптеры Token Ring, как правило, поддерживают оба режима работы. Предусмотрена возможность объединения соединительными мостами до 8 колец. В одном кольце может находиться не более 260 сетевых узлов (в том числе — ЭВМ, принтеров, сканеров, плоттеров и т. п.). Следовательно, технология Token Ring выполняет те же функции, что и Ethernet , но реализует их иным способом. Большинство небольших предприятий устанавливают сети Ethernet , отдавая им предпочтение перед Token Ring из-за относительной простоты первых. Стандарт IEEE 802.5 определяет тип кабеля, с которым работают сети Token Ring.

1.9. XNS

XNS (Xerox Network System ) — архитектура построения сети, разработанная фирмой Xerox. Содержит набор протоколов, положенных в основу протоколов ( IPX/SPX ) сети NetWare. Одной из особенностей архитектуры XNS является предоставляемая пользователям сети возможность использовать файлы, расположенные на других компьютерах.

1.10. VPN

Virtual LAN, Virtual Private Network (VLAN, VPN)— виртуальная ЛВС — логическое объединение узлов большой локальной вычислительной сети, которые могут принадлежать к ее различным физическим сегментам, подключенным к разным концентраторам. Специальное программное обеспечение системы управления позволяет разделить сеть на несколько логических частей (виртуальных сегментов). Администратор сети может по своему усмотрению создавать виртуальные сегменты, добавлять в них или удалять отдельные узлы. Данные, предназначенные для конкретных узлов виртуальной сети, благодаря коммутации пакетов, передаются только в рамках заданного логического сегмента. Этим предотвращаются перегрузки в сети и обеспечивается повышение ее безопасности. Метод создания виртуальных ЛВС используется в сетях типа Ethernet. Одновременно ею решается ряд вспомогательных задач, включая защиту внутреннего трафика организации, поддерживающей VPN. В указанном смысле эта технология является конкурирующей по отношению к технологии Virtual LAN. Основным разработчиком технических решений, связанных с VPN -технологией, является фирма Check Point (52% рынка). На настоящее время имеются следующие их варианты: