Какая сеть соединяет компьютеры расстояние между которыми не превышает нескольких сотен метров
Компьютерная сеть – соединенные между собой компьютеры. Позволяет обмениваться данными и совместно использовать общие ресурсы – документы, данные, программы технические устройства (принтеры, вычислительные мощности процессоров и т.п.).
Локальная сеть соединяет компьютеры в одном помещении, здании или нескольких соседних зданиях. Охватывает не более нескольких десятков компьютеров, расположенных на расстоянии от нескольких метров до 2 километров.
Корпоративная сеть соединяет компьютеры и локальные сети организации (компании, министерства и т.п.), которые могут находиться в разных регионах и странах. Региональная сеть соединяет компьютеры и локальные сети на территории города, региона. Глобальная сеть соединяет компьютеры и локальные сети на большой территории (разные страны и материки). Региональные и глобальные сети называют территориальными.
В мире несколько сотен глобальных сетей. Наиболее мощная – всемирная сеть Интернет (Internet), основанная на оказавшейся очень эффективной технологии (протоколах). Локальную или корпоративную сеть, работающую по той же технологии (что, в частности, обеспечивает удобное включение в Интернет) называют Интранет (Intranet, Интрасеть).
Лицо или орган управляющие работой сети (если они есть в данной сети) называют системным администратором.
Локальные сети могут быть одноранговыми – все узлы (компьютеры) равноправны или (в большинстве случаев) с выделенным сервером. Функции сервера * (центрального компьютера) может выполнять специальный мощный или обычный персональный компьютер (ПК). При этом остальные компьютеры (чаще всего обычные ПК) называют рабочими станциями или клиентами.
Топология (конфигурация) локальной сети – схема соединения компьютеров. Все варианты топологии основаны на трех базовых:
кольцо – компьютеры соединяются «по кругу»;
звезда (радиальная) – каждый компьютер соединен с центральным узлом;
шинная – все компьютеры подключены к линейной шине (магистрали, линии
передачи).
Для соединения компьютеров в локальной сети могут использоваться:
1. Витая пара (скрученная пара медных проводов) ** – скорость передачи до 100 Мбит/с, расстояние до 1 км, обычно в пределах 100 м;
2. Коаксиальный кабель (внутренняя медная жила, слой изоляции, внешний экран, оболочка, пример – телевизионная антенна) – скорость передачи до 500 Мбит/с, расстояние до 10 км;
3. Волоконно-оптический (стекло-волоконный, оптоволоконный) кабель ( передача света по центральному стекловоду – волокну из кварцевого стекла толщиной в человеческий волос, окруженному стеклянной оболочкой) – скорость передачи до 100 Гбит/с, расстояние (без ретрансляции) более 50 км.
Используется также беспроводная связь электромагнитными волнами различного диапазона, включая спутниковую связь и инфракрасное излучение. В частности, беспроводная локальная сеть стандарта Wi-Fi (Wireless Fidelity – беспроводная точность) обеспечивает скорость передачи до 11 Мбит/сек.
Для подключения компьютера к сети может использоваться:
· модем (модулятор–демодулятор), подключающая его к телефонной линии. Здесь цифровые данные компьютеры преобразуются в непрерывные электрические импульсы (модулируются), передаются по телефонным каналам, а после приема снова преобразуются в цифровой двоичный код (демодулируются).
Для связи на дальнее расстояние (расширение сети) и соединения локальных сетей используется коммуникационное оборудование (отдельный компьютер с дополнительной аппаратурой или рабочая станция (сервер) с несколькими сетевыми платами):
· повторитель (репитер * ) усиливает сигнал для передачи его далее по сети;
· концентратор (хаб ** ) объединяет несколько рабочих станций, подключая их как единый сегмент к сети;
· мост соединяет сегменты одной сети или сети с одинаковой технологией передачи данных;
· шлюз соединяет сети с разными технологиями передачи данных;
Такое оборудование подразделяют на мультиплексоры (один выход, несколько входов), демультиплексоры (несколько выходов, один вход) и коммутаторы (несколько входов и выходов).
Для защиты информации используются сетевые экраны (межсетевой экран, щит, брандмауэр, файрвол, FireWall) – программы, специальные технические устройства или специально выделенный компьютер, которые «отгораживают» защищаемый компьютер или локальную сеть от внешней сети, пропуская в обе стороны только разрешенные данные и команды, а при затруднениях обращающиеся за разрешением к администратору сети.
Взаимодействие компьютеров в сети обеспечивается за счет соблюдения сетевых протоколов – правил представления и передачи данных, которые реализуются аппаратно или программно. Передача данных состоит из ряда этапов (уровней), на каждом из которых используется свой протокол.
Эталонной является модель обмена информацией в открытой системе OSI (Open System Interchange) или модель взаимодействия открытых систем, предложенная в 1984 г. и включающая 7 уровней протоколов:
1. Физический – непосредственная передача сигналов по линиям связи;
2. Канальный (уровень соединения) – формирование сигналов для передачи, обнаружение и исправление ошибок, возникающих при физической передаче (этот уровень может реализоваться модемом или сетевой картой);
3. Сетевой – определение маршрутов (маршрутизация) передачи пакетов, на которые разбиваются передаваемые данные (разные пакеты из одного сообщения могут направляться по разным путям);
4. Транспортный – формирование адреса отправителя и получателя, разборка данных на пакеты и сборка на компьютере–получателе с контролем доставки пакетов и устранением возникших при этом ошибок;
5. Сеансовый – открытие и закрытии сеанса связи с определением ее характера (односторонняя или двухсторонняя, последовательная или параллельная передача в обе стороны);
6. Представительный – определение кодов и форматов передачи данных с соответствующим их преобразованием;
7. Прикладной – определение данных для передачи, формируемых прикладной программой (например, отправления по электронной почте).
Понятие, назначение и отличительные особенности ЛВС.К локальным компьютерным сетям относятся сети, узлы которых располагаются на небольшом расстоянии друг от друга, обычно не дальше нескольких сотен метров. Примерами таких сетей могут служить сети отдельных предприятий и организаций, а также их структурных подразделений.
Основным назначением ЛВС является предоставление информационных, вычислительных и технических ресурсов подключенным к сети пользователям.
ЛВС имеют характерные отличительные черты, позволяющие их выделить в отдельный класс компьютерных сетей. К характерным особенностям ЛВС относятся:
1. Компактное территориальное расположение узлов сети. Расстояние между узлами сети обычно не превышает нескольких сот метров.
2. В качестве среды передачи данных используется кабельная система. Беспроводные средства связи используются крайне редко.
3. В качестве узлов сети чаще всего используются персональные компьютеры. Мэйнфреймы используются в ЛВС специального назначения.
4. Методы доступа, топологии, компоненты ЛВС разнообразны, имеют высокую степень совместимости и гибкости применения, что позволяет разрабатывать сети любой сложности и архитектуры.
Классификация ЛВС. Характеристика отдельных видов ЛВС.Различные виды ЛВС выделяются по следующим признакам:
1. Метод доступа к среде передачи данных. В зависимости от используемого метода доступа существуют сети ARCnet, Ethernet, TokenRing, FDDI.
2. Топология построения ЛВС. По этому признаку различают сети с шинной, звездообразной, кольцевой, ячеистой и смешанной топологиями построения.
3. Наличие или отсутствие сервера в сети. В зависимости от того, имеет ли ЛВС в своем составе выделенный сервер или все узлы сети равноправны.
4. В зависимости от используемой кабельной системы выделяют сети, построенные на основе коаксиального кабеля, витой пары, волоконно-оптического кабеля. Существуют также ЛВС, отдельные части которых используют разные типы кабелей.
При построении архитектуры ЛВС следует учитывать существующие зависимости между используемыми методами доступа, топологиями сети и кабельной системой. Возможные сочетания этих элементов архитектуры определены соответствующими стандартами и спецификациями.
Отметим, что основными методами доступа при построении современных ЛВС являются высокоскоростные реализации (технологии) метода доступа Ethernet, которые называются, соответственно, FastEthernet (скорость передачи – 100 Мбит/с) и GigabitEthernet (скорость передачи 1Гбит/с).
Методы доступа ARCnet (скорость передачи – 2,5 Мбит/с) и TokenRing (скорость передачи – 4 Мбит/сили 16 Мбит/с) не используются из-за низкой производительности. Метод доступа FDDI имеет ограниченное применение по причине высокой стоимости сети. Таким образом методы доступа FastEthernet и GigabitEthernet являются основным методами при построении ЛВС. Несмотря на то, что эти методы являются прямыми преемниками метода Ethernet, у них отсутствуют недостатки присущие прежнему методу. Преодоление этих недостатков стало возможным благодаря реализации шиной топологии построения сети Ethernet в виде физической «звезды», а также использование витой пары и волоконно-оптического кабеля в качестве среды передачи. При такой архитектуре каждый луч звезды функционирует как отдельная логическая шина, но без концевых терминаторов. Один конец шины заканчивается на концентраторе, другой – на узле сети.
Под концентратором понимается коммутационное устройство, объединяющее отдельные части сети. Для объединения более крупных частей (сегментов) сети шина выполняет роль высокоскоростной магистрали, соединяющей между собой концентраторы сети.
В одноранговых ЛВС все компьютеры сети имеют равные права. Ресурсы сети распределены между разными компьютерами одноранговой сети. Любой из компьютеров может разделять ресурсы с любыми другими компьютерами ЛВС. При этом компьютер сам управляет использованием ресурса, которым владеет. Это означает возможность предоставления доступа к ресурсу в свободном режиме, по паролю авторизованным компьютерам, или запрещение доступа к ресурсу. Распределение ресурсов требует наличия информации у каждого компьютера о местонахождении ресурсов сети и способов доступа к ним. Таким образом в одноранговой сети отсутствуют централизованное администрирование сетью и общее управление безопасностью ресурсов. Компьютеры ЛВС во время предоставления ресурса сталкиваются с падением собственной производительности, в результате образования дополнительных затрат процессорного времени, памяти, загрузки внешних устройств, связанных с обслуживанием запросов сети. В одноранговых ЛВС затруднена процедура резервного копирования данных, при которой необходимо копировать данные с разных компьютеров, повреждение кабеля приводит к остановке работы сети. Перечисленные недостатки одноранговых ЛВС усиливаются при увеличении числа узлов сети. Положительными сторонами являются простота и оперативность их установки, низкая стоимость оборудования и программного обеспечения. Для установки сети требуются только сетевые адаптеры, кабель и операционная система.
Сети с выделенным сервером, реализующие архитектуру «клиент-сервер», включают в свой состав функционально ориентированные компьютеры. С точки зрения оборудования, серверы оснащаются мощными многопроцессорными системами, увеличенным объемом оперативной памяти, высокоскоростными каналами обмена с внешними устройствами, RAID-системами хранения информации на жестких дисках с минимальным временем обращения к данным и т.д. Помимо специальных программных средств, обеспечивающих различные способы защиты данных и серверов от несанкционированного доступа, сервера размещают в специальных помещениях с контролируемым доступом.
К недостаткам сетей с выделенным сервером относятся более высокая их стоимость, сложность построения сети, необходимость постоянного мониторинга за состоянием сети и происходящих процессах, наличие персонала высокой квалификации.
Кабельное оборудование ЛВС.При выборе лучшей передающей среды для ЛВС следует учитывать следующие факторы: скорость передачи данных, возможность применения в конкретных сетевых архитектурах, расстояние между соседними сетевыми устройствами, устойчивость к помехам от внешних источников, стоимость кабеля, простота установки и модернизации.
В ЛВС применяются три типа кабеля: кабели на основе скрученных пар медных проводов (витая пара), коаксиальные кабели, волоконно-оптические кабели.
Витая пара существует в экранированном варианте, когда пара медных проводов заключается в изоляционный экран, и неэкранированном без изоляционной обертки. Скручивание проводов, а также наличие изоляционного экрана снижают влияние внешних помех на полезные сигналы, передаваемые по кабелю. Все кабели типа витой пары имеют 4 пары скрученных проводов и делятся на 5 категорий, каждая из которых характеризуется определенной совокупностью электромагнитных характеристик (5 категория позволяет передавать данные со скорость до 1 Гбит/с).
Коаксиальный кабель состоит из внутренней медной жилы и оплетки, отделенной от жилы слоем изоляции. Существует два типа коаксиального кабеля, толстый коаксиальный кабель и тонкий.
Толстый коаксиальный кабель достигает в диаметре 10 мм (скорость передачи данных не превышает 10 Мбит/с), тонкий – 5мм (достигает 100 Мбит/с). Поэтому тонкий коаксиальный кабель используется при прокладке ЛВС в агрессивной внешней среде с высоким уровнем воздействия радио- и электромагнитных волн.
Волоконно-оптический кабель состоит из одной или нескольких стеклянных или пластиковых жил (световодов), по которым распространяются световые сигналы. Жилы покрыты защитной поливинилхлоридной оболочкой. Этот тип кабеля обеспечивает наивысшую скорость передачи данных до 100 Гбит/с. По волоконно-оптическому кабелю можно одновременно передавать по нескольку световых волн. Волоконно-оптический кабель применяется в ЛВС в качестве магистральных каналов передачи данных благодаря высокой скорости передачи и малого затухания сигнала. К достоинствам волоконно-оптического кабеля следует также отнести сложность получения несанкционированного доступа к данным во время передачи и невосприимчивость кабеля к радио- и электромагнитным помехам. Недостатками применения являются его высокие стоимость и хрупкость, сложность монтажа, а также высокие требования к квалификации обслуживающего персонала.
Аппаратура ЛВС.Коммуникационное оборудование ЛВС предназначено для связи отдельных узлов в единую сеть, а также объединения множества сетей между собой. В состав оборудования входят сетевые адаптеры (контроллеры, карты), повторители, концентраторы, коммутаторы, мосты, маршрутизаторы.
Сетевые адаптеры физически соединяют компьютер или другое устройство (принтер, сканер и т.д.) с кабельной системой ЛВС. Конструктивно адаптер может быть интегрирован с другими устройствами системной платы компьютера или выполнен в виде отдельной платы, вставляемой в разъемы внутренней шины компьютера. Сетевой адаптер непосредственно взаимодействует со средой передачи данных ЛВС. Как и любой другой контроллер компьютера, сетевой адаптер работает под управлением специальной программы управления адаптером, называемой драйвером адаптера.
Адаптеры преобразуют параллельные коды, используемые внутри компьютера и представленные сигналами небольшой мощности, в последовательный поток усиленных сигналов для их передачи по внешней сети. При приеме сигналов из внешней сети происходит процесс обратного преобразования. Помимо этого сетевой адаптер разделяет передаваемые данные на блоки и формирует пакеты передачи. При приеме пакета данных адаптер идентифицирует адрес получателя и если он соответствует адресу принимающего компьютера, то информация пакета переводится в форму его внутреннего представления. Адаптер выполняет промежуточное хранение данных и служебной информации в буфере, что позволяет возложить на адаптер некоторые функции контроля за сетью. При наличии буфера компьютер может не отслеживать момент передачи данных.
Повторители сигналов сети очищают получаемые сигналы от посторонних искажений, увеличивают мощность сигнала и возвращают сигнал в передающую среду.
