Організація локальних мереж

Локальна комп’ютерна мережа – об’єднання декількох комп’ютерів, розташованих на невеликій відстані один від одного (зазвичай в межах однієї будівлі) для спільного вирішення інформаційних, обчислювальних, навчальних та інших завдань. У невеликій локальній мережі може бути 10-20 комп’ютерів, в дуже великий – близько 1000.
Призначення локальних мереж
Хоча масовий характер створення локальних мереж прийняло після появи персональних комп’ютерів, зв’язок між комп’ютерами на невеликих відстанях існувала ще задовго до того.
Однією з перших виникли в ході розвитку обчислювальної техніки завдань, потребовавшей створення мережі хоча б із двох комп’ютерів, стало забезпечення великий надійності при управлінні відповідальним процесом в режимі реального часу. Так, при управлінні запуском космічного апарату вихід з ладу керуючого комп’ютера загрожує непоправними наслідками. Для підвищення надійності системи управління використовується дублюючий комп’ютер. При збої в роботі активної машини вміст її процесора і ОЗУ дуже швидко перекидається на другу, яка підхоплює управління.
Інший приклад – приєднання до великих комп’ютерів другого-третього поколінь численних терміналів – пристроїв введення / виводу даних і програм. Ці термінали практично ніякої обробки інформації не вели, але дозволяли розділити машинний час потужного і дорогого комп’ютера між різними користувачами. Відповідний режим роботи називався режимом поділу часу, так як комп’ютер послідовно в часі вирішував завдання безлічі користувачів.
Незабаром після появи на початку 1980-х років персональних комп’ютерів їх стали об’єднувати в мережі, що дозволило спільно використовувати файли, бази даних та апаратні ресурси (наприклад, принтери). Сьогодні локальні мережі є системами, які вимагають складного технічного та програмного обслуговування.
Комп’ютерні мережі породили нові технології обробки інформації – мережеві технології, що дозволяють спільно використовувати апаратні і програмні засоби: накопичувачі великої ємності, які друкують пристрої, бази і банки даних. Для співробітників багатьох установ стало звичним користуватися електронною поштою для обміну повідомленнями та документами, для спільної роботи над проектами. У школах і вузах локальні мережі допомагають вести уроки, організовувати доступ до навчальних ресурсів, бібліотекам і т. Д. На підприємствах на базі локальних мереж створюються автоматизовані системи управління підприємством і технологічними процесами.
Апаратні засоби локальної мережі
Апаратура локальної мережі в загальному випадку включає в себе:
– Комп’ютери (сервери і робочі станції);
– Мережеві плати;
– Канали зв’язку;
– Спеціальні пристрої, що підтримують функціонування мережі (маршрутизатори, концентратори, комутатори).
Найпростішим видом локальної мережі є однорангова мережа. З назви такої мережі випливає, що всі комп’ютери в ній мають однакову значимість (статус) і жоден з них не підпорядкований іншому.
Більш розвинені мережі, крім комп’ютерів кінцевих користувачів – робочих станцій, включають спеціальні комп’ютери – сервери. Сервер – це виділений в мережі комп’ютер, що виконує функції обслуговування робочих станцій. Є різні види серверів: файл-сервери, сервери баз даних та ін. Наприклад, комп’ютер, що виконує функції файл-сервера, використовується тільки для однієї мети: забезпечувати користувачам доступ до апаратних і програмних ресурсів сервера, а не комп’ютерів один одного, що покращує захист персональних даних.
Кожен комп’ютер підключається до мережі за допомогою мережевої плати – адаптера, яка підтримує конкретну схему підключення. Так, широко поширеними є адаптери Ethernet з пропускною здатністю від 10 або 100 Мбіт / с. До мережевої плати підключається мережевий кабель. Якщо використовується радіозв’язок або зв’язок на інфрачервоних променях, то кабель не потрібно.
У сучасних локальних мережах найчастіше застосовують два типи мережевих кабелів:
– Неекранована кручена пара;
– Волоконно-оптичний кабель.
Вита пара являє собою набір з восьми проводів, скручених попарно таким чином, щоб забезпечувати захист від електромагнітних перешкод. Кожна кручена пара з’єднує з мережею тільки один комп’ютер, тому порушення з’єднання позначається тільки на цьому комп’ютері, що дозволяє швидко знаходити і усувати несправності.
Волоконно-оптичні кабелі передають дані у вигляді світлових імпульсів по скляних дротах. Більшість технологій локальних мереж в даний час дозволяють використовувати волоконно-оптичні кабелі. Волоконно-оптичний кабель володіє істотними перевагами в порівнянні з будь-якими варіантами мідного кабелю. Волоконно-оптичні кабелі забезпечують найвищу швидкість передачі; вони більш надійні, оскільки не схильні електромагнітним перешкод. Оптичний кабель дуже тонкий і гнучкий, що робить його транспортування більш зручною в порівнянні з більш важким мідним кабелем. Швидкість передачі даних по оптичному кабелю становить сотні тисяч мегабіта на секунду, що приблизно в тисячу разів швидше, ніж по проводах кручений пари.
Бездротовий зв’язок на радіохвилях може використовуватися для організації мереж в межах великих приміщень там, де застосування звичайних ліній зв’язку ускладнене або недоцільно. Крім того, бездротові лінії можуть пов’язувати вилучені частини локальної мережі на відстанях до 25 км (за умови прямої видимості).
Спільно використовувані зовнішні пристрої включають в себе підключення до сервера накопичувачі зовнішньої пам’яті, принтери, графопостроители та інше обладнання, яке стає доступним з робочих станцій.
Крім кабелів і мережевих адаптерів, в локальних мережах на кручений парі використовуються інші мережеві пристрої – концентратори, комутатори і маршрутизатори.
Концентратор (званий також хаб) – пристрій, що об’єднує декілька (від 5 до 48) гілок зіркоподібною локальної мережі іпередавальне інформаційні пакети в усі гілки мережі однаково. Комутатор (свіч) робить те саме, але, на відміну від концентратора, забезпечує передачу пакетів в задані гілки. Це забезпечує оптимізацію потоків даних в мережі та підвищення захищеності від несанкціонованого проникнення. Маршрутизатор (роутер) – пристрій, що виконує пересилку даних між двома мережами, у тому числі між локальними і глобальними мережами. Маршрутизатор, по суті, є спеціалізованим мікрокомп’ютером, має власний процесор, оперативну та постійну пам’ять, операційну систему.

Посилання на основну публікацію