Локальные вычислительные сети, компоненты и архитектура

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Типы локальных сетей

1.1 Локальные вычислительные сети с выделенным сервером

1.2 Одноранговые локальные вычислительные сети

2. Архитекртура локальной вычислительной сети

3. Компоненты сети

4. Отличие концентратора от коммутатора

5. Правила формирования сети

6. Категории витой пары

7. О сетевых картах

8. Решение проблем, связанных с сетевым оборудование

9. Локальные вычислительные сети в офисе

10. Локальные вычислительные сети в доме

11. В сеть через USB

12. Электросеть в качестве соединительных проводов

13. Телефонная проводка, в качестве соединительных проводов

Заключение

Список используемой литературы

Введение

локальный вычислительный сетевой оборудование

Локальная вычислительная сеть (ЛВС) - группа ЭВМ, а также периферийное оборудование, объединенные в пределах одного или нескольких близлежащих зданий автономными (не арендуемыми) высокоскоростными каналами передачи цифровых данных (проводными или беспроводными: медными, волоконно-оптическими, СВЧ или ИК-диапазона).

Служит для решения информационных задач (например, в рамках какой-либо организации), а также совместного использования объединенных информационных и вычислительных ресурсов.

В свою очередь уже объединенные в ЛВС компьютеры могут быть подключены к Интернету.

Компьютерные сети можно классифицировать по многим признакам, например по удаленности сетевых узлов.

Классификация сетей по межузловому расстоянию.
Расстояние между узлами (км)	Масштаб сети	Обозначение
0,1	Здание	Локальная сеть (Local Area Network, LAN}
1	Городок
10	Город	Городская сеть (Metropolitan Area Network, MAN)
100	Страна	Глобальная сеть {Wide Area Network, WAN)
1000	Континент
Более 1000	Планета	Internet

1. Типы локальных сетей

Локальная вычислительная сеть (ЛВС) - это совокупность компьютеров и других средств вычислительной техники (активного сетевого оборудования, принтеров, сканеров и т. п.), объединенных с помощью кабелей и сетевых адаптеров и работающих под управлением сетевой операционной системы.

Вычислительные сети создаются для того, чтобы группа пользователей могла совместно задействовать одни и те же ресурсы: файлы, принтеры, модемы, процессоры и т. п. Каждый компьютер в сети оснащается сетевым адаптером, адаптеры соединяются с помощью сетевых кабелей и тем самым связывают компьютеры в единую сеть.

Компьютер, подключенный к вычислительной сети, называется рабочей станцией или сервером, в зависимости от выполняемых им функций. Эффективно эксплуатировать мощности ЛВС позволяет применение технологии «клиент/сервер». В этом случае приложение делится на две части: клиентскую и серверную. Один или несколько наиболее мощных компьютеров сети конфигурируются как серверы приложений: на них выполняются серверные части приложений. Клиентские части выполняются на рабочих станциях; именно на рабочих станциях формируются запросы к серверам приложений и обрабатываются полученные результаты.

Различают сети с одним или несколькими выделенными серверами и сети без выделенных серверов, называемые одноранговыми сетями. В сетях с выделенным сервером именно ресурсы сервера, чаще всего дисковая память (винчестер), доступны всем пользователям. Серверы, разделяемым ресурсом которых является дисковая память, называются файл-серверами. Можно сказать, что сервер обслуживает все рабочие станции. Файловый сервер обычно используется только администратором сети и не предназначен для решения прикладных задач. Поэтому он может быть оснащен недорогим, даже монохромным дисплеем. Однако файловые серверы почти всегда содержат несколько быстродействующих накопителей. Сервер должен быть высоконадежным, поскольку выход его из строя приведет к остановке работы всей сети. На файловом сервере, как правило, устанавливается сетевая операционная система.

На рабочих станциях, устанавливается обычная операционная система, например, Windows. Рабочая станция - это индивидуальное рабочее место пользователя. Полноправным владельцем всех ресурсов рабочей станции является пользователь. В то же время ресурсы файл-сервера разделяются всеми пользователями. В качестве рабочей станции может использоваться компьютер практически любой конфигурации. Но в конечном счете все зависит от тех приложений, которые этот компьютер используют.

Существует несколько признаков, по которым можно узнать, работает компьютер в составе сети или автономно. Если компьютер является сетевой рабочей станцией, то, во-первых, после его включения появляются соответствующие сообщения, во-вторых, для входа в сеть необходимо пройти процедуру регистрации и, в-третьих, после регистрации в нашем распоряжении оказываются новые дисковые накопители, принадлежащие файловому серверу.

Отмечу еще одну важную функцию файлового сервера - управление работой сетевого принтера. Сетевой принтер подключается к файл-серверу, но пользоваться им можно с любой рабочей станции. То есть каждый пользователь может отправить на сетевой принтер материалы, предназначенные для печати. Регулировать очередность доступа к сетевому принтер будет файловый сервер.

1.1 Локальная вычислительная сеть с выделенным сервером

При выборе компьютера на роль файлового сервера необходимо учитывать следующие факторы:

* быстродействие процессора;

* скорость доступа к файлам, размещенным на жестком диске;

* емкость жесткого диска;

* объем оперативной памяти;

* уровень надежности сервера;

* степень защищенности данных.

Возникает вопрос, зачем файл-серверу высокое быстродействие, если прикладные программы выполняются на рабочих станциях? Во время работы большой ЛВС файловый сервер обрабатывает огромное количество запросов на обслуживание файлов, а на это затрачивается значительное процессорное время. Для того, чтобы ускорить обслуживание запросов и создать у пользователя впечатление, что именно он является единственным клиентом сети, необходим быстродействующий процессор.

Но все же наиболее важным компонентом файлового сервера является дисковый накопитель. На нем хранятся все файлы пользователей сети. Быстрота доступа, емкость и надежность накопителя во многом определяют, насколько эффективным будет использование сети.

