Как устроена локальная сеть какие функции выполняет. Локальная сеть — что это такое и зачем нужно? Оборудование для локальной сети

>>Информатика: Как устроена компьютерная сеть

Как устроена компьютерная сеть

Введение

Изучив первую часть курса «Информатика и ИКТ», вы освоили лишь некоторые разделы этой большой научной и прикладной области. Данный учебник познакомит вас с новыми разделами предмета, поможет приобрести новые навыки использования информационно-коммуникационных технологий.

В этом учебном году вы познакомитесь с компьютерными сетями , которые используются для передачи информации. Технологии работы с информацией в компьютерных сетях называются коммуникационными технологиями. В результате вам в полной мере станет понятным смысл термина «информационно-коммуникационные технологии» - ИКТ.

Очень важным приложением компьютерной техники является информационное моделирование . Скоро вы узнаете, что такое модель, как на компьютере создаются и для чего используются информационные модели, какие средства ИКТ применяются для информационного моделирования. В число таких средств входят системы управления базами данных (СУБД) и табличные процессоры. С помощью СУБД на компьютере создаются информационные хранилища, которые называются базами данных. Табличные процессоры применяются для организации вычислений в электронных таблицах. Если такие вычисления относятся к какому-то реальному процессу, то в этом случае можно говорить о том, что в электронных таблицах реализована математическая модель этого процесса.

Управление - еще одна обширная область использования компьютеров . С помощью компьютеров управляют самолетами, ракетами, промышленными установками, производственными коллективами, отраслями экономики и пр. Оказывается, что у таких разнообразных вариантов управления есть общие законы. Они были открыты в науке кибернетике. С основными понятиями этой науки вам предстоит познакомиться.

Всякое управление происходит по определенным правилам, которые называются алгоритмом управления. Алгоритм, записанный на языке программирования, «понятном» компьютеру, называется компьютерной программой. В этой части курса вы научитесь строить алгоритмы и писать несложные программы на языке программирования Паскаль.

Изобретения различных средств и инструментов для хранения, передачи и обработки информации совершались с древних времен и до наших дней. С историей таких изобретений вы познакомитесь в последней главе учебника. История компьютеров и ИКТ берет начало с середины XX века. С этого времени начинается процесс информатизации различных областей деятельности людей, происходит формирование информационно-ориентированного общества. Проблемы информационного общества изучает раздел информатики, который называется социальной информатикой. О некоторых вопросах социальной информатики вы узнаете в конце нашего курса.

Итак, продолжим наше путешествие по океану Информатики . Некоторые материки и острова в этом океане вы посетили и исследовали в первой части путешествия. Но еще остались неизведанные земли, белые пятна на карте океана знаний. Вместе с нашим отважным капитаном - Точкой-РУ вам предстоит посетить эти земли, нанести их подробное описание на карту знаний. Успехов вам в этом нелегком, но очень интересном путешествии!

Глава 1

Передача информации в компьютерных сетях

Здесь вы узнаете:

♦ как устроены компьютерные сети;
♦ для чего используются сети;
♦ что такое Интернет;
♦ как не заблудиться в Интернете.

§ 1. Как устроена компьютерная сеть

Основные темы параграфа:

♦ что такое компьютерная сеть;
♦ локальные сети;
♦ глобальные сети.

Что такое компьютерная сеть

Вы уже знаете, что при работе компьютера непрерывно происходит информационный обмен между составляющими его устройствами. Передача информации между пользователем и компьютером осуществляется через клавиатуру , дисплей, принтер и другие устройства ввода/вывода. А теперь вы узнаете, как компьютеры обмениваются информацией между собой.

Система компьютеров, связанных каналами передачи информации, называется компьютерной сетью.

Локальные сети

Небольшие компьютерные сети, работающие в пределах одного помещения, одного предприятия, называются локальными сетями (ЛС). Обычно компьютеры одной локальной сети удалены друг от друга на расстояние не более одного километра.

Локальная сеть дает возможность пользователям не только быстрее обмениваться данными друг с другом, но и более эффективно использовать ресурсы объединенных в сеть компьютеров. Такими ресурсами могут быть дисковая память, устройство печати, сканер и другие технические средства, а также программное обеспечение и любая информация в файлах.

С точки зрения организации взаимодействия отдельных элементов ЛС выделяют два типа таких систем:

Одноранговую сеть; в ней все объединенные компьютеры равноправны;
сеть с выделенным сервером.

Пользователю одноранговой сети могут быть доступны ресурсы всех подключенных к ней компьютеров (в том случае, если эти ресурсы не защищены от постороннего доступа).

В школьных компьютерных классах чаще всего используется ЛС с выделенным сервером, организованная по следующему принципу: имеется одна центральная машина, которая называется сервером, и множество подключенных к ней компьютеров - рабочих станций. Центральная машина обычно имеет большую дисковую память, к ней подключены устройства, которых нет на рабочих станциях: принтер, сканер, модем для выхода в глобальную сеть и пр. На сервере хранится программное обеспечение и другая информация, к которой могут обращаться пользователи сети. Название «сервер» происходит от английского «server» и переводится как «обслуживающее устройство».

На многих предприятиях на базе локальных сетей работают информационные системы. Например, в крупном торговом центре на сервере хранится база данных, содержащая сведения о товарах, имеющихся на складе. Рабочие станции установлены в торговых отделах. На них по запросам продавцов с сервера поступает информация о наличии нужного вида товара. С рабочей станции на сервер передаются сведения о проданном товаре. После этого сервер вносит соответствующие изменения в базу данных.

Основой программного обеспечения ЛС является сетевая операционная система. Важнейшая задача сетевой ОС - поддержка такого режима работы ЛС, чтобы работающие в ней пользователи могли использовать общие ресурсы сети и при этом не мешали бы друг другу.

Глобальные сети

Другой разновидностью компьютерных сетей являются глобальные сети. Дальше речь пойдет именно о них.

Глобальная сеть связывает между собой многие локальные сети, а также отдельные компьютеры, не входящие в локальные сети. Размеры глобальных сетей не ограничены: могут существовать сети от региональных до всемирных.

Глобальную компьютерную сеть называют телекоммуникационной сетью, а процесс обмена информацией по такой сети называют телекоммуникацией (от греч. «tеlе» - «вдаль», «далеко» и лат. «comunicato» - «связь»).

Организация связи в глобальных сетях похожа на организацию телефонной связи. Телефон каждого абонента подключен к определенному узлу-коммутатору. Связь между коммутаторами организована таким образом, чтобы любые два абонента, где бы они ни находились, могли бы поговорить друг с другом. И такая телефонная сеть «покрывает» весь мир. Аналогично работают компьютерные сети. Персональный компьютер пользователя сети (его также можно назвать абонентом) подключается к определенному узлу сети. Узлы связаны между собой, и эта связь действует постоянно. На рис. 1.1 узлы сети обозначены У1, У2 и т. д., а компьютеры абонентов - А11, А12 и т. д.

Сети, обслуживающие какую-то отрасль государства (образование, науку, оборону и т. п.), называются отраслевыми (корпоративными) сетями. Если сеть существует в пределах определенного региона, то она называется региональной.

Каждая региональная или отраслевая компьютерная сеть обычно имеет связь с другими сетями. Для этого один из узлов сети выполняет функцию шлюза. Он соединяется линией связи с аналогичными узлами других сетей*.

*Потребность в шлюзе существует лишь в том случае, если в связываемых сетях используются разные протоколы (соглашения). Потребность в шлюзе существует лишь в том случае, если в связываемых сетях используются разные протоколы (соглашения).

Существует мировая система компьютерных сетей, через которую можно установить связь с самыми далекими уголками планеты. Эта система называется «Интернет» (англ. «net» - сеть; «Internet» - объединение сетей). Об Интернете речь пойдет немного позже.

Коротко о главном

Компьютерная сеть - это множество компьютеров, соединенных линиями передачи информации.

Компьютерные сети бывают локальными и глобальными.

В одноранговых локальных сетях все компьютеры равноправны.

Локальная сеть с выделенным компьютером включает в себя сервер и множество рабочих станций. Сервер используется как хранилище общих информационных ресурсов, а также содержит некоторые технические устройства общего доступа.

Глобальная (телекоммуникационная) сеть - это система связанных между собой локальных сетей и компьютеров отдельных пользователей. Персональные компьютеры пользователей (абонентов) подсоединяются к узлам глобальной сети.

Существуют региональные, отраслевые сети. В настоящее время большинство из них объединено в мировую систему, которая называется «Интернет».

Вопросы и задания

1. Что такое компьютерная сеть?
2. Как устроена локальная сеть? Какие функции она выполняет?
3. Что такое глобальная сеть?
4. Что такое отраслевая сеть; региональная сеть?
5. Как называется всемирная сеть, объединяющая в себе большинство существующих в мире сетей?
6. Придумайте различные способы соединения в сеть четырех компьютеров-серверов. Найдите способ, обеспечивающий самый короткий маршрут передачи информации между любыми двумя абонентами.

И. Семакин, Л. Залогова, С. Русаков, Л. Шестакова, Информатика, 9 класс
Отослано читателями из интернет-сайтов

Электронные издания бесплатно, скачать рефераты по информатике, помощь учителям и ученикам в подготовке к урокам, задания и ответы по информатике 9 класс

Содержание урока конспект урока опорный каркас презентация урока акселеративные методы интерактивные технологии Практика задачи и упражнения самопроверка практикумы, тренинги, кейсы, квесты домашние задания дискуссионные вопросы риторические вопросы от учеников Иллюстрации аудио-, видеоклипы и мультимедиа фотографии, картинки графики, таблицы, схемы юмор, анекдоты, приколы, комиксы притчи, поговорки, кроссворды, цитаты Дополнения рефераты статьи фишки для любознательных шпаргалки учебники основные и дополнительные словарь терминов прочие Совершенствование учебников и уроков исправление ошибок в учебнике обновление фрагмента в учебнике элементы новаторства на уроке замена устаревших знаний новыми Только для учителей идеальные уроки календарный план на год методические рекомендации программы обсуждения Интегрированные уроки

Использование ЛВС (локальные вычислительные сети) уже давно стало стандартом организации работы современного офиса. Но для более продуктивной организации целесообразно использование специальных служб или отдельных компьютеров для выполнения задач обслуживания пользователей, и упрощения обмена данными между ними. Такие компьютеры получили название - сервер. Попробуем разобраться для чего это нужно и каковы функции сервера локальной сети. Использование серверов и централизованное управление LAN позволяет более четко управлять пользователями, увеличить безопасность, уменьшить время простоя работы при сбоях оборудования, и др.