Основной функцией концентратора является организация общего центра подключения кабелей, ведущих к отдельным узлам сети и обеспечение взаимодействия этих узлов с остальной сетью. Тем самым концентраторы позволяют большое количество компьютеров соединять в одну или несколько ЛВС. Концентраторы могут использоваться для объединения различных сегментов сети между собой и централизации общей архитектуры сети.
Коммутаторы предназначены для разделения сети на отдельные мелкие логические сегменты и дальнейшего упорядочивания обмена информации между ними путем перераспределения информационных потоков. Помимо этого коммутаторы используются для установления равномерного трафика загрузки каналов ЛВС, а также при создании ЛВС смешанной топологии, при которой возникают ситуации объединения сетей с разными методами доступа и различным кабельным оборудованием.
Мосты представляют собой устройства для соединения отдельных частей (сегментов) ЛВС. Каждая из соединяемых частей сети подключается по физическим каналам к входным и выходным портам моста. Мосты могут соединять части сети, использующие разные среды передачи данных, методы доступа. Часть функции мостов выполняют коммутаторы.
Маршрутизаторы в качестве сетевых коммуникационных устройств, обеспечивают связь между отдельными ЛВС, объединение ЛВС в корпоративную сеть, обмен информацией между ЛВС и глобальными сетями. Маршрутизатор одновременно работает с несколькими каналами, благодаря этому выбирается оптимальный маршрут следования пакета данных в разных сетях.
Важную роль в архитектуре компьютерной сети играют топологии сети.
Под топологиейвычислительной сети понимается изображение сети в виде графа, вершинам которого соответствуют компьютеры сети, а ребрам – физические связи между ними.
Существуют четыре основные топологии: шина (Bus), кольцо (Ring), звезда (Star) и ячеистая топология (Mesh). Другие виды топологий являются комбинаций основных типов. На рис. 6.1 приведены варианты топологий сетей.
Конфигурация физических связей определяется электрическими соединениями компьютеров между собой и может отличаться от конфигурации логических связей между узлами.
Логические связи представляют собой маршруты передачи данных между узлами сети и образуются путем соответствующей настройки коммуникационного оборудования. Выбор топологии существенно влияет на многие характеристики сети.
Шинная топология представляет собой наиболее простой способ установки сети. Она требует меньше оборудования, кабелей, времени на настройку, чем другие топологии. Физическая среда передачи состоит из единственного кабеля, к которому подключаются все компьютеры сети. Недостатками являются подключение небольшого числа рабочих станций (не более 15) и полное прекращение работы сети при повреждении общего кабеля.
Кольцевая топология представляет собой непрерывную магистраль для передачи данных, не имеющую логической начальной или конечной точек. Каждый компьютер является частью кольца и получая данные, адресованные другому компьютеру, пересылает их по назначению. По сравнению с шинной топологией кольцевая обеспечивает более высокую скорость передачи пакетов, она более надежна и позволяет подключать к сети значительное число рабочих станций. Однако кольцевая технология дороже шинной, добавление или удаление из кольца узлов невозможно без временной остановки сети.
В топологии «звезда» все рабочие станции сети соединены друг с другом с помощью центрального коммутирующего устройства. Все данные, которые посылаются с рабочей станции, направляются на центральное устройство, пересылающее передаваемый кадр в направлении адресата. Основным преимуществом топологии «звезда» является обеспечение работоспособности сети, при выходе из строя отдельных рабочих станций и их соединений. В сетях с такой топологией проще обнаружить и устранить неисправности, связанные с работой отдельных узлов сети и каналов передачи, наращивать масштаб сети за счет добавления новых компьютеров и менять их месторасположение. К недостаткам топологии следует отнести большой расход кабеля.
Ячеистая топология предполагает, что любой узел сети располагает не менее чем двумя физическими связями с другими узлами. Данная топология обоснована в своем применении в неблагоприятных условиях агрессивной окружающей среды при достаточно большой вероятности разрыва сетевых соединений. Если одна из связей доступа к узлу будет нарушена, то всегда, в качестве альтернативной связи, будет существовать еще одна.
Смешанная топология при соединении между собой отдельных ранее существовавших сетей с разными топологиями.
Полносвязная топология характерна для глобальных сетей, где часто в отдельных сегментах сети используется связь между узлами по принципу «каждый с каждым». Под сегментом сети понимается часть сети с общим пространством доступа к среде передачи данных.
В качестве современных технологий построения и функционирования компьютерных сетей используются следующие:
• технология X.25 является одной из самых распространенных, за счет возможности работы на ненадежных линиях передачи данных благодаря использованию протоколов с установленным соединением и коррекцией ошибок на канальном и сетевом уровнях открытой модели OSI;
• технология FrameRelay (ретрансляция кадров) предназначена для передачи информации с неравномерным потоком. Поэтому чаще используется при передаче цифровых данных между отдельными локальными сетями или сегментами территориальных или глобальных сетей. Технология не позволяет передавать речь, видео или другую мультимедиа-информацию.