Сетевые ОС с выделенным файл-сервером обычно имеют более высокую производительность, поскольку они оптимизированы именно под выполнение операций с файлами. В принципе, никаких более важных действий на выделенном файл-сервере не выполняется. Значительного повышения производительности работы сервера можно добиться, увеличивая его оперативную память. В одноранговой сети 128 мегабайт памяти может быть вполне достаточно, в то время как для крупной сети с выделенным файл-сервером желательна память объемом 512 и более мегабайт. Если файловый сервер снабжен оперативной памятью достаточного объема, то он имеет возможность именно в оперативной памяти хранить те области дискового пространства, к которым обращаются наиболее часто. Такой метод хорошо известен, часто применяется для ускорения доступа к данным на обычных ПК и называется методом кэширования. Ведь если идет обращение к файлу, данные которого в данный момент находятся в кэше, сервер может передать искомую информацию, не обращаясь к диску. В результате этого будет достигнут значительный временной выигрыш.

Сетевой адаптер, установленный на файловом сервере - это такое устройство, через которое проходят практически все данные, функционирующие в локальной сети. В связи с этим необходимо, чтобы этот адаптер работал быстро. Сетевой адаптер становится более быстродействующим в результате, во-первых, повышения его разрядности и, во-вторых, увеличения объема его собственного ОЗУ. На файл-сервере должен быть установлен сетевой адаптер для шины PCI, что позволяет поддерживать высокую скорость передачи данных.

1.2 Одноранговые ЛВС

В одноранговых сетях любой компьютер может быть и файловым сервером, и рабочей станцией одновременно. Преимущество одноранговых сетей заключается в том, что нет необходимости копировать все используемые сразу несколькими пользователями файлы на сервер. В принципе любой пользователь сети имеет возможность использовать все данные, хранящиеся на других компьютерах сети, и устройства, подключенные к ним. Основной недостаток работы одноранговой сети заключается в значительном увеличении времени решения прикладных задач. Это связано с тем, что каждый компьютер сети отрабатывает все запросы, идущие к нему со стороны других пользователей. Следовательно, в одноранговых сетях каждый компьютер работает значительно интенсивнее, чем в автономном режиме.

Затраты на организацию одноранговых вычислительны сетей относительно небольшие, Однако при увеличении числа рабочий станций эффективность их использования резко уменьшается. Пороговое значение числа рабочих станций составляет, по оценкам фирмы Novell, 25-30. Поэтому одноранговые сети используются только для относительно небольших рабочих групп.

2. Архитектура ЛВС

Различают три наиболее распространенные сетевые архитектуры, которые используются и для одноранговых сетей и для сетей с выделенным файл-сервером. Это так называемые шинная, кольцевая и звездообразная структуры.

В случае реализации шинной структуры все компьютеры связываются в цепочку. Причем на ее концах надо разместить так называемые терминаторы, служащие для гашения сигнала. Если же хотя бы один из компьютеров сети с шинной структурой оказывается неисправным, вся сеть в целом становится неработоспособной. В сетях с шинной архитектурой для объединения компьютеров используется тонкий и толстый кабель. Максимальная теоретически возможная пропускная способность таких сетей составляет 10 Мбит/с, Такой пропускной способности для современных приложений, использующих видео- и мультимедийные данные, явно недостаточно, поэтому почти повсеместно применяются сети с звездообразной архитектурой.

Для построения сети с звездообразной архитектурой в центре сети необходимо разместить концентратор. Его основная функция - обеспечение связи между компьютерами, входящими в сеть. То есть все компьютеры, включая файл-сервер, не связываются непосредственно друг с другом, а присоединяются к концентратору. Такая структура надежнее, поскольку в случае выхода из строя одной из рабочих станций все остальные сохраняют работоспособность. В сетях же с шинной топологией в случае повреждения кабеля хотя бы в одном месте происходит разрыв единственного физического канала, необходимого для движения сигнала. Кроме того, сети с звездообразной топологией поддерживают технологии Fast Ethernet и Gigabit Ethernet, что позволяет увеличить пропускную способность сети в десятки и даже сотни раз (разумеется при использовании соответствующих сетевых адаптеров и кабелей).

Кольцевая структура используется в основном в сетях Token Ring и мало чем отличается от шинной. Также в случае неисправности одного из сегментов сети вся сеть выходит из строя. Правда, отпадает необходимость в использовании терминаторов.

В сети любой структуры в каждый момент времени обмен данными может происходить только между двумя компьютерами одного сегмента. В случае ЛВС с выделенным файл-сервером - это файл-сервер и произвольная рабочая станция; в случае одноранговой ЛВС - это любые две рабочие станции, одна из которых выполняет функции файл-сервера. Упрощенно диалог между файл-сервером и рабочей станцией выглядит так: открыть файл - подтвердить открытие файла; передать данные файла - пересылка данных; закрыть файл - подтверждение закрытия файла. Управляет диалогом сетевая операционная система, клиентские части которой должны быть установлены на рабочих станциях.

Остановлюсь подробнее на принципах работы сетевого адаптера. Связь между компьютерами ЛВС физически осуществляется на основе одной из двух схем - обнаружения коллизий и передачи маркера. Метод обнаружения коллизий используется стандартами Ethernet, Fast Ethernet и Gigabit Ethernet, а передачи маркера - стандартом Token Ring. В сетях Ethernet адаптеры непрерывно находятся в состоянии прослушивания сети. Для передачи данных сервер или рабочая станция должны дождаться освобождения ЛВС и только после этого приступить к передаче. Однако не исключено, что передача может начаться несколькими узлами одного сегмента сети одновременно, что приведет к коллизии. В случае возникновения коллизии, узлы должны повторить свои сообщения. Повторная передача производится адаптером самостоятельно без вмешательства процессора компьютера. Время, затрачиваемое на преодоление коллизии, обычно не превышает одной микросекунды. Передача сообщений в сетях Ethernet производится пакетами со скоростью 10, 100 и 1000 Мбит/с. Естественно, реальная загрузка сети меньше, поскольку требуется время на подготовку пакетов. Все узлы сегмента сети принимают сообщение, передаваемое компьютером этого сегмента, но только тот узел, которому оно адресовано, посылает подтверждение о приеме. Основными поставщиками оборудования для сетей Ethernet являются фирмы 3Com, Bay Networks (недавно компания Nortel купила Bay Networks), CNet.