Основные функции сервера локальной сети

На каждый отдельный сервер может быть возложена одна или несколько функций, которые необходимы для функционирования сети. Довольно часто обслуживание нужд пользователей распределяется между несколькими серверами в зависимости от функционала. Администраторы стараются отделить сетевые сервисы от файловых, и серверов баз данных, т.е. от задач, возложенных на сервер по определенным признакам. Ниже представлен перечень основных функций, которые решаются при централизованной организации интранет:

Управление пользователями. Для обеспечения доступа к определенным ресурсам применяются технологии LDAP или Active Directory. Такой подход позволяет ограничить права каждого отдельного работника к системе хранения данных, организовывать карточки и политику доступа к тому или иному ресурсу. Для примера можно взять разделение по отделам или департаментам предприятия.
Обслуживание файлового хранилища. Очень часто используемые функции локальной сети. Удобно, когда файлы хранятся не на локальной машине, а на удаленном компьютере, к которому можно обратиться в любой момент времени. Сейчас это называется «облачное хранилище», и многие провайдеры предоставляют такой доступ даже на уровне интернета. Это удобно еще и с той точки зрения, что нет необходимости использовать на компьютерах жесткие диски большого размера. Основными протоколами являются Samba и NFS.
Единый шлюз для выхода в интернет. Нет необходимости проводить и дополнительно оплачивать несколько каналов от провайдера интернет. Все будут получать доступ через единый шлюз не зависимо от их количества и схемы организации ЛВС. Обычно совместно с сервисом управления пользователями идет разграничение: одни юзеры имеют доступ к шлюзу, другие могут иметь доступ только к определенным ресурсам, а некоторые вообще не могут пользоваться интернетом. Увеличивается безопасность корпоративной (локальной) сети, можно вести контроль трафика и следить за действиями сотрудников. Все решается политикой компании, а администратор только выставляет необходимые права.
Единая почтовая служба для переписки сотрудников внутри сети или через сеть интернет. Организация такой службы позволяет отделить фирму от других использованием своего уникального префикса, а не префикса бесплатных почтовых служб.
Организация печати позволяет использовать всего нескольких принтеров для обеспечения необходимости в печатной продукции всего офиса. Нет необходимости ставить принтер на каждое рабочее место.
Централизованные сетевые службы, такие как, DHCP (динамическая раздача адресов), NTP (синхронизация времени на всех компьютерах), DNS (преобразование адресов в понятные имена), и другие.
Сервера, обслуживающие приложения. Многие организации используют специализированное программное обеспечение для которого требуется локальная или глобальная сеть, например продукция фирмы 1С, системы электронного документооборота (IBM Lotus Notes) и прочие подобные программы.
Единый центр обновлений позволяет производить обновления операционной системы или антивирусных программ, и значительно сокращает нагрузку на интернет трафик.
Хранилище баз данных для структуризации и быстрого доступа к корпоративной информации.

Это лишь малая часть, в которой заключаются функции локальной сети. Потребности постоянно растут, появляются новые задачи, которые также необходимо решать, и все это ложится на первый взгляд невидимые, недоступные простому человеку, загадочные машины - серверы. Теперь должно быть немного понятнее, то это такое, и чем на самом деле занимаются сетевые администраторы, выполняя каждый день свою незримую работу.

Функционал

Говоря про то, какие функции выполняет сервер локальной сети, необходимо знать, какие задачи перед ним поставлены. В основном на них перебрасывают вспомогательные возможности. Так, сервер локальной сети может выступать в виде:

файлового устройства;
сервера печати;
хранилища базы данных;
главного операционного пункта в терминальной сети и т. п.

Говоря о первых трех случаях, подразумевают, что сервер используется в качестве большого устройства, на котором имеются определённые данные. Так, он может быть хранилищем файлов автоматизированной системы управления предприятием, просто сохранять наработки персонала и использоваться в подобном роде.

Терминальная сеть, как правило, применяется для удешевления имеющейся техники. Так, сотрудникам для работы в таких случаях предлагаются компьютеры с минимальной комплектацией, задача которых - просто подсоединяться к локальным серверам. Все необходимые действия, подсчеты, обработка и прочее происходит на них, а данные только передаются на компьютер пользователя, где выводятся на монитор и откуда приходят указания к их изменению.

Существует также определённый спектр и других функций. Но они настолько специализированы, что рассказывать про каждую из них очень неудобно - это потребует много времени и будет интересно только отдельным людям. Поэтому информация о них мы опустим.

Таким образом, вопрос, какие функции выполняет сервер локальной сети, можно считать выясненным. Теперь давайте поговорим о том, как его подготовить к работе.

Настраиваем сервер локальной сети

Существует много продуктов программного обеспечения для достижения этой задачи. Поэтому, чтобы конкретизировать информацию, рассмотрим пример работы на Денвере. В его базовом пакете содержатся все необходимые инструменты, а значит, настройка сервера локальной сети будет несложной.

Для этого необходимо скачать программное обеспечение (можно воспользоваться официальным сайтом, так как всё это бесплатно). При установке указываем директорию размещения файлов. Создаём виртуальный диск на компьютере, который будет работать всегда, когда включен компьютер. Далее необходимо настроить его работу на определённый порт (выбираем выше 1024-го), а другим компьютерам указать, куда подключаться.

А теперь поговорим, как сделать из него прокси-сервер локальной сети. Для этого необходимо обладать статическим ip-адресом для постоянной стабильной работы. Затем следует отключить брандмауэр Windows (но необходимо понимать, что это понизит уровень защищенности, что необходимо будет скомпенсировать с помощью специализированного программного обеспечения). Потом создаём такую директиву: /home/«Ваш ip»/www. Туда необходимо поместить файл, который будет направлять на адрес, который введёт пользователь. Всё, прокси-сервер готов!