• ISDN (IntegratedServisesDigitalNetwork – цифровая сеть с интеграцией услуг), позволяющая осуществить одновременную передачу данных, речи и мультимедиа-информацию;
• ATM (AsynchronousTransferMode – асинхронный режим передачи) технология расширяет возможности сетей ISDN по передачи мультимедиа-данных за счет повышения скорости передачи до 2,5 Гбит/с.;
• VPN (VirtualPrivateNetwork – виртуальная частная сеть) технология организации частной сети, функционирующей как туннель через большую сеть, например Интернет. Сеть VPN доступна только авторизованным клиентам и удовлетворяет требованиям передачи конфиденциальных данных.
Цель: ознакомить с понятием компьютерной сети, основными компонентами сети.
Компьютерной сетью называется совокупность соединенных через каналы связи компьютеров и периферийных устройств, обеспечивающих пользователей средствами обмена информацией и коллективного использования ресурсов сети. Ресурсы бывают трех типов: аппаратные, программные и информационные.
Основная задача компьютерной сети — обеспечение простого, удобного и надежного доступа к распределенным общесетевым ресурсам и организация их совместного использования при защите от несанкционированного доступа, а также обеспечение удобных и надежных средств передачи данных между пользователями.
Основные компоненты сети:
Серверы — компьютеры, являющиеся источниками ресурсов сети.
Локальные компьютеры пользователей (рабочие станции) — компьютеры, подключенные к сети, через которые пользователи получают доступ к ее ресурсам.
• Каналы связи — линии, соединяющие компьютеры между собой.
Компьютерные сети принято классифицировать по степени территориальной распределенности. При этом различают:
региональные (или городские) сети (MAN — Metropolitan Area Network);
Локальные сети связывают компьютеры, размещенные на небольшом расстоянии друг от друга. Как правило, они объединяют компьютеры одного или нескольких близлежащих зданий предприятия, учреждения, офиса. Главная отличительная особенность локальных сетей — единый для всех компьютеров высокоскоростной канал передачи данных. Протяженность локальной сети не более 10 км (обычно она не превышает нескольких сотен метров).
Региональные сети объединяют пользователей города, области или небольшой страны. В качестве каналов связи используются обычные телефонные линии, ISDN и др. Расстояние между узлами может измеряться сотнями и даже тысячами километров.
Глобальные сети соединяют компьютеры, расположенные на любом расстоянии друг от друга (в разных странах, на разных континентах). Инфраструктура связи в них может быть очень сложной, включая радиосвязь и спутниковые каналы. Наиболее мощная из глобальных сетей — Интернет.
Основная задача, возникающая при создании компьютерных сетей — обеспечение совместимости аппаратного и информационного обеспечения (это касается как программ, так и данных). Для ее решения была разработана так называемая модель OSI (Open Systems Interconnection— модель взаимодействия открытых систем). Она является международным стандартом передачи данных через компьютерную сеть.
Согласно модели OSI, архитектуру компьютерных сетей следует рассматривать на разных уровнях, начиная с самого нижнего — физического и до самого верхнего — прикладного. Обмен данными в сетях происходит путем их перемещения с верхнего уровня на нижний на компьютере отправителя, затем транспортировки по каналу связи и, наконец, путем обратного воспроизведения на компьютере получателя.
Для обеспечения необходимой совместимости на каждом уровне архитектуры компьютерной сети действуют специальные стандарты, называемые протоколами. Протокол представляет собой совокупность правил (соглашений), в соответствии с которыми происходит передача информации через компьютерную сеть.
Имеются протоколы как аппаратного взаимодействия компонентов сети, так и взаимодействия программных средств различного уровня (программные протоколы).
Функциональные возможности компьютерных сетей определятся теми услугами, которые они предоставляют пользователю. Для реализации каждой из них необходимо соответствующее программное обеспечение. В настоящее время имеются две основные концепции построения такого ПО.
Согласно концепции файлового сервера, сетевое программное обеспечение должно быть ориентировано на предоставление всем пользователям ресурсов общедоступного центрального компьютера сети — файлового сервера (File Server). Такое программное обеспечение называется сетевой операционной системой. Ее основная часть (ядро) размещается на сервере, а на рабочих станциях устанавливается лишь небольшая оболочка, выполняющая роль интерфейса между программами на ПК пользователей и файловым сервером.
Вторая концепция базируется на так называемой архитектуре клиент — сервер. В этом случае сетевое ПО предполагает не только совместное использование ресурсов сети, но и обработку на сервере по запросам пользователей. Программное обеспечение в данном случае состоит из двух частей: сервера и клиента. Программа-клиент выполняется на локальном компьютере пользователя, она посылает запросы программе-серверу и принимает от нее требуемую информацию. Программа-сервер работает на компьютере общего доступа, производит обработку поступающих к ней запросов (возможно, сотен или тысяч одновременно) и возвращает клиенту требуемые результаты. В глобальных сетях архитектура клиент — сервер является основной.
Топология сети
Топология сети представляет собой логическую схему (конфигурацию) соединений компьютеров (узлов) сети посредством каналов связи. В локальных сетях, как правило, используется одна из следующих топологий: шинная, кольцевая или звездообразная. Другие топологии являются производными от перечисленных.
Сеть шинной топологии использует один канал связи (шину), объединяющий все компьютеры сети. Данные, переданные одним узлом сети, поступают во все узлы, но только один из них, для которого предназначены эти данные, распознает и принимает их.