В локальное вычислительной сети с передачей маркера сообщения передаются последовательно от одного узла к другому вне зависимости от того, какую архитектуру имеет сеть - кольцевую или звездообразную. Каждый узел сети получает пакет от соседнего. Если данный узел не является адресатом, то он передает тот же самый пакет следующему узлу. Передаваемый пакет может содержать либо данные, направляемые от одного узла другому, либо маркер. Маркер - это короткое сообщение, являющееся признаком незанятости сети. В том случае, когда рабочей станции необходимо передать сообщение, ее сетевой адаптер дожидается поступления маркера, а затем формирует пакет, содержащий данные, и передает этот пакет в сеть. Пакет распространяется по ЛВС от одного сетевого адаптера к другому до тех пор, пока не дойдет до компьютера-адресата, который произведет в нем стандартные изменения. Эти изменения являются подтверждением того, что данные достигли адресата. После этого пакет продолжает движение дальше по ЛВС, пока не возвратится в тот узел, который его сформировал. Узел - источник убеждается в правильности передачи пакета и возвращает в сеть маркер. Важно отметить, что в ЛВС с передачей маркера функционирование сети организовано так, что коллизии возникнуть не могут. Пропускная способность сетей Token Ring равна 16 Мбит/с. Оборудование для сетей Token Ring производит IBM, 3Com и некоторые другие фирмы.

3. Компоненты сети.

Небольшая сеть обычно состоит из:

* ПК и периферийных устройств, таких как принтеры;

* сетевых адаптеров для ПК и сетевых кабелей;

* сетевого оборудования, такого как концентраторы и коммутаторы, которые соединяют между собой ПК и принтеры;

* сетевой операционной системы, например Windows.

Кроме того, может потребоваться и другое оборудование.

В ПК для того, чтобы его можно было использовать в сети, необходимо установить сетевые адаптеры. Некоторые ПК имеют заранее установленный сетевой адаптер. Сетевой адаптер должен быть по скорости совместим с концентратором, к которому ПК подключается. Так, сетевой адаптер Ethernet соответствует концентратору Ethernet, а сетевой адаптер Fast Ethernet - концентратору Fast Ethernet.

4. Отличие концентратора от коммутатора

Концентратор и коммутатор относятся к разным типам активного сетевого оборудования, которое используется для соединения устройств сети. Они различаются способом передачи в сеть поступающих данных (трафика).

Концентраторы

Термин "концентратор" иногда используется для обозначения любого сетевого устройства, которое служит для объединения ПК сети, но на самом деле концентратор - это многопортовый повторитель. Устройства подобного типа просто передают (повторяют) всю информацию, которую они получают - то есть все устройства, подключенные к портам концентратора, получают одну и ту же информацию.

Концентраторы используются для расширения сети. Однако чрезмерное увлечение концентраторами может привести к большому количеству ненужного трафика, который поступает на сетевые устройства. Ведь концентраторы передают трафик в сеть, не определяя реальный пункт назначения данных. ПК, которые получают пакеты данных, используют адреса назначения, имеющиеся в каждом пакете, для определения, предназначен ли пакет им или нет. В небольших сетях это не является проблемой, но даже в сетях среднего размера с интенсивным трафиком следует использовать коммутаторы, которые минимизируют количество необязательного трафика.

Коммутаторы

Коммутаторы контролируют сетевой трафик и управляют его движением, анализируя адреса назначения каждого пакета. Коммутатор знает, какие устройства соединены с его портами, и направляет пакеты только на необходимые порты. Это дает возможность одновременно работать с несколькими портами, расширяя тем самым полосу пропускания.

Таким образом, коммутация уменьшает количество лишнего трафика, что происходит в тех случаях, когда одна и та же информация передается всем портам,

Коммутаторы и концентраторы часто используются в одной и той же сети; концентраторы расширяют сеть, увеличивая число портов, а коммутаторы разбивают сеть на небольшие, менее перегруженные сегменты. Однако применение коммутатора оправдано лишь в крупных сетях, т. к, его стоимость на порядок выше стоимости концентратора.

Когда следует использовать концентратор или коммутатор

В небольшой сети (до 20 рабочих мест) концентратор или группа концентраторов вполне могут справиться с сетевым трафиком, В этом случае концентратор просто служит для соединения всех пользователей сети,

В сети большего размера (около 50 пользователей) может появиться необходимость использовать коммутаторы для разделения сети на сегменты, чтобы уменьшить количество необязательного трафика.

5. Правила формирования сети

Правила Ethernet и Fast Ethernet

При формировании сети из нескольких устройств необходимо соблюдать ряд правил, относящихся к:

* числу концентраторов, которые можно соединять друг с другом,

* длине используемого кабеля,

* типу используемого кабеля.

Эти правила аналогичны для Ethernet и Fast Ethernet. Если вы имеете дело с концентраторами, поддерживающими соединения двух типов - Ethernet и Fast Ethernet, то вы должны использовать Ethernet - или Fast Ethernet-правила в зависимости от типа подключаемого к концентратору оборудования. Если же вы соединяете два концентратора вместе, то должно иметь место Fast Ethernet-соединение.

Когда необходимо подключить к сети больше пользователей, можем просто использовать еще один концентратор, подключив его к существующему оборудованию сети. Концентраторы работают не так, как другое оборудование сети. Они просто передают поступающую к ним информацию на все остальные порты, существует ограничение на число концентраторов, которые можно соединять вместе, поскольку большое число концентраторов вызывает чувствительность сети к коллизиям.

В сетях Ethernet 10Ваsе-Т максимальное количество расположенных подряд концентраторов не должно превышать четырех.

Проблема может быть решена путем размещения между концентраторами одного коммутатора. Как известно, коммутаторы разделяют сеть на сегменты. В данном случае коммутатор следует расположить так, чтобы между ПК и коммутатором находилось не более двух концентраторов. Именно такая структура соответствует требованиям Ethernet и гарантирует корректную работу сети.

Правила для сети Ethernet на витой паре

Максимальное число концентраторов в одной ветви - четыре. Можно использовать кабель на витой паре категорий 3 или 5. Максимальная длина кабельного сегмента - 100 м.

Правила для сети Fast Ethernet на витой паре

Максимальное число концентраторов в одной ветви - два. Для стандарта 100Base-TX необходим кабель на витой паре категории 5, Максимальная длина сегмента кабеля -100 м. Общая длина кабеля на витой паре, проходящего через непосредственно соединенные концентраторы, не должна превышать 205 м.

Правила для концентраторов Ethernet/Fast Ethernet

Если вы используете концентратор с портами как Ethernet, так и Fast Ethernet, то вам необходимо убедиться в том, что сеть удовлетворяет требованиям как для Ethernet, так и для Fast Ethernet. Любое взаимодействие между устройствами Ethernet и Fast Ethernet, присоединенными к такому концентратору, осуществляется через внутренний коммутатор, так что специальных правил для устройств Ethernet/ Fast Ethernet не существует.

6. Категории витой пары

1. Подходит только для передачи голосовых сообщений на скорости до 4 Мбит/с.

2. Подходит для передачи голоса и данных на скорости до 4 Мбит/с.

3. Подходит для передачи голоса и данных на скорости до 16 Мбит/с.

Используется в сетях Ethernet, Token Ring.

4. Подходит для передачи данных на скорости до 20 Мбит/с.

5. Улучшенная 3-я категория. Подходит для передачи данных на скорости до 100 Мбит/с. Используется в сетях Fast Ethernet, Token Ring.

5+. Подходит для передачи данных на скорости до 155 Мбит/с. Используется в сетях ATM

7. Сетевые карты

При выборе сетевой карты, нужно обратить внимание на то, с какой шиной -- PCI или ISA -- она работает. Сейчас большинство сетевых карт предназначено для размещения в PCI-слоты. Поскольку шина PCI более быстродействующая, ее предпочтительно использовать в сетях Fast Ethernet.

Обычно на сетевой карте имеется несколько индикаторов, представляющих собой обычные светодиоды. Индикаторы показывают, в каком режиме работает сетевая карта и передает она в данный момент данные или нет. Чаще всего используется три-четыре индикатора. Информация, передаваемая индикаторами:

* исправность сетевого соединения;

* режим работы: полу или полнодуплексный;

* скорость передачи данных 10 или 100 Мбит/с;

* идет передача данных или нет.

Для отображения режима работы и скорости передачи могут использоваться не два индикатора, а один. Например, компания 3Com для демонстрации скорости передачи использует два индикатора, a SMC -- один, цвет которого меняется в зависимости от значения скорости -- 10 или 100 Мбит/с. Естественно, чем больше у сетевого адаптера индикаторов, тем больше информации о роботе сети у вас имеется.

Существует еще ряд характеристик, которые в ряде случаев следует учитывать при выборе сетевых карт. К ним относятся: наличие Boot ROM, то есть возможность загрузки с сетевой карты (а не, например, с винчестера); наличие режима Bus master, то есть возможность независимой работы с шиной; поддержка удаленного управления и администрирования (например, SNMP). Кроме того, многие производители сетевого оборудования и ПО, разработали программные средства, позволяющие увеличить производительность работы сетевых адаптеров:

Dynamic Access 3Com, Adaptive Technology Intel и т. д.

Характеристики некоторых сетевых карт 10/100 Мбит/с для шины PCI.

- СОМРЕХ Freedom Line 100/10ТХ FL100TX-PCI

Характеристики: PCI-Bus master-архитектура; Автоматическое определение скорости; Full Duplex 10Base-T/100Base-TX; FreedomROM TX -- универсальный BootROM для удаленной загрузки.

Поддерживает: Novell NetWare 3-Х & 4-Х, Personal NetWare; NetWare DOS Client; Microsoft LAN Manager, Windows 3.1 x. Windows NT, Windows 95; FTP PC/TCK IP, LANtastic.

- COMPEX ReadyLink 100/10TX RL100TX-PCI

Характеристики: PCI-Bus master-архитектура; Поддерживает стандарты 10Base-T и 100Base-TX; Автоматическое определение стандарта подключения l0Base-T и 100Base-TX; Full Duplex для 10Base-T/100Base-TX.

Поддерживает: Novell NetWare 3. x & 4. x. Personal NetWare/NetWare DOS Client; Microsoft LAN Manager, Windows 3.1x. Windows NT, Windows 95.

- 3Com Ether Link 10/100 PCI

Характеристики: PCI-Bus master-архитектура; Поддержка стандартов 10Ваsе-Т и 100BaseTX; Автоматическое определение скорости; Поддержка режима Full Duplex; Три индикатора: передача данных, работа в режиме 10 Мбит/с, работа в режиме 100 Мбит/с; Удаленная загрузка; Размер буфера -- 4 Кбайт; Пожизненная гарантия.

Поддерживает: Novell NetWare 3. x и 4. x. Windows 3. x, Windows NT, Windows 95, Windows 98, LINUX, Solaris и др.

- 3Com Ether Link 10/100 PCI Combo

Характеристики: PCI-Bus master-архитектура; Поддержка стандартов 10Base-T, 100BaseTX и 100Base-FX; Автоматическое определение скорости; Поддержка режима Full Duplex; Три индикатора: передача данных, работа в режиме 10 Мбит/с, работа в режиме 100 Мбит/ с; Удаленная загрузка; Размер буфера -- 4 Кбайт; Пожизненная гарантия.

Поддерживает: Novell NetWare 3. х и 4. x. Windows 3. x, Windows NT, Windows 95, Windows 98, Solaris и др.

- Intel PRO/100+

Характеристики: PCI-Bus master-архитектура; Поддержка стандартов 10Base-Т и 100BaseTX; Автоматическое определение скорости; Поддержка режима Full Duplex; Удаленная загрузка; Размер буфера -- 6 Кбайт; Пожизненная гарантия.

Поддерживает: Novell NetWare 3. х и 4. х. Windows 3. х, Windows NT, Windows 95/98/2000 Beta, Solaris и др.

- Intel PRО/100+РС1

Характеристики: PCI-Bus master-архитектура; Поддержка стандартов 10Ваsе-Т и 100BaseTX; Автоматическое определение скорости; Поддержка режима Full Duplex; Удаленная загрузка; Размер буфера -- 6 Кбайт; Пожизненная гарантия.

Поддерживает: Novell NetWare 3.х и 4.х. Windows 3. х, Windows NT, Windows 95/98, Solaris и др.

8. Решение проблем, связанных с сетевым оборудованием

Пять основных проблем, связанных с сетевым оборудованием:

1. Адаптеры некорректно сконфигурированы. Чаще всего проблем не возникает при инсталляции сети -- до тех пор, пока не будут подключены кабели, а иногда и до попытки получить доступ к сетевым ресурсам. Обычно источником проблемы является конфликт IRQ (два устройства используют одно прерывание). Такие ситуации не всегда легко обнаружить, поэтому проверьте внимательно установки прерываний для всех устройств компьютера (звуковые платы, параллельные и последовательные порты, приводы CD-ROM, другие сетевые адаптеры и т. п.). Иногда может помочь в определении доступного прерывания программа конфигурирования и/или диагностики адаптера. В некоторых случаях проблемы возникают при использовании для сетевого адаптера прерывания IRQ 15, даже если оно не используется. Некоторые сетевые карты, напротив, хотят занимать только IRQ 10, и никакое иное. Поэтому с этого прерывания нужно все остальные устройства вручную убрать.

2. Проблемы с кабелями возникают также достаточно часто, особенно в тех случаях, когда вы устанавливаете разъемы самостоятельно. Обычно для обнаружения некачественных кабелей меняют подозрительный кабель на заведомо хороший и смотрят результат. Если после замены кабеля индикаторы загорелись, меняйте кабель или проверяйте правильность установки разъемов.

3. Адаптер не отвечает на запросы. Если после включения компьютера программа диагностики не может обнаружить адаптер или детектирует сбой при внутреннем тесте, попробуйте заменить адаптер или обратитесь к его производителям.

4. Если проверка адаптеров и кабелей показала их работоспособность, причиной возникновения проблем могут быть некорректные параметры драйвера сетевого адаптера. Проверьте корректность параметров и сам драйвер (он должен быть предназначен для используемого вами адаптера). Дополнительную информацию можно найти в описании адаптера.

5. Концентраторы редко являются источником проблем. Одна из распространенных ошибок- отсутствие питания (вы просто забыли включить хаб). Если индикатор питания: на панели концентратора светится, это говорит о том, что хаб, по крайней мере, включен. Иногда неисправный сетевой адаптер может нарушить работу порта в концентраторе. Для проверки кабелей используйте рабочий кабель для замены сомнительного. Для проверки адаптера пользуйтесь диагностическими программами из его комплекта. В конце концов, хаб может элементарно «зависнуть», и чтобы вывести его из этого состояния, нужно воспользоваться старым добрым способом -- выключить устройство и включить его снова.

Средства обеспечения надежности.

Большой вред работе сети может нанести отключение электропитании или значительное падение напряжения в сети. Ведь если сбой электропитания произойдет во время записи данных на диск, файл может оказаться испорченным. Для защиты данных в случае возникновения таких ситуаций в ЛВС применяются источники бесперебойного питания. ИБП - это устройство, основным элементом которого является аккумуляторная батарея. При отключении питания или при резком падении напряжения необходимый уровень напряжения поддерживается ИБП. Батареи ИБП непрерывно подзаряжаются от внешней электросети. Даже в случае отключения питания в сети ИБП способен сохранять работоспособность компьютера в течение длительного периода времени. Этот период зависит от мощности, потребляемой компьютером, и от мощности ИБП, которая измеряется в вольт-амперах. Так, ИБП мощностью 600 ВА может автономно поддерживать работу 300 Вт компьютера примерно в течение двадцати минут.

Имеет смысл в сетях с выделенным файл-сервером снабжать ИБП по крайней мере файл-сервер. ИБП обычно поставляется вместе со специальными платами-адаптерами, которые устанавливаются в свободный слот сервера. Сетевая ОС взаимодействует с адаптером ИБП и в случае сбоя в системе электропитания оповещает об этом рабочие станции, закрывает все открытые файлы и выдает сообщение о необходимости отключения сервера.

9. Локальные вычислительные сети в офисе

Первый шаг, который необходимо сделать, - это выбрать способ организации ЛВС, то есть сделать выбор между одноранговой сетью (например, на базе сети Microsoft Windows 2000, Windows 95/98/Me, Novell Personal NetWare или другой) и сетью с выделенным сервером. Очень часто останавливаются именно на первом способе. Действительно, на начальном этапе можно воспользоваться одноранговой сетью как наиболее дешевым способом организации совместного доступа к каким-либо документам и общим принтерам. В самом деле, ведь ПО одноранговых сетей входит в комплект Microsoft Windows 2000 и Microsoft Windows 95/98/Me, и все, что необходимо, - это купить сетевые карты и проложить кабели (в случае организации работы по коаксиальному кабелю).

Но наряду с экономической выгодой при переходе к одноранговой сети нам придется учитывать следующее:

* упрощается система разграничения доступа пользователей к тому или иному документу. Защита информации заключается только в установлении пароля на каталог, который становится доступным по сети;

* усложняется механизм взаимодействия пользователя и компьютера. Пользователь - существо консервативное, и любое изменение в работе воспринимается им очень болезненно. Несоблюдение пользователем определенных правил регистрации приводит к затруднениям, которые зачастую воспринимаются как ошибки или сбои в работе сети и служат основанием для прекращения пользователем работы вообще или сводятся к попыткам самому исправить положение;

* при использовании принтера в качестве сетевого вся процедура обслуживания запросов на печать возлагается на тот компьютер, к которому данный принтер подключен, что при больших объемах печати приводит к существенному замедлению работы.

Если же мы хотим построить сеть для совсем маленького офиса, где всего три-четыре компьютера, и все, что нужно, - это иметь файлы для групповой обработки и общий принтер, то можно обойтись и без сервера

В первую очередь необходимо определить требуемую пропускную способность и, соответственно, тип оборудования.

Большая пропускная способность требуется только в особых случаях, например, при групповой обработке скоростных сигналов или обработке информации в реальном масштабе времени (в частности, видеоинформации). И, конечно, для построения сверхмалой сети обычно достаточно только сетевого концентратора (Hub). Удаленное сетевое управление (наличие SBMP-агента) также абсолютно излишне. Зато очень важна простота установки и инсталляции. В качестве дополнительных требований выступают возможности расширения, низкая стоимость и малые габариты.

Перейдя к сети с выделенным сервером, мы выигрываем:

* Мы получаете надежное хранилище информации с развитыми системами восстановления после сбоев и защитой от них. При правильной организации службы резервного копирования потеря информации практически исключается и определяется только периодичностью резервного копирования.

* Сохранность информации перестает быть заботой пользователя, поскольку этим будет ведать специальная процедура на сервере, настраиваемая администратором (конечно, только при наличии определенных технических средств резервного копирования).

* Решаются вопросы защиты информации от несанкционированного доступа.

* Появляется возможность расширения функций ЛВС при развертывании систем "клиент-сервер" И увеличении количества пользователей, что никак не повлияет на остальных пользователей и не приведет к существенному изменению бизнес-процессов.

* Значительно экономится дисковое пространство на клиентских машинах. Отпадает необходимость установки на каждом компьютере некоторых весьма объемных приложений таких, как Microsoft Office (экономия 60 Мбайт) и многих других, в том числе и Microsoft Windows при реализации их сетевой установки, а также увеличивается срок службы менее мощных компьютеров за счет выполнения части функций сервером.

* При подключении принтера в качестве сетевого к серверу, обслуживание запросов на печать возлагается на последний и не влияет на работу клиентских компьютеров.

* Обеспечивается удаленный доступ к сети пользователей при подключении модема без использования клиентских машин в офисе.

Но у сети с выделенным сервером есть и недостатки.

Хранение практически всей информации на сервере потребует проведения следующих мероприятий:

* расположить сервер в помещении, исключающем доступ посторонних лиц, кроме администратора сети или руководителя предприятия;

* оборудовать сервер достаточно мощным источником бесперебойного питания и программными средствами, позволяющими корректно завершить работу сервера (закрытие всех баз данных и томов), чтобы предотвратить потерю информации при исчезновении напряжения в сети или ее параметров;

* оборудовать сервер средствами резервного копирования и специализированными программными средствами для сохранения информации.

10. Локальные вычислительные сети в доме

Вообще говоря, принципиальных отличий между корпоративной ЛВС среднего масштаба и «домашней сетью» почти нет. Однако все же прокладка компьютерной сети в жилом доме имеет ряд особенностей.

Прежде всего - это необходимость минимизации стоимости сети, складывающейся из затрат на оборудование, материалы (провода, розетки и т.д.) и на работы по прокладке. В отличие от корпоративных сетей, реальные расходы по созданию сети ложатся, как правило, на плечи частных пользователей и могут оказаться весьма чувствительными для них.

Кроме того, неожиданно важным оказывается вопрос о надежной защите сети и - особенно! - активного оборудования от…вандализма. Действительно, концентраторы и коммутаторы ЛВС вряд ли стерпят обращение, с которым, похоже, уже смирились беззащитные лифты. Стандартного решения этой проблемы не существует, и поэтому следует задуматься о ней при создании домовой ЛВС.

Несмотря на возрастающую популярность решений на базе ATM, основой построения домовых сетей, по всей вероятности, в ближайшее время все-таки будет традиционный Ethernet. Объясняется это и более низкой стоимостью аппаратуры, и переходом на быстрый (100 Мбит/с) Fast Ethernet.

Что касается архитектуры сети, то особых хитростей ждать не приходится. Большинство домовых сетей можно, вероятно, отнести к одной из двух категорий, в зависимости от типа дома, для которого она создается, - одно-двух подъездной «башни» или длинного многоподъездного «паруса». В последнем случае возможно создание опорного высокоскоростного сегмента сети (как раз здесь в первую очередь наиболее ярко видны преимущества использования ATM).

Первое очевидное преимущество локальной сети в доме - возможность играть а сетевые игры. Второе преимущество - возможность печатать на одном, общем принтере. Третье - быстро обмениваться файлами. Даже этих трех плюсов вполне достаточно, чтобы оправдать затраченные ресурсы. Вдобавок существует возможность выходить в Internet по единственному на всех модему, а также организовать внутреннюю почту. Кроме того, можно объединить усилия по содержанию выделенного канала для подключения к Internet.

11. В сеть через USB

Новые сетевые решений появляются чуть ли не каждый день. И с каждым днем коммуникационные средства становятся все доступнее по цене и проще в настройке. Так, сравнительно недавно рынку была предложена технология USB-to-Ethernet Link.

Принцип работы реализующих эту технологию сетевых USB- адаптеров чрезвычайно прост: устройство имеет входы для подключения витой пары и USB- шнура, а электронная начинка заставляет их «понимать» друг друга. Конечно, сетевую плату оно не заменит: скорость USB-порта (12 Мбит/с) не позволит по максимуму использовать возможности 100-Мбит/с сети, но большинство пользователей удовлетворит и 10-Мбит/с связь. Главное же удобство данной технологии состоит в том, что, подсоединяясь к сети, не нужно ничего настраивать: не придется искать свободный IP- номер и узнавать DNS -- устройство само все определит и подключится автоматически.

12. Электросеть в качестве соединительных проводов

Концерн HomePlug Powerline Alliance, куда входят более 90 компаний, в том числе Cisco Systems, Intel, RadioShack, Motorola и HewlettPackard, объявил о завершении разработки нового стандарта. Он предусматривает использование для этих целей обыкновенной силовой электропроводки и основан на технологии, разработанной компанией Intellon. На выставке PC Expo, проходившей в Нью-Йорке, компания Phonex Broadband ! уже представила новые адаптеры, в которых она реализована. Согласно спецификации, скорость передачи данных в сетях HomePlug будет достигать 14 Мбит/с. Впрочем, учитывая качество отечественной электросети (нестабильность напряжения, наличие импульсных помех и преобладание алюминиевой проводки), возможность успешного использования нового оборудования в России еще нуждается в серьезной проверке.

13. Телефонная проводка а качестве соединительных проводов

Высокоскоростное оборудование, использующее в качестве среды передачи данных телефонные линии, появилось сравнительно недавно. В июне 1998 года крупнейшие производители сетевого оборудования, такие как 3Com, AMD, AT&T, Lucent Technologies, Intel и др.. создали некоммерческую ассоциацию производителей оборудования для домашних телефонных сетей, получившую название HomePNA (Home Phoneline Networking Alliance). Целью альянса является координация усилий по разработке единого стандарта для домашних телефонных сетей, а также создание сетевых решений на его основе. В его задачи также входят тестирование и сертификация производимой аппаратуры с целью обеспечения совместимости продукции различных производителей.

Первая спецификация стандарта была утверждена в конце 1998 года и получила название HomePNA 1.0. Она обеспечивала пропускную способность 1 Мби1/с. В июне 2000 года появилась вторая версия стандарта HomePNA 2.0, совместимая с предыдущей версией «сверху вниз» и обеспечивающая пропускную способность до 32 Мбит/сек. В следующей версии ожидается наращивание скорости до 100Мбит/с -- на ближайшие несколько лет такого резерва должно хватить.

Носитель соединения	Телефонные провода HomePNA 2.0	Радио Wireless	Электросеть Power wire	Специальные Провода Ethernet
Использование уже существующей инфраструктуры	Да	Да	Да	Нет
Наличие стандарта	Совместим с IEEE 802.3	Слишком много различных стандартов (Blue tooth, HomeRF, IEEE 802.11b)	Intellon	Де-факто
Механизм QoS	Есть	Зависит от стандарта	Неизвестно	Некоторые концентраторы требуют замены на коммутаторы
Надежность	Высокая	Средняя	Неизвестно	Высокая
Пропускная способность	Более 10 Мбит/с, в будущем до 100 Мбит/с	От 1 до 11 Мбит/с, в будущем до 50 Мбит/с	Неизвестно (зависит от среды передачи данных)	10,100,1000Мбит/с
Защищенность среды передачи данных	Высокая	Низкая	Низкая	Высокая
Стоимость	Низкая (первичная установка менее 100$ за место, подключение менее 50$ за место)	Средняя (зависит от стандарта)	Низкая (сравнима с HomePNA 2.0)	Средняя (низкая стоимость оборудования компенсируется высокой стоимостью новых подключений)

Выпускаемое на сегодняшний день оборудование, удовлетворяющее стандарту HomePNA 2.0, имеет реальную пропускную способность 10 Мбит/с. Это на два порядка выше, чем у модема, поддерживающего стандарт V.90, и в 1,5 раза превышает пропускную способность аппаратуры семейства xDSL. Однако помимо выигрыша в скорости стандарт HomePNA имеет и другие преимущества, а именно:

* одновременное использование телефонной линии несколькими устройствами;

* отсутствие четко выраженной топологии кабельных соединений (обычные модемы обеспечивают соединение «точка-точка», а семейство xDSL-Для обеспечения топологии «звезда» требует дорогостоящих DSL-концентраторов);

* отсутствие существенных ограничении на тип используемых кабелей и их характеристики (к сожалению, большинство зарубежных телефонных сетей превосходят по характеристикам российские - поэтому о реальной пропускной способности в наших условиях можно только догадываться);

* соответствие стандарту IEEE 802.3 означает широкую совместимость с огромным количеством оборудования для сетей Ethernet. С эти точки зрения HomePNA представляет собой Ethernet по телефонным проводам;

* поддержка механизма QoS (более эффективное использование телефонной сети в случае одновременной передачи различных данных, таких, например, как цифровое видео, цифровой звук и IP телефония);

* низкая цена - менее 100$ за устройство (нижний порог цен на модемы xDSL составляет порядка 20$). Для большей наглядности результаты сравнений существующих технологий, используемых для организации домашних сетей, сведены в таблицу.

Использование телефонной линии одновременно с другими устройствами было достигнуто за счет задействования более высокого диапазона частот. Аналоговые модемы стандарта V.90 используют весь спектр слышимых человеческим ухом частот, вплоть до 25 кГц. Оборудование xDSL использует частоты от 35 кГц до 1,1 МГц. Для HomePNA применяются частоты в диапазоне 4-10 МГц. С одной стороны, это позволяет избежать взаимных помех с семейством xDSL. С другой стороны, использование частот свыше 10 МГц увеличивает уровень взаимных помех и уровень искажений передаваемого сигнала. Кроме того, в этом диапазоне волн сегодня работают лишь одиночные любительские радиостанции, что существенно упрощает фильтрацию внешних помех.

Сетевые адаптеры

Название	Спецификация HomePNA	Порты	Максимальная длина сегмента	Тип шины	Драйверы
3Com HomeConnect 3C410	2.0	2RJ-11	-	PCI	Windows 95, 98
Compex HP 10	2.0	2RJ-11	300м	PCI	Семейство Microsoft Windows
D-Link DNH-120	2.0	2RJ-11	-	USB	Windows 95, 98
Intel AnyPoint	2.0	2RJ-11	-	PCI/USB	Microsoft Windows 95, 98, 98SE или Me
LinkSys HPN 200	2.0	2RJ-11	-	PCI/USB	Семейство Microsoft Windows
LinkSys HPN 100 SK	1.0	2RJ-11, 1RJ-45	RJ-11-150м, RJ-45-100м	PCI	Семейство Microsoft Windows
NetGear PA 301	2.0	2RJ-11	-	PCI	Windows 95, 98\\

Мосты

Название	Спецификации	Порты	Максимальная длина сегмента
Compex TH 102	HomePNA 2.0 IEEE 802.3	2RJ-11 1 10Base-T	Phoneline - 300м, Ethernet- 100м
LinkSys HPES03	HomePNA 1.0 IEEE 802.3	2RJ-11 2 10Base-T + 1 Uplink	Ethernet- 100м

В отличие от Ethernet, где на характеристики кабеля наложены достаточно жесткие ограничения (малый разброс сопротивлений, заданный отклик канала, низкие переходные помехи), аналогичные параметры телефонной сети существенно хуже. Для увеличения надежности передачи данных приходится либо снижать скорость передачи данных, либо уменьшать максимально возможное расстояние. В случае HomePNA был выбран первый путь. Каждая пара «передатчик-приемник» подстраивает свои параметры для достижения максимально возможной скорости без ущерба для надежности.

Нередки случаи, когда одну и ту же кабельную инфраструктуру могут одновременно использовать несколько домашних телефонных сетей. Поэтому для достижения определенного уровня секретности каждое устройство использует алгоритмы кодирования на уровне соединения.

Как и Ethernet, HomePNA для доступа к среде использует протокол CSMA/CD. Из-за различного происхождения данных была реализована восьмиуровневая схема приоритетов и новый алгоритм распознавания коллизий, называющийся DFPO (distributed fair priority qeuaing). Все это позволило уменьшить вероятность возникновения коллизии и обеспечив требуемую полосу пропускания для приложении, критичных к задержкам, таких как потоковое видео и звук.

Помимо разброса в характеристиках кабеля, в телефонной сети всегда присутствуют импульсные шумы, порождаемые сигналами вызова абонента, поднятиями трубки и электрическими наводками, К счастью, свойства их таковы, что при их возникновении теряются лишь одиночные пакеты. Поэтому применение алгоритма, способного восстановить исходное число пакетов, позволяет быстро произвести повторную передачу пакета с минимальными задержками. Такой механизм передачи называется LARQ (limited automatic repeat request). Стандарт также предусматривает реализацию механизма целостности соединения. Он предназначен для удобства конечного пользователи и позволяет быстро определить наличие или отсутствие соединения.

Уже сейчас появилось достаточно большое количество устройств от различных производителей, поддерживающих HomePNA 2.O. Все они могут быть условно разнесены по трем категориям: сетевые адаптеры, мосты Phoneline - Ethernet и альтернативные устройства (например, принт-серверы). Все рассмотренные устройства имеют сдвоенный разъем RJ-11 для параллельного подключения стандартных телефонных устройств. К сожалению, большинство производителей не приводят данные, касающиеся максимальной длины сегмента. И последнее... Прежде чем принимать решение о покупке того или иного оборудования, имеет смысл узнать, установлены ли на вашем телефонном узле различные фильтры. Так, на очень многих АТС установлены полосовые фильтры, препятствующие нормальной работе устройств xDSL и HomePNA. Однако, как показывает практика, чаще всего сети на основе HomePNA строятся в рамках одной квартиры, реже - нескольких квартир или подъезда.

Технология - HPNA 2.0 - уже прошла и не типичную проверку, причем более чем успешно. Инженеры компании D-Link и ее партнера - фирмы «Связь-Комплект» - подошли к этой процедуре неформально, они стали проверять, на что способно оборудование D-Link стандарта HPNA 2,0 в нестандартных условиях. Результаты оказались очень интересными.

Стандарт HPNA был разработан одноименным альянсом (Hone Phoneline Networking Alliance), образованным в 1996г. Согласно спецификации, технология HPNA 2.0 позволяет достичь скорости 10 Мбит/с на расстояниях до 350 м при передаче сигналов по телефонной проводке. Однако связь возможна и на больших расстояниях -- при этом, как и при ухудшении качества передающей среды, просто снижается скорость. В каждом случае она определяется многими факторами: типом кабеля, его качеством, уровнем помех и т.д. Попробовав использовать вместо телефонной «лапши» витую пару и коаксиальный кабель, «испытателям» удалось увеличить дальность до 1500 м при скорости 3,6 Мбит/с в первом случае и до 2850 м при скорости 1,6 Мбит/с во втором. Не ограничиваясь простой констатацией фактов, инженеры решили использовать полученные результаты на практике, в итоге появилось оригинальное решение для «удлинения» сетей Ethernet. Установив в компьютеры на разных «берегах» два адаптера HPNA 2.0 или подключив в объединяемые сегменты ЛВС два моста HPNA-Ethernet, можно использовать для связи практически любую имеющуюся проводку. Обойдется такое решение в несколько раз дешевле, чем, например, прокладка оптоволоконной линии. Конечно, скорость будет не так велика - порядка нескольких мегабит в секунду, но зачастую этого бывает вполне достаточно.

На основе технологии HPNA 2.0 можно строить сети с топологией «общая шина», причем в качестве самой «шины» и «патчей» использовать все тот же телефонный провод.

Заключение

Локальная вычислительная сеть (ЛВС, локальная сеть; англ. Local Area Network, LAN) - компьютерная сеть, покрывающая обычно относительно небольшую территорию или небольшую группу зданий (дом, офис, фирму, институт). Также существуют локальные сети, узлы которых разнесены географически на расстояния более 12 500 км (космические станции и орбитальные центры). Несмотря на такие расстояния, подобные сети всё равно относят к локальным.

ЛВС - это транспортная инфраструктура передачи данных в территориально ограниченном пространстве. ЛВС является ключевым элементом инфраструктуры предприятия и от того, насколько предсказуемо ведет себя ЛВС, во многом зависит стабильность работы информационных систем, а следовательно, и стабильность бизнеса. С ростом числа пользователей управление и поддержка Вычислительной Сети становится все более ответственными и сложным процессом.

Создание ЛВС обеспечивает:

возможность совместного использования ресурсов сети (файлов, принтеров, модемов и т.д.), оперативный доступ к любой информации сети, надежные средства резервирования и хранения информации, защиту информации от несанкционированного доступа, возможность использования современных технологий, в частности, системы электронного документооборота, сетевых баз данных, приема/передачи факсов, доступа в Интернет

ЛВС является обязательным компонентом информационной инфраструктуры любого крупного предприятия (банка, проектного института и т.п.). Для таких компаний надежность и защищенность бизнеса неразделима с функционированием их вычислительной инфраструктуры

Список используемой литературы

1. С.И. Казаков «Основы сетевых технологий»

2 Токанов « Теория экономического анализа» глава «Информационные системы на предприятии»

...