Заключение

Как видите, работа с локальным сервером - задача несложная. Создание на нём различный сайтов не составит труда практически любому человеку. А значит, стоит попробовать!

Под понятием «локальная сеть» подразумевается коммуникационная система, объединяющая несколько компьютеров в пределах одного помещения, здания или нескольких близко расположенных зданий одного предприятия. Для соединения компьютеров могут использоваться кабели, телефонные линии или радиоканалы. Благодаря такому объединению, пользователи: получают доступ к информации на всех компьютерах, подсоединенных к ЛВС (программам, папкам, файлам); могут совместно пользоваться модемами, принтерами, сканерами […]

получают доступ к информации на всех компьютерах, подсоединенных к ЛВС (программам, папкам, файлам);
могут совместно пользоваться модемами, принтерами, сканерами и остальными периферийными устройствами.

Основные виды локальных сетей

ЛВС классифицируются по различным критериям. Рассмотрим, какие бывают локальные сети в зависимости от наличия управляющего компьютера:

Одноранговые – они актуальны для объединения небольшого количества компьютеров (до 10) и в случаях, когда не требуется повышенная защита информации. Пользователи при этом имеют равные права доступа к информации и самостоятельно решают, к каким ресурсам своего компьютера открыть общий доступ. Такие сети предельно просты в установке и эксплуатации, но обеспечить надежную защиту данных в них проблематично.
Иерархические, созданные на базе серверов – такие ЛВС обеспечивают высокую производительность и надежность хранения информации при большом количестве пользователей. Они имеют центральный компьютер – сервер (один или несколько), предназначенный для:

централизованного управления ЛВС, обменом информацией и распределением ресурсов;
подключения всех периферийных устройств;
хранения специальных программ, приложений и основной части информации ЛВС;
разработки маршрутов передачи сообщений внутри сети.

Рассмотрим, какие есть виды локальных сетей по типу коммуникаций:

Проводные – такие ЛВС используют в роли каналов связи витую пару, оптоволоконный или коаксиальный кабель. Витая пара состоит из 2-х скрученных проводников. Она имеет невысокую пропускную способность (до 1 Мбит/с), но устойчива к возникновению помех. Более высокую пропускную способность (от 100 Мбит/с) имеет витая пара классов 5, 5e, 6, 6e, 7. Коаксиальный кабель содержит центральный проводник и изоляционное покрытие, на которое сверху нанесен еще один проводник (экран). Это может быть фольга или оплетка из медного провода. Оптоволоконный кабель обеспечивает скорость выше 10 Гбит/с. Он содержит тонкий цилиндр из стекла, на который нанесена оболочка с отличающимся коэффициентом преломления.
Беспроводные – они работают с передачей данных в инфракрасном диапазоне или по радиоканалам. Такие сети быстро передают информацию, но уязвимы к появлению помех от других источников одинаковой частоты и несанкционированному внешнему доступу.

Какие существуют виды топологии локальной сети?

Классификация локальных сетей по топологии (структуре) осуществляется по типу соединения компьютеров.

Конфигурация сети может быть:

В виде шины – когда кабель последовательно соединяет компьютеры друг с другом. Подключение и обмен информацией осуществляется через единый канал связи – шину. Такая топология проста и экономична, обеспечивает быструю передачу информации. Но при повреждении кабеля возникают проблемы со всей сетью, и выявить место неисправности непросто.
В форме звезды – когда каждая машина подсоединяется отдельным кабелем к находящемуся в центре сети серверу, который централизованно управляет всей сетью. Такая структура более устойчива к неисправностям и несанкционированному доступу, не вызывает трудностей при определении места неполадок и обеспечивает быструю передачу данных от рабочих станций к серверу. Она широко распространена при создании локальной сети. Недостатками такой структуры выступают низкая скорость передачи данных между отдельными рабочими станциями и зависимость работы всей сети от характеристик сервера.
В виде кольца – когда машины сети последовательно соединены друг с другом и с сервером или совместно выполняют функции сервера. Такие схемы отличаются простотой управления и быстрым получением доступа к данным, но при выходе из строя отдельной машины или сбое в канале между 2-мя узлами возникают проблемы в работе всей сети. Чтобы канал связи между остальными компьютерами не прерывался, в таких сетях нужно использовать специальные переходные соединения.
Ячеистая – структура, при которой устанавливаются линии связи со всеми находящимися поблизости машинами. В таких системах непосредственно соединяются только рабочие станции, интенсивно обменивающиеся информацией. Машины, не объединенные прямыми связями, обмениваются данными при помощи транзитных передач с использованием промежуточных компьютеров. Такая структура подходит для объединения большого числа машин и часто используется при организации глобальных или больших локальных сетей. Она максимально устойчива к перегрузкам и отказам.
Древовидная – представляет собой сочетание нескольких топологий (шинно-звездообразная, звездообразно-кольцевая). Основание дерева ЛВС находится в точке, где собираются коммуникационные линии данных. Такие сети востребованы при невозможности организации базовых топологий.
Смешанная (гибридная) – при создании крупных ЛВС часто используются произвольные связи между рабочими станциями, но можно выделить подсети с типовой структурой.

Теперь вы знаете, какие разновидности локальных сетей существуют, чем они отличаются друг от друга, каковы преимущества и недостатки каждого отдельно взятого типа. Чтобы определиться с выбором подходящей вам ЛВС, проконсультируйтесь с нашими специалистами. Также вы можете поручить нам

Зачем нужны локальные сети, и какими они бывают? Как подключить к одному интернет-каналу сразу несколько компьютерных устройств? Какое оборудование требуется для построения домашней сети? На все эти и другие не менее важные вопросы вы получите ответы в этом материале.