Характерным примером использования шинной топологии является сеть Ethernet. Шинная топология обеспечивает эффективное использование пропускной способности канала связи, устойчива к неисправностям отдельных узлов, допускает быстрое подключение новых узлов.
Сеть кольцевой топологии имеет в качестве канала связи замкнутое кольцо. Такую топологию используют, в частности, сети Token Ring.
Сеть звездообразной топологии имеет центральный узел (ЦУ) — файловый сервер, объединяющий все компьютеры.
Работоспособность сети полностью зависит от его надежности. Все данные, циркулирующие между компьютерами, проходят через ЦУ по отдельным каналам связи. Характерный пример данной топологии — Arcnet.
Сеть – это среда, которая соединяет несколько компьютерных систем общей связью. Компьютерные сети подразделяются на три основных типа на основе их размера, покрытия расстояния, скорость передачи данных и их охвата: локальные сети – LAN, глобальные сети- WAN и городские сети – MAN. Рассмотрим каждую из них в деталях и сравним по различным признакам.
Подключение и настройка локальной сети между двумя домами
Итак, кабель затянут, с обеих сторон кабеля установлены маршрутизаторы или ПК, нам остается только обжать кабель и вставить коннекторы в LAN разъёмы.
На том, как обжимать кабель мы останавливаться не будет, так как этой информации предостаточно. Напомним только порядок проводов в коннекторе. С обеих сторон он должен быть одинаковым.
Подключаем коннекторы к сетевым интерфейсам компьютеров или, если необходимо расширить сеть на большее количество устройств, сетевой коммутатор.
Прописываем на сетевых интерфейсах IP адреса из одной подсети.
Плюсы способа:
Надежность канала. Высокая пропускная способность, не зависящая от дальности линии. Возможность подключить гигабитные медиаконвертеры, которые позволяют передавать данные на огромных скоростях (при условии, что сетевые интерфейсы оборудования клиентов тоже поддерживают работу на скорости 1 Гбит/с)
Компоненты LAN, WAN и MAN
Помимо компьютеров, есть, по сути, некоторые основные компоненты, необходимые для создания локальной сети, такие как сетевые адаптеры, сетевые кабели, концентраторы, ретрансляторы, коммутаторы, мосты, маршрутизаторы, сетевой сервер и программное обеспечение LAN. Три основных компонента WAN включают оборудование для клиентских помещений (CPE), такое как маршрутизаторы, каналы доступа, которые могут быть подключены, а также беспроводное и сетевое ядро, которое соединяет CPE с помощью каналов доступа. Основными компонентами сети MAN являются мосты, точки доступа, направленные антенны (полунаправленные и высоконаправленные антенны), мосты рабочей группы и т. д.
Что такое городская вычислительная сеть MAN?
MAN, городская вычислительная сеть, является сетью передачи данных, предназначенной для объединения локальных сетей, обычно ограниченных в пределах города. Что касается охвата данных, то она охватывает большую географическую область, больше чем LAN, но меньше чем WAN. Она представляют собой высокоскоростные сети связи, которые соединяют несколько локальных сетей в одну большую сеть с общим мостом, называемым магистральными линиями. Диаметр такой сети может достигать 100 километров, и они не принадлежат какой-либо конкретной организации.
Разница между LAN, WAN и MAN
Локальная сеть, или LAN, представляет собой сеть сетевых устройств и компьютеров, которые соединены вместе, как правило, ограничивается одной комнатой, зданием, местом жительства, офисным зданием или университетским городком. LAN – это соединение, которое подключает сеть компьютеров, и она может быть как проводной, так и беспроводной, либо сочетанием обоих типов. Глобальные сети, или WAN – это телекоммуникационная сеть или компьютерная сеть, которая объединяет несколько локальных сетей и охватывает широкую географическую область. Городская сеть, или MAN – это гораздо более крупная сеть, которая соединяет сеть компьютеров, охватывающих географическую область, большую, чем LAN, но меньшую, чем область, покрытая WAN.
Плюсы способа:
Простота установки. Фактически нужно достать с коробки, подключить и сделать несколько кликов. Мобильность установки – при переезде все легко пакуется в чемодан и используется в другом месте.
Что такое LAN?
LAN, аббревиатура для локальной сети, представляет собой ограниченную сеть, которая объединяет компьютерные системы и связанные с ними устройства в пределах определенной географической области, такой как здание, офис, университетский городок или коммерческое предприятие. Они могут быть связаны специальной проволокой или радиотелеграфом или сочетанием из обоих и приборы внутри сети соединены через кабели локальных сетей. Это наиболее распространенный тип сети для передачи данных, которая состоит из соединенных между собой ПК и рабочих станций, а также и периферийных устройств, например, таких как принтер.
Локальная сеть между зданиями по wi-fi
(расстояние приблизительно 500 м, с использованием внешних антенн – 1 – 2 км)
Первым условием использования этого метода является прямая видимость между передающим и принимающим устройством и отсутствие на линии передатчик-приемник каких-либо сооружений. Этот вариант очень хорошо подойдет в случае, когда дома находятся один против другого и окна одного дома «смотрят» в окна другого дома. Желательно чтоб это был этаж 5 или выше, что исключит появление объектов, перекрывающих радио-линк.