Вступление

Перед тем как вы научитесь самостоятельно конструировать и настраивать домашние локальные сети, давайте сразу ответим на самый главный вопрос: «А зачем они нужны?».

Само по себе понятие локальной сети означает объединение нескольких компьютеров или компьютерных устройств в единую систему для обмена информацией между ними, а так же совместного использования их вычислительных ресурсов и периферийного оборудования. Таким образом, локальные сети позволяют:

Обмениваться данными (фильмами, музыкой, программами, играми и прочим) между членами сети. При этом для просмотра фильмов или прослушивания музыки совершенно не обязательно записывать их к себе на жесткий диск. Скорости современных сетей позволяют это делать прямо с удаленного компьютера или мультимедийного устройства.

Подключать одновременно сразу несколько устройств к глобальной сети Интернет через один канал доступа. Наверное, это одна из самых востребованных функций локальных сетей, ведь в наши дни список оборудования, в котором может использоваться соединение с всемирной паутиной, очень велик. Помимо всевозможной компьютерной техники и мобильных устройств, теперь полноправными участниками сети стали телевизоры, DVD/Blu-Ray проигрыватели, мультимедиа плееры и даже всевозможная бытовая техника, начиная от холодильников и заканчивая кофеварками.

Совместно использовать компьютерное периферийное оборудование , такое как принтеры, МФУ, сканеры и сетевые хранилища данных (NAS).

Совместно использовать вычислительные мощности компьютеров участников сети. При работе с программами, требующих сложных вычислений, например как 3D-визуализация, для увеличения производительности и ускорения обработки данных, можно задействовать свободные ресурсы других компьютеров состоящих в сети. Таким образом, имея несколько слабых машин объединённых в локальную сеть, можно использовать их суммарную производительность для выполнения ресурсоемких задач.

Как видите, создание локальной сети даже в рамках одной квартиры, может принести немало пользы. Тем боле, что наличие дома сразу нескольких устройств, требующих подключения к интернету, уже давно не редкость и объединение их в общую сеть, является актуальной задачей для большинства пользователей.

Основные принципы построения локальной сети

Чаще всего в локальных сетях используются два основных типа передачи данных между компьютерами - по проводам, такие сети называются кабельными и используют технологию Ethernet, а так же с помощью радиосигнала по беспроводным сетям, построенных на базе стандарта IEEE 802.11, который более известен пользователям под названием Wi-Fi.

На сегодняшний день проводные сети до сих пор обеспечивают самую высокую пропускную способность, позволяя пользователям обмениваться информацией со скоростью до 100 Мбит/c (12 Мб/c) или до 1 Гбит/с (128 Мб/с) в зависимости от используемого оборудования (Fast Ethernet или Gigabit Ethernet). И хотя современные беспроводные технологии чисто теоретически тоже могут обеспечить передачу данных до 1.3 Гбит/c (стандарт Wi-Fi 802.11ac), на практике эта цифра выглядит гораздо скромнее и в большинстве случаев не превышает величину 150 - 300 Мбит/с. Виной тому служит дороговизна высокоскоростного Wi-Fi оборудования и низкий уровень его использования в нынешних мобильных устройствах.

Как правило, все современные домашние сети устроены по одному принципу: компьютеры пользователей (рабочие станции), оборудованные сетевыми адаптерами, соединяются между собой через специальные коммутационные устройства, в качестве которых могут выступать: маршрутизаторы (роутеры), коммутаторы (хабы или свитчи), точки доступа или модемы. Более подробно об их отличиях и назначениях мы поговорим ниже, а сейчас просто знайте, что без этих электронных коробочек, объединить сразу несколько компьютеров в одну систему не получится. Максимум чего можно добиться, это создать мини-сеть из двух ПК, соединив их, друг с другом.

В самом начале необходимо определить основные требования к вашей будущей сети и ее масштаб. Ведь от количества устройств, их физического размещения и возможных способов подключения, напрямую будет зависеть выбор необходимого оборудования. Чаще всего домашняя локальная сеть является комбинированной и в ее состав может входить сразу несколько типов коммутационных устройств. Например, стационарные компьютеры могут быть подключены к сети с помощью проводов, а различные мобильные устройства (ноутбуки, планшеты, смартфоны) - через Wi-Fi.

Для примера рассмотрим схему одного из возможных вариантов домашней локальной сети. В нем будут участвовать электронные устройства, предназначенные для различных целей и задач, а так же использующих разный тип подключения.

Как видно из рисунка, в единую сеть могут объединяться сразу несколько настольных компьютеров, ноутбуков, смартфонов, телевизионных приставок (IPTV), планшетов и медиаплееров и прочих устройств. Теперь давайте разбираться, какое же оборудование вам понадобится, для построения собственной сети.

Сетевая карта

Сетевая плата является устройством, позволяющим компьютерам связываться друг с другом и обмениваться данными в сети. Все сетевые адаптеры по типу можно разделить на две большие группы - проводные и беспроводные. Проводные сетевые платы позволяют подключать электронные устройства к сети с использованием технологии Ethernet при помощи кабеля, а в беспроводных сетевых адаптерах используется радио технология Wi-Fi.

Как правило, все современные настольные компьютеры уже оснащены встроенными в материнскую плату сетевыми картами Ethernet, а все мобильные устройства (смартфоны, планшеты) - сетевыми адаптерами Wi-Fi. При этом ноутбуки и ультрабуки в большинстве своем оснащаются обоими сетевыми интерфейсами сразу.

Несмотря на то, что в подавляющем большинстве случаев, компьютерные устройства имеют встроенные сетевые интерфейсы, иногда возникает необходимость в приобретении дополнительных плат, например, для оснащения системного блока беспроводным модулем связи Wi-Fi.

По своей конструктивной реализации отдельные сетевые карты делятся на две группы - внутренние и внешние. Внутренние карты предназначены для установки в настольные компьютеры с помощью интерфейсов и соответствующих им разъемов PCI и PCIe. Внешние платы подключаются через разъемы USB или устаревающие PCMCIA (только ноутбуки).

Маршрутизатор (Роутер)

Основным и самым главным компонентом домашней локальной сети является роутер или маршрутизатор - специальная коробочка, которая позволяет объединять несколько электронных устройств в единую сеть и подключать их к Интернету через один единственный канал, предоставляемый вам провайдером.

Роутер - это многофункциональное устройство или даже миникомпьютер со своей встроенной операционной системой, имеющий не менее двух сетевых интерфейсов. Первый из них - LAN (Local Area Network) или ЛВС (Локальная Вычислительная Сеть) служит для создания внутренней (домашней) сети, которая состоит из ваших компьютерных устройств. Второй - WAN (Wide Area Network) или ГВС (Глобальная Вычислительная Сеть) служит для подключения локальной сети (LAN) к другим сетям и всемирной глобальной паутине - Интернету.

Основным назначением устройств подобного типа является определение путей следования (составление маршрутов) пакетов с данными, которые пользователь посылает в другие, более крупные сети или запрашивает из них. Именно с помощью маршрутизаторов, огромные сети разбиваются на множество логических сегментов (подсети), одним из которых является домашняя локальная сеть. Таким образом, в домашних условиях основной функцией роутера можно назвать организацию перехода информации из локальной сети в глобальную, и обратно.

Еще одна важная задача маршрутизатора - ограничить доступ к вашей домашней сети из всемирной паутины. Наверняка вы вряд будете довольны, если любой желающий сможет подключаться к вашим компьютерам и брать или удалять из них все что ему заблагорассудится. Что бы этого не происходило, поток данных, предназначенный для устройств, относящихся к определенной подсети, не должен выходить за ее пределы. Поэтому, маршрутизатор из общего внутреннего трафика, создаваемого участниками локальной сети, выделяет и направляет в глобальную сеть только ту информацию, которая предназначена для других внешних подсетей. Таким образом, обеспечивается безопасность внутренних данных и сберегается общая пропускная способность сети.

Главный механизм, который позволяет роутеру ограничить или предотвратить обращение из общей сети (снаружи) к устройствам в вашей локальной сети получил название NAT (Network Address Translation). Он же обеспечивает всем пользователям домашней сети доступ к Интернету, благодаря преобразованию несколько внутренних адресов устройств в один публичный внешний адрес, который предоставляет вам поставщик услуг интернета. Все это дает возможность компьютерам домашней сети спокойно обмениваться информацией между собой и получать ее из других сетей. В то же время, данные хранящиеся в них остаются недоступными для внешних пользователей, хотя в любой момент доступ к ним может быть предоставлен по вашему желанию.

В общем, маршрутизаторы можно разделить на две большие группы - проводные и беспроводные. Уже по названиям видно, что к первым все устройства подключаются только с помощью кабелей, а ко вторым, как с помощью проводов, так и без них с использованием технологии Wi-Fi. Поэтому, в домашних условиях, чаще всего используются именно беспроводные маршрутизаторы, позволяющие обеспечивать интернетом и объединять в сеть компьютерное оборудование, использующее различные технологии связи.

Для подключения компьютерных устройств с помощью кабелей, роутер имеет специальные гнезда, называемые портами. В большинстве случаев на маршрутизаторе имеется четыре порта LAN для подсоединения ваших устройств и один WAN-порт для подключения кабеля провайдера.

Чтобы не перегружать статью избыточной информацией, детально рассматривать основные технические характеристики роутеров в этой главе мы не будем, о них я расскажу в отдельном материале, посещённому выбору маршрутизатора.

Во многих случаях, роутер может оказаться единственным компонентом, необходимым для построения собственной локальной сети, так как в остальных попросту не будет нужды. Как мы уже говорили, даже самый простой маршрутизатор позволяет при помощи проводов подключить до четырех компьютерных устройств. Ну а количество оборудования, получающего одновременный доступ к сети с помощью технологии Wi-Fi, может и вовсе исчисляться десятками, а то и сотнями.

Если все же в какой-то момент количества LAN-портов роутера перестанет хватать, то для расширения кабельной сети к маршрутизатору можно подсоединить один или несколько коммутаторов (речь о них пойдет ниже), выполняющих функции разветвителей.

Модем

В современных компьютерных сетях модемом называют устройство обеспечивающее выход в интернет или доступ к другим сетям через обычные проводные телефонные линии (класс xDSL) или с помощью беспроводных мобильных технологий (класс 3G).

Условно модемы можно разделить на две группы. К первой относятся те, которые соединяются с компьютером через интерфейс USB и обеспечивают выходом в сеть только один конкретный ПК, к которому непосредственно происходит подключение модема. Во второй группе для соединения с компьютером используется уже знакомые нам LAN и/или Wi-Fi интерфейсы. Их наличие говорит о том, что модем имеет встроенный маршрутизатор. Такие устройства часто называют комбинированными, и именно их следует использовать для построения локальной сети.

При выборе DSL-оборудования пользователи могут столкнуться с определенными трудностями, вызванными путаницей в его названиях. Дело в том, что зачастую в ассортименте компьютерных магазинов, соседствуют сразу два очень похожих класса устройств: модемы со встроенными роутерами и роутеры со встроенными модемами. В чем же у них разница?

Каких-либо ключевых отличий эти две группы устройств практически не имеют. Сами производители позиционируют маршрутизатор со встроенным модемом как более продвинутый вариант, наделенный большим количеством дополнительных функций и обладающий улучшенной производительностью. Но если вас интересуют только базовые возможности, например, такие как, подключение к интернету всех компьютеров домашней сети, то особой разницы между модемами-маршрутизаторами и маршрутизаторами где, в качестве внешнего сетевого интерфейса используется DSL-модем, нет.

Итак, подытожим, современный модем, с помощью которого можно построить локальную сеть - это, по сути, маршрутизатор, у которого в качестве внешнего сетевого интерфейса выступает xDSL или 3G-модем.

Коммутатор или свитч (switch) служит для соединения между собой различных узлов компьютерной сети и обмена данными между ними по кабелям. В роли этих узлов могут выступать как отдельные устройства, например настольный ПК, так уже и объединенные в самостоятельный сегмент сети целые группы устройств. В отличие от роутера, коммутатор имеет только один сетевой интерфейс - LAN и используется в домашних условиях в качестве вспомогательного устройства преимущественно для масштабирования локальных сетей.

Для подключения компьютеров с помощью проводов, как и маршрутизаторы, коммутаторы так же имеют специальные гнезда-порты. В моделях, ориентированных на домашнее использование, обычно их количество равняется пяти или восьми. Если в какой-то момент для подключения всех устройств количества портов коммутатора перестанет хватать, к нему можно подсоединить еще один свитч. Таким образом, можно расширять домашнюю сеть сколько угодно.

Коммутаторы разделяют на две группы: управляемые и неуправляемые. Первые, что следует из названия, могут управляться из сети с помощью специального программного обеспечения. Имея продвинутые функциональные возможности, они дороги и не используются в домашних условиях. Неуправляемые свитчи распределяют трафик и регулируют скорость обмена данными между всеми клиентами сети в автоматическом режиме. Именно эти устройства являются идеальными решениями для построения малых и средних локальных сетей, где количество участников обмена информацией невелико.

В зависимости от модели, коммутаторы могут обеспечить максимальную скорость передачи данных равную либо 100 Мбит/с (Fast Ethernet), либо 1000 Мбит/c (Gigabit Ethernet). Гигабитные свитчи лучше использовать для построения домашних сетей, в которых планируется часто передавать файлы большого размера между локальными устройствами.

Беспроводная точка доступа

Для обеспечения беспроводного доступа к интернету или ресурсам локальной сети, помимо беспроводного маршрутизатора можно использовать и другое устройство, называемое беспроводной точкой доступа. В отличие от роутера, данная станция не имеет внешнего сетевого интерфейса WAN и оснащается в большинстве случаев только одним портом LAN для подключения к роутеру или коммутатору. Таким образом, точка доступа вам понадобится в том случае, если в вашей локальной сети используется обычный маршрутизатор или модем без поддержки Wi-Fi.

Использование же дополнительных точек доступа в сети с беспроводным маршрутизатором может быть оправдано в тех случаях, когда требуется большая зона покрытия Wi-Fi. Например, мощности сигнала одного лишь беспроводного роутера может не хватить, что бы покрыть полностью всю площадь в крупном офисе или многоэтажном загородном доме.

Так же точки доступа можно использовать для организации беспроводных мостов, позволяющих соединять между собой с помощью радиосигнала отдельные устройства, сегменты сети или целые сети в тех местах, где прокладка кабелей нежелательна или затруднительна.

Сетевой кабель, коннекторы, розетки

Несмотря на бурное развитие беспроводных технологий, до сих пор многие локальные сети строятся с помощью проводов. Такие системы имеют высокую надежность, отличную пропускную способность и сводят к минимуму возможность несанкционированного подключения к вашей сети извне.

Для создания проводной локальной сети в домашних и офисных условиях используется технология Ethernet, где сигнал передается по так называемой «витой паре» (TP- Twisted Pair) - кабелю, состоящему из четырех медных свитых друг с другом (для уменьшения помех) пар проводов.

При построении компьютерных сетей используется преимущественно неэкранированный кабель категории CAT5, а чаще его усовершенствованная версия CAT5e. Кабели подобной категории позволяют передавать сигнал со скоростью 100 Мбит/c при использовании только двух пар (половины) проводов, и 1000 Мбит/с при использовании всех четырех пар.

Для подключения к устройствам (маршрутизаторам, коммутаторам, сетевым картам и так далее) на концах витой пары используются 8-контактные модульные коннекторы, повсеместно называемые RJ-45 (хотя их правильное название - 8P8C).

В зависимости от вашего желания, вы можете, либо купить в любом компьютерном магазине уже готовые (с обжатыми разъемами) сетевые кабели определённой длинны, называемые «патч-кордами», либо по отдельности приобрести витую пару и разъемы, а затем самостоятельно изготовить кабели необходимого размера в нужном количестве. О том, как это делается, вы узнаете из отдельного материала.