Итак, если расстояние между окнами домов до 400-500м и они находятся приблизительно на одном уровне (плюс-минус 3 этажа) – вам нужно будет только две точки доступа, желательно со съемными антеннами. Для примера возьмем оборудование TP-LINK TL-WA701ND
Подключаем согласно инструкции изготовителя
Одну из точек доступа настраиваем в режим AccessPoint, а другую в режим Client.
Перед соединением устройств обязательно, хотя бы на одной из них измените IPадрес, чтобы избежать конфликта IPадресов и иметь доступ к обеим устройствам.
Настройка ТД 1 в режим AccessPoint
Настройка ТД 2 в режиме Client
При необходимости можно установить шифрование в разделе – SecuritySettings
Через несколько секунд ТД Client подключится к ТД AccessPoint и можно будет пользоваться сетью.
Проверить, что точка ТД2 подключилась можно в разделе – WirelessStatisticsна веб-интерфейсе ТД1. Здесь отображается список подключенных устройств.
Плюсы способа:
Кабель не дорогой, монтируется все достаточно быстро. Пропускная способность 100 Мбит/с (полезного трафика можно получить до 60 – 70 Мбит/с)
Минусы способа:
Чувствительность к помехам, особенно при установке более мощных антенн.
Оборудование дороже чем медный кабель. Подойдет только в случае прямой видимости между точками доступа. Пропускная способность зависит от уровня сигнала.
Создание локальной сети между домами с помощью кабеля UTP (расстояние 100-150м)
Каждому из нас знаком так называемый «интернет-кабель». У большинства провайдеров, которые раздают клиентам трафик на скорости до 100 Мбит/с, используется именно такой кабель
Есть еще вариант для уличной прокладки
Он выполнен в более плотной черной изоляции, которая менее чувствительна к ультрафиолету и внешним погодным факторам, изоляция не рассыплется при длительном использовании вне помещения.
Существует также и модификация для подвеса кабеля на столбы или другие сооружения.
В нем применяется сдвоенная изоляция. В одной полости проложен стальной трос, а в другой – та же обычная «витая пара», которая, как и в предыдущем варианте, защищена от неблагоприятных погодных условий.
Практика показала, что при грамотной прокладке и хорошем качестве кабеля с внутренней белой изоляцией – его можно использовать и вне помещения.
При пролете между домами более 10 м. кабель для внутренней или внешней изоляции (без троса) нужно подвесить на стальном тросе или проволоке 0,8 – 1 мм. Можно взять и большей толщины, но при расстоянии между домами более 20 м. он становится слишком тяжелым, и его сложно натянуть. Пролет со слабой натяжкой будет сильно раскачиваться на ветру, что может привести к повреждению кабеля.
Рассмотрим несколько вариантов подвеса:
Про очень урезанном бюджете можно использовать ту же проволоку, нарезанную кусками по 10-15 см и делать несколько оборотов вокруг кабеля вместе с подвесом, но делаем это осторожно, не прижимая сильно кабель, чтоб не повредить его изоляцию, а также изоляцию самих жил.
Можно воспользоваться обычными пластиковыми хомутами (стяжка)
Но у них есть существенный минус – они лопаются на морозе и просто от старости, но иногда попадается хороший мягкий пластик, который может послужить 3 – 4 года.
Для витой пары с тросом существуют специальные подвесы
Резюме LAN – WAN – MAN
В этой статье описываются три наиболее распространённых и популярных типа сетей, используемых для подключения нескольких компьютерных систем через сетевой мост: LAN, MAN и WAN. Это основные типы сетей, предназначенные для создания сети в области, которую они охватывают. Между ними есть сходства и различия. Одним из основных отличий, конечно, является географический район. Локальная сеть обычно является зданием или кампусом с очень ограниченным охватом расстояния до нескольких сотен метров, городская сеть является относительно новым классом сети, которая выходит за пределы области LAN, но меньше, чем у WAN. Глобальная сеть охватывает огромные географические площади в пределах до 100 000 километров.
Рассмотрим несколько вариантов решения данного вопроса: их удобно упорядочить одним списком по сложности решения, дальности связи, среде передачи сигнала и стоимости вопроса.
Всего будет предложено три варианта:
- Сеть посредством подключения через кабель «витая пара» (UTP);
- Сеть построена с помощью Wi-Fi оборудования;
- Сеть с использованием оптоволоконного кабеля;
Для начала следует измерить точное расстояние между домами, чтобы определиться, какой вариант сразу отпадет, а потом уже будем планировать что куда тянуть и как подключать.
Итак, рассмотрим более подробно каждый из вариантов.
Покрытие расстояния для LAN, WAN и MAN
LAN обычно ограничена зданием и площадью, которую она покрывает, в зависимости от её физической архитектуры. По мере того как они особенно не сконструированы на длинные расстояния они имеют ограниченный охват по отношению к пройденному расстоянию которое может находиться в границах немного боле 100 метров. WAN охватывает большую географическую область которая фактически безгранична, обычно до 1000 километров и в ряде случаев её можно расширить используя репитеры. MAN соединяют несколько LAN в общей географической области, которая может находиться в диапазоне до 100 километров, а иногда и больше.