Используя кабели для объединения компьютеров в сеть, конечно можно подключать их напрямую от коммутаторов или маршрутизаторов к разъемам на сетевых картах ПК, но существует и другой вариант - использование сетевых розеток. В этом случае, один конец кабеля соединяется с портом коммутатора, а другой с внутренними контактами розетки, во внешний разъем которой впоследствии можно уже подключать компьютерные или сетевые устройства.

Сетевые розетки могут быть как встраиваемыми в стену, так и монтируемыми снаружи. Применение розеток вместо торчащих концов кабелей придаст более эстетичный вид вашему рабочему месту. Так же розетки удобно использовать в качестве опорных точек различных сегментов сети. Например, можно установить коммутатор или маршрутизатор в коридоре квартиры, а затем от него капитально развести кабели к розеткам, размещенным во всех необходимых помещениях. Таким образом, вы получите несколько точек, расположенных в разных частях квартиры, к которым можно будет в любой момент подключать не только компьютеры, но и любые сетевые устройства, например, дополнительные коммутаторы для расширения вашей домашней или офисной сети.

Еще одной мелочью, которая вам может понадобиться при построении кабельной сети является удлинитель, который можно использовать для соединения двух витых пар с уже обжатыми разъемами RJ-45.

Помимо прямого назначения, удлинители удобно применять в тех случаях, когда конец кабеля заканчивается не одним разъемом, а двумя. Такой вариант возможен при построении сетей с пропускной способностью 100 Мбит/c, где для передачи сигнала достаточно использования только двух пар проводов.

Так же для подключения к одному кабелю сразу двух компьютеров без использования коммутатора можно использовать сетевой разветвитель. Но опять же стоит помнить, что в этом случае максимальная скорость обмена данными будет ограничена 100 Мбит/c.

Более подробно об обжимке витой пары, подключения розеток и характеристиках сетевых кабелей читайте в специальном материале.

Теперь, когда мы познакомились с основными компонентами локальной сети, пришло время поговорить о топологии. Если говорить простым языком, то сетевая топология - это схема, описывающая месторасположения и способы подключения сетевых устройств.

Существует три основных вида топологии сети: Шина, Кольцо и Звезда. При шинной топологии все компьютеры сети подключаются к одному общему кабелю. Для объединения ПК в единую сеть с помощью топологии «Кольцо», осуществляется их последовательное соединение между собой, при этом последний компьютер подключается к первому. При топологии «Звезда» каждое устройство подсоединяется к сети через специальный концентратор с помощью отдельного кабеля.

Наверное, внимательный читатель уже догадался, что для построения домашней или небольшой офисной сети преимущественно используется топология «Звезда», где в качестве устройств-концентраторов используются маршрутизаторы и коммутаторы.

Создание сети с применением топологии «Звезда» не требует глубоких технических знаний и больших финансовых вливаний. Например, с помощью коммутатора, стоимостью 250 рублей можно за несколько минут объединить в сеть 5 компьютеров, а при помощи маршрутизатора за пару тысяч рублей и вовсе построить домашнюю сеть, обеспечив несколько десятков устройств доступом к интернету и локальным ресурсам.

Еще одними несомненными преимуществами данной топологии являются хорошая расширяемость и простота модернизации. Так, ветвление и масштабирование сети достигается путем простого добавления дополнительных концентраторов с необходимыми функциональными возможностями. Так же в любой момент можно изменять физическое месторасположение сетевых устройств или менять их местами, чтобы добиться более практичного использования оборудования и уменьшить количество, а так же длину соединительных проводов.

Несмотря на то, что топология «Звезда» позволяет достаточно быстро изменять сетевую структуру, расположения маршрутизатора, коммутаторов и других необходимых элементов необходимо продумать заранее, сообразуясь с планировкой помещения, количеством объединяемых устройств и способами их подключения к сети. Это позволит минимизировать риски, связанные с покупкой неподходящего или избыточного оборудования и оптимизировать сумму ваших финансовых затрат.

Заключение

В этом материале мы рассмотрели общие принципы построения локальных сетей, основное оборудование, которое при этом используется и его назначение. Теперь вы знаете, что главный элементом практически любой домашней сети является маршрутизатор, который позволяет объединять в сеть множество устройств, использующих как проводные (Ethernet), так и беспроводные (Wi-Fi) технологии, при этом обеспечивая всем им подключение к интернету через один единственный канал.

В качестве вспомогательного оборудования для расширения точек подключения к локальной сети с помощью кабелей, используются коммутаторы, по сути, являющиеся разветвителями. Для организации же беспроводных соединений служат точки доступа, позволяющие с помощью технологии Wi-Fi не только подключать без проводов к сети всевозможные устройства, но и режиме «моста» соединять между собой целые сегменты локальной сети.

Что бы точно понимать, сколько и какого оборудования вам необходимо будет приобрести для создания будущей домашней сети, обязательно сначала составьте ее топологию. Нарисуйте схему расположения всех устройств-участников сети, которым потребуется кабельное подключение. В зависимости от этого выберите оптимальную точку размещения маршрутизатора и при необходимости, дополнительных коммутаторов. Каких-либо единых правил здесь нет, так как физическое расположение роутера и свитчей зависит от многих факторов: количества и типа устройств, а так же задач, которые на них будут возложены; планировки и размера помещения; требований к эстетичности вида коммутационных узлов; возможностей прокладки кабелей и прочих.

Итак, как только у вас появится подробный план вашей будущей сети, можно начинать переходить к подбору и покупке необходимого оборудования, его монтажу и настройке. Но на эти темы мы поговорим уже в наших следующих материалах.

Категории

Популярное