Передача в LAN, WAN, и MAN
LAN действует как автономная сеть, которая соединяет компьютеры и рабочие станции через стандартные кабели Ethernet. Некоторые беспроводные сети часто устанавливаются с помощью Wi-Fi. В то время как Ethernet является наиболее часто используемой локальной сетью, которая управляет тем, как данные могут передаваться по локальной сети, для подключения компьютеров к сети Wi-Fi использует радиоволны. WAN соединяет несколько локальных сетей для создания сети, которая позволяет пользователям в одном месте общаться с пользователями в другом месте. Она ограничена предприятием или организацией. MAN соединяет несколько LAN в единую большую сеть, соединяя их с магистральными линиями.
Как увеличить дальность подключения wifi сети между двумя домами?
Может показаться смешным, но так называемые «баночные рефлекторы» могут увеличить дальность и стабильность связи
Круговая антенна точки доступа превращается в узконаправленную.
Ниже представленный рефлектор, одетый только на одну из трех антенн маршрутизатора, усилил принимаемый телефоном сигнал с -62 dBm до -51 dBm.
Для теста использовался телефон XiaomiRedmi 4 Prime с установленным приложением WiFiAnalyzer. Прием сигнала с расстояния 30 – 35 м (через окно на улицу).
С использованием заводских внешних антенн с повышенным коэффициентом усиления – зона покрытия увеличивается в разы и может достигать нескольких километров.
Минусы способа:
Дороговизна оборудования. Оптический кабель «не любит» перегибов под прямым углом. Если кабель каким-то образом (ну или с чьей-то помощью) будет поврежден – без бригады сварщиков интернет-провайдера тут не обойтись. А если запаса кабеля нет, то может потребоваться покупка нового.
Локальная сеть между домами на большом расстоянии: подключение через оптоволоконный кабель
(расстояние до 20 км)
Самый дорогостоящий метод, но самый надежный также позволяет подключать оборудование на скорости 1 Гбит/с.
Саму магистраль можно достать двумя способами:
- Купить готовый оптический патчкорд заданной длины
- Договориться с провайдером о изготовлении патчкорда с обычного оптоволоконного кабеля приварив половинки оптического пигтейла с обеих сторон кабеля
Желательно брать патчкорды c sc коннекторами, так как оборудование под такие коннекторы очень распространено.
Далее нам нужно два устройства которые будут конвертировать сигнал оптического кабеля на витую пару (UTP). Такое устройство – медиаконвертер.
Их нужно два. У одного передача должна осуществляться на длине волны 1310 нм, а у другого – 1550 нм, то есть должна быть пара.
Комплект 1310 нм – 1310 нм и 1550 нм – 1550 нм в паре работать не будут. Только 1310 нм– 1350 нм, что с какой стороны не имеет значения.
На данном устройстве всего два интерфейса – оптический и медный.
В одно гнездо включается приходящий оптический кабель, а с LAN порта обычным медным патчкордом подключаемся к роутеру или компьютеру.
Настройка такая же, как и при соединении медным кабелем.
Для примера медиаконвертерWDM S100-20 позволяет передать сигнал по оптическому волокну на расстояние до 20 км!
Что такое LAN?
LAN, аббревиатура для локальной сети, представляет собой ограниченную сеть, которая объединяет компьютерные системы и связанные с ними устройства в пределах определенной географической области, такой как здание, офис, университетский городок или коммерческое предприятие. Они могут быть связаны специальной проволокой или радиотелеграфом или сочетанием из обоих и приборы внутри сети соединены через кабели локальных сетей. Это наиболее распространенный тип сети для передачи данных, которая состоит из соединенных между собой ПК и рабочих станций, а также и периферийных устройств, например, таких как принтер.
Скорость LAN, WAN, и MAN
LAN – это высокоскоростная сеть связи с более высокой скоростью передачи данных. Большинство соединений – это Ethernet со скоростью от 10 Мбит/с или Fast Ethernet со скоростью до 100 Мбит/с. Для достижения ещё более высоких скоростей передачи используется гигабитный Ethernet, который может пройти весь путь до 1000 Мбит/с. WAN – это, в основном, телефонные системы, которые страдают от низких скоростей передачи из-за перегрузки сети и их скорость может быть где-то от 10 до 20 Мбит/с. Она охватывает относительно более крупный географический район, на который приходится умеренная скорость передачи данных, которая может достигать 100 Мбит/с.
Что такое WAN?
WAN, аббревиатура для глобальной сети и соединенных приборов которые не ограничены и не привязаны к одной комнате, зданию или кампусу; в действительности, она удлиняет большие географические области через города, страны, или континенты. Сети устанавливаются с использованием выделенных телекоммуникационных каналов, а маршрутизатор обычно используется для подключения локальной сети к глобальной сети. Лучшим примером WAN является Интернет, который соединяет много меньших LAN и MAN через ISP.
Минусы способа:
Кабель со временем теряет прочность изоляции и приходит в непригодность.
При больших протяжностях на высоте служит аккумулятором статического электричества и, особенно в грозу, может с легкостью вывести из строя сетевое оборудование. Если кабель подключается напрямую к компьютеру, то может пострадать вся материнская плата и БП.
Можно конечно использовать грозозащиту:
но ее нужно заземлять в обязательном порядке, иначе толку от нее будет ноль.
Читайте также: