Тема: Основные понятия локальных сетей. Особенности организации локальных сетей
| Вид материала | Документы |
- Тема Организация локальных компьютерных сетей Урок Назначение и состав локальных сетей., 131.8kb.
- Методические указания к лабораторной работе №5 по курсу "Системы передачи данных" Проектирование, 49.75kb.
- Учебная программа по дисциплине администрирование локальных сетей растягаев Д. В. Цели, 88.29kb.
- Программа подготовки магистров по направлению подготовки 230100 «Информатика и вычислительная, 24.68kb.
- Взаимодействие локальных и глобальных сетей, 772.19kb.
- Интерфейсы, протоколы, стеки протоколов, 593.76kb.
- Рабочей программы учебной дисциплины б3+ Администрирование компьютерных сетей Уровень, 72.29kb.
- Лекция №10. Конвергенция компьютерных и телекоммуникационных сетей, 127.96kb.
- Лекция: Определение локальных сетей и их топология Вэтой лекции говорится о базовой, 318.77kb.
- Лекция: Определение локальных сетей и их топология Вэтой лекции говорится о базовой, 250.42kb.
Раздел: Локальные сети
Тема: Основные понятия локальных сетей. Особенности организации локальных сетей
Сети – группа соединенных компьютеров и других устройств.
Цели:
- Получение представления о компонентах локальной сети;
- Идентификация одно-ранговой сети, сети на основе сервера.
Классификация сетей
- локальные сети – сеть объединяющая компьютеры расположенные в одном или нескольких зданиях.
- если ПК находится в разных частях города или в разных городах, то сеть называется распределенной
- распределенные сети по которым подключены не отдельные ПК, а локальные сети создают корпоративную сеть.
- глобальная сеть – распределенные сети мирового масштаба.
Подавляющее большинство персональных компьютеров в мире работают в сетях. Локальные сети персональных компьютеров (часто их называют локальные вычислительные сети – ЛВС) получили очень широкое распространение, так как 80-90% информации циркулирует вблизи мест ее появления и только 10-20% связано с внешними взаимодействиями. Локальные сети связывают компьютеры, размещенные на небольшом расстоянии друг от друга.
Главная отличительная способность локальных сетей – единый высокоскоростной канал передачи данных и малая вероятность возникновения ошибок в коммуникационном оборудовании. В качестве канала передачи данных используется витая пара, коаксиальный или оптоволоконный кабель и др. Расстояния между ЭВМ в локальной сети небольшие – до 10 км, при использовании радиоканалов связи – до 20 км. Каналы в локальных сетях являются собственностью организаций и это упрощает их эксплуатацию.
Основное назначение компьютерных сетей – совместное использование ресурсов и постоянная связь в реальном режиме времени
С этой точки зрения локальную вычислительную сеть можно рассматривать как совокупность серверов и рабочих станций.
Сервер – компьютер, подключенный к сети и обеспечивающий ее пользователей определенными услугами.
Серверы могут осуществлять хранение данных, управление базами данных, удаленную обработку заданий, печать заданий и ряд других функций, потребность в которых может возникнуть у пользователей сети. Сервер – источник ресурсов сети.
Особое внимание следует уделить одному из типов серверов – файловому серверу (File Server). В распространенной терминологии для него принято сокращенное название – файл-сервер.
Файл-сервер хранит данные пользователей сети и обеспечивает им доступ к этим данным. Это компьютер с большой емкостью оперативной памяти, жесткими дисками большой емкости и дополнительными накопителями на магнитной ленте (стриммерами). Он работает под управлением специальной операционной системы, которая обеспечивает одновременный доступ пользователей сети к расположенным на нем данным.
Файл-сервер выполняет следующие функции: хранение данных, архивирование данных, синхронизацию изменений данных различными пользователями, передачу данных.
Для многих задач использование одного файл-сервера оказывается недостаточным. Тогда в сеть могут включаться несколько серверов. Возможно также применение в качестве файл-серверов мини-ЭВМ.
Рабочая станция – персональный компьютер, подключенный к сети, через который пользователь получает доступ к ее ресурсам.
Рабочая станция сети функционирует как в сетевом, так и в локальном режиме. Она оснащена собственной операционной системой (MS DOS, Windows, Unix и т.д.), обеспечивает пользователя всеми необходимыми инструментами для решения прикладных задач.
Цели создания и преимущества использования локальных сетей
Основной целью создания локальных компьютерных сетей является совместное использование ресурсов и осуществление интерактивной связи как внутри одной фирмы, так и за ее пределами. Ресурсы – это данные и приложения (программы), хранящиеся на дисках сети, и периферийные устройства, такие как внешний дисковод, принтер, модем и т.д. Понятие интерактивной связи компьютеров подразумевает обмен сообщениями в реальном режиме времени.
Основными преимущестнами работы в локальной сети являются:
1. Возможность хранения данных персонального и общего использования на дисках файлового сервера. Благодаря этому обеспечивается одновременная работа нескольких пользователей с данными общего применения (просмотр и чтение текстов, электронных таблиц и баз данных), многоаспектная защита данных на уровне каталогов и файлов, создание и обновление общих данных сетевыми прикладными программными продуктами, такими как Excel, Access.
2. Возможность постоянного хранения программных средств, необходимых многим пользователям, в единственном экземпляре на дисках файлового сервера. Заметим, что такое хранение программных средств не нарушает привычных для пользователя способов работы. К программным средстнам, необходимым многим пользователям, относятся прежде всего прикладные программы общего назначения, такие как текстовые и графические редакторы, электронные таблицы, системы управления базами данных и т.д.
3. Обмен информацией между всеми компьютерами сети. При этом обеспечивается диалог между пользователями сети, а также возможность организации работы электронной почты.
4. Одновременная печать всеми пользователями сети на общесетевых принтерах (одном или нескольких). При этом обеспечивается доступность сетевого принтера любому пользователю, возможность использования мощного и качественного принтера при его защищенности от неквалифицированного обращения.
5. Обеспечение доступа пользователю с любого компьютера локальной сети к ресурсам глобальных сетей при наличии единственного коммуникационного узла глобальной сети.
Особенности организации локальных сетей
Информационные системы, построенные на базе компьютерных сетей, обеспечивают решение следующих задач: хранение данных, обработка данных, организация доступа пользователей к данным, передача данных и результатов обработки данных пользователям.
Компьютерные сети реализуют распределенную обработку данных. Обработка данных в этом случае распределена между двумя объектами: клиентом и сервером.
Клиент – задача, рабочая станция, пользователь компьютерной сети или ПК, осуществляющие доступ к сетевым ресурсам предоставляемым серверами
В процессе обработки данных клиент может сформировать запрос на сервер для выполнения сложных процедур, чтения файла, поиска информации в базах данных и т.д.
Серверы – ПК, чьи ресурсы доступны сетевым пользователям
Сервер выполняет запрос, поступивший от клиента. Результаты выполнения запроса передаются клиенту. Сервер обеспечивает хранение данных общего пользования, организует доступ к этим данным и передает данные клиенту.
Клиент обрабатывает полученные данные и предоставляет результаты обработки в виде, удобном для пользователя. В принципе обработка данных может быть выполнена и на сервере.
Существуют 2 типа сетей:
- одно-ранговые
- на основе сервера
Выбор типа сети зависит от многих факторов:
- размера предприятия
- необходимой степени безопасности
- вида бизнеса
- доступности административной поддержки
- потребности сетевых пользователей
- уровня финансирования
Одно-ранговая сеть
В
оно ранговой сети все ПК равноправные т.е нет иерархии среди ПК и нет выделенного сервера. Обычно каждый ПК функционирует и как клиент и как сервер иначе говоря нет отдельного ПК ответственного за всю сеть, пользователи сами решают какие данные на своем ПК сделать доступными по сети. Одно-ранговые сети чаще всего объединяют не более 10 ПК. Одно-ранговые сети относительно просты т.к каждый ПК является одновременно и клиентом и сервером, нет необходимости устанавливать мощный центральный сервер и другие компоненты обязательные для сложных сетей, этим обычно объясняется высокая стоимость.В одно ранговой сети требование производительности и защищенности сетевого программного обеспечения как правило ниже чем те же требования программного обеспечения выделенных серверов.
Целесообразность применения одно-ранговых сетей
- количество пользователей не более 10 человек
- пользователи расположены компактно
- вопросы защиты данных не практичны
- в ближайшем будущем нет расширения сетей
Если эти условия выполняются то выбор одно-ранговой сети будет скорее всего правильным.
Сети на основе сервера
Б
ольшинство сетей имеют следующую конфигурацию – они работают на основе выделенного сервера.Выделенным называется сервер, который работает только как сервер а не используется в качестве клиента или рабочей станции. Он оптимизирован для быстрой обработки запросов от сетевых клиентов.
Специализированные серверы:
- серверы файлов и печати
- серверы приложений
- почтовые серверы
- серверы факсов
- коммуникационные серверы
- серверы служб каталога
Преимущество сетей на основе сервера
- выделение ресурсов – администрирование и управление доступа и данными осуществляется централизованно. Ресурсы как правило тоже расположены централизовано, что обеспечивает из поиск централизованно.
- защита – основным аргументом определяющим выбор сети на основе сервера является как правило надежная защита данных. Проблемой безопасности может заниматься один администратор, он формирует единую политику безопасности и применяет ее в отношении каждого сетевого пользователя.
- резервное копирование данных – поскольку жизненно важная информация расположена централизованно, нетрудно проводить ее регулярное резервное копирование.
- избыточность – благодаря избыточным системам данные на любом сервере могут дублироваться в реальном режиме времени, поэтому при повреждении основного хранилища информация не будет потеряна, всегда можно воспользоваться резервной копией.
- количество пользователей в этих сетях - сети на основе сервера способны поддерживать 1000-и пользователей.
- аппаратное обеспечение – т.к клиентский ПК не выполняет функции сервера, требования к его характеристикам определяет сам пользователь. Типичный ПК клиент имеет как минимум процессор Pentium и оперативную память от 32 до 64 Мб.
Комбинированные сети
Они сочетают лучшие качества одно-ранговой сети и сетей на основе сервера.
Комбинированные сети наиболее полно соответствуют запросам современных пользователей, но для их правильной реализации, надежной защиты необходимы определенные знания и навыки планирования.
Тема: Топология локальных сетей. Роль и функции администратора локальных сетей
Цели:
- Научиться различать базовые топологии и их комбинации;
- Научиться выбирать подходящую топологию для решения конкретной задачи.
Компьютеры, входящие в состав ЛВС, могут быть расположены самым случайным образом на территории, где создается вычислительная сеть. Следует заметить, что для управления сетью небезразлично, как расположены абонентские ЭВМ. Поэтому имеет смысл говорить о топологии ЛВС.
Топология сети – это физическое расположение компьютеров, кабелей и других компонентов сети.
Топология – стандартный термин, который используется при описании основной компоновки сети.
Топология сети обуславливает ее характеристики. В частности, выбор той или иной топологии влияет:
- на состав необходимого сетевого оборудования;
- на характеристики сетевого оборудования;
- на возможности расширения сети;
- на способ управления сетью.
Топологии вычислительных сетей могут быть самыми различными, но для локальных вычислительных сетей типичными являются всего три: кольцевая, шинная, звездообразная.
Иногда для упрощения используют термины – "кольцо", "шина" и "звезда". Не следует думать, что рассматриваемые типы топологий представляют собой идеальное кольцо, идеальную прямую или звезду.
Любую компьютерную сеть можно рассматривать как совокупность узлов.
Узел – любое устройство, непосредственно подключенное к передающей сети.
Топология шина
Шина – такая топология у которой ПК подключены вдоль одного кабеля (сегмента). Эту топологию часто называют линейной. В ней используется один кабель именуемый – магистралью или сегментом, к которому подключены все ПК сети.
В сети с топологией шина ПК адресуют данные конкретному ПК., передавая их по кабелю в виде электрических сигналов. Чтобы понять процесс взаимодействия ПК по шине следует определить следующие понятия:
- передача сигнала
- отражение сигнала
- терминатор
Данные в виде электрических сигналов передаются всем ПК сети, однако информацию принимает только тот ПК, чей адрес соответствует адресу получателя зашифрованному в этих сигналах, причем в каждый момент времени вести передачу может только один ПК.
Шина – это пассивная топология – электрические сигналы распространяются от одного кабеля к другому, если не предпринимать ни каких специальных мер, сигнал достигая конца кабеля будет отображаться , создавая помехи, поэтому сигналы на концах кабеля нужно гасить, для этого используется терминатор, который поглощает эти сигналы.
Расширение локальной вычислительной сети.
В сети с топологией шина кабель удлиняют обычно двумя способами:
- используют баррель - коннектор, но злоупотреблять им не стоит, т.к сигнал при этом ослабевает, лучше купить длинный кабель, чем соединять несколько коротких. При большом количестве стыковок происходит искажение сигнала.
- используют повторитель, который усиливает сигнал при передаче на следующий сегмент
Топология звезда
В
се ПК с помощью сегментов кабеля подсоединены к единому центральному компоненту – концентратору (Hub), сигнал от передающего ПК поступает через концентратор ко всем остальным.В сетях с топологией звезда подключения ПК к сети выполняется централизованно.
Недостатки: значительный расход кабеля, если выйдет из строя центральный компонент – сеть падает.
Преимущества: если выходит из строя один ПК, вся сеть продолжает функционировать.
Т
опология кольцо
При этой топологии и ПК подключены к кабелю замкнутому в кольцо, поэтому у кабеля не может быть свободного кольца и терминатор не требуется.
Сигналы передаются по кольцу в одном направлении и переходят через каждый ПК.
В отличии от пассивной топологии шина, здесь каждый ПК выступает в роли повторителя, усиливая сигнал, передавая к следующему ПК.
Недостатки: если один ПК выйдет из строя, перестает функционировать вся сеть.
Концентраторы
Концентраторы бывают:
- активные - надо подключать к электрической сети
- пассивные – не надо подключать к электрической сети
- гибридные
Активные концентраторы регенерируют и передают сигналы также как и повторители.
Повторители - усиливают сигналы и трансформируют их в дополнительные сегменты, позволяя тем самым увеличить общую длину кабеля.
Пассивные концентраторы пропускают через себя сигнал, как узлы коммутации не усиливая и не восстанавливая его.
Гибридные концентраторы, к которым можно подсоединить кабели различных типов. Сети построенные на концентраторах легко расширить подключив дополнительные концентраторы.
Ячеистая топология
С
еть с ячеистой топологией обладает высокой избыточностью и надежностью, так как каждый компьютер в такой сети соединен с любым другим отдельным кабелем. Сигнал от компьютера-отправителя до компьютера-получателя может проходить по разным маршрутам, поэтому разрыв кабеля не сказывается на работоспособности сети. Основной недостаток такой топологии – большие затраты на прокладку кабеля, что компенсируется высокой надежностью и простотой обслуживания. Ячеистая топология, как правило, применяется в комбинации с остальными топологиями при построении относительно больших сетей.
В сети с ячеистой топологией каждый компьютер соединен с любым другим отдельным кабелем.
Комбинированные топологии
С
егодня при компоновке сети все чаще используются комбинированные топологии, которые сочетают отдельные свойства шины, звезды и кольца. Звезда-шина (star-bus) — это комбинация топологий «шина» и «звезда». Обычно схема выглядит так: несколько сетей с топологией «звезда» объединяются при помощи магистральной линейной шины. В этом случае выход из строя одного компьютера не скажется на работе всей сети - остальные компьютеры по-прежнему взаимодействуют друг с другом. А выход из строя концентратора повлечет за собой отсоединение от сети только подключенных к нему компьютеров и концентраторов.
З
везда-кольцо (star-ring)- несколько похожа на звезду-шину. И в той, и в другой топологии компьютеры подключаются к концентраторам. Отличие в том, что концентраторы в звезде- шине соединены магистральной линейной шиной, а в звезде-кольце все концентраторы подключены к главному концентратору, образуя звезду. Кольцо же реализуется внутри главного концентратора. Роль и функции администратора локальных сетей
Сеть, которая может работать сама по себе, еще не придумана. Время от времени нужно подключать новых пользователей, а среди существующих некоторых удалять. Приходится устанавливать новые ресурсы и предоставлять их в совместное пользование, кроме того, предоставлять права на доступ к ним. Этими проблемами занимается сетевой администратор.
Централизованное управление ЛВС представляет собой очень трудную задачу. До сих пор нет универсального набора средств для выполнения функций администратора компьютерной сети. Имеются лишь программные и аппаратные средства для частичного выполнения этой работы. Администратор сети должен обладать очень высокой квалификацией и творческим подходом при применении тех или иных средств для решения нестандартных ситуаций, возникающих в компьютерных сетях. Он должен достаточно хорошо разбираться в конфигурациях сетей, их производительности, в вопросах учета и планирования, в защите данных и прикладных программ.
В функции администратора входят:
- учет пользователей и разграничение прав доступа;
- защита данных;
- обучение и поддержка пользователей;
- модернизация существующего программного обеспечения и установка нового;
- архивирование и резервное копирование данных;
- предупреждение потери данных;
- защита сети от вирусов;
- мониторинг и управление пространством для хранения данных на сервере;
- модернизация и замена компонентов сети и др.
Проверочная работа
№ 1. Укажите букву, соответствующую самому точному, на Ваш взгляд, ответу на вопрос:
-
Что справедливо в отношении одно ранговых сетей?
a) Обеспечивают более надежный уровень защиты и управления, чем сети на основе сервера.
b) Рекомендуется для сетей с числом пользователей не более 10
c) Необходим мощный центральный сервер
- Что наиболее характерно для сети топологии «кольцо»?
a) требует меньшего расхода кабеля, чем остальные топологии
b) среда передачи недорога и проста в работе
c) равный доступ для всех ПК
d) для правильной работы требуются терминаторы
- Что наиболее характерно для сети топологи «шина»?
a) требует большего расхода кабеля, чем остальные топологии
b) среда передачи недорога и проста в работе
c) разрешать проблемы гораздо легче, чем в других топологиях
d) количество ПК в сети не оказывает влияния на ее быстродействие
- 4. Что наиболее характерно для сети топологи «шина»?
a) требует значительно меньшего расхода кабеля, чем другие топологии
b) разрыв одного кабеля выводит из строя всю сеть
c) труднее изменить конфигурацию, чем у других топологий
d) централизует контроль и управляет сетью
- Какая топология является пассивной?
a) шина
b) с передачей маркера
c) кольцо
d) звезда-кольцо
- Какое средство поможет нарастить кабель в сети с топологией «линейная шина»?
a) плата сетевого адаптера
b) терминатор
c) Баррел-коннектор
d) модуль подключения к среде передачи данных
№ 2. Подтвердите или опровергните утверждение
Ответьте Да, если утверждение верно, в противном случае Нет. Ответ обосновать.
- Сети на основе сервера называют также рабочими группами
- В сетях на основе сервера всегда есть выделенный сервер
- Если вопросы защиты данных являются для предприятия важными, необходимо сконфигурировать сеть на основе сервера
- Гипертекст – это текстовый метод представления файлов, связанных друг с другом произвольной ассоциативной сетью.
- Системы электронной почты могут включать в сообщения речь и видео
- Сетевой принтер должен находится вблизи администратора сети, чтобы тот мог управлять печатью
№ 3 Перечислите три наиболее известные услуги Internet.
Ответьте «Да», если речь идет об ЛВС, в противном случае ответьте «Нет».
- Три ПК и принтер, расположенные в одном офисе, соединены кабелем, и сотрудники могут совместно использовать принтер.
- Два ПК в Аризоне и один в Нью-Йорке совместно используют программу электронной почты.
- Более 150 автономных ПК на 47 этаже в Нью-Йорке используют Word для обработки текстов.
- Более 200 ПК на 14,15,16 этажах большого бизнес центра соединены кабелем и совместно используют файлы, принтеры и другие ресурсы.
№4 Заполните пропуски в следующих высказываниях:
- Основная причина использования компьютерных сетей – возможность ______________ __________________.
- Основными ресурсами, совместно используемыми в сети, являются _________ _____________, такие, как лазерные принтеры.
- Приложения _________ ____________ позволяют пользователям быстро и эффективно взаимодействовать друг с другом.
- В одно ранговой сети каждый ПК может работать и как сервер, и как __________.
- В одно ранговой сети нет выделенных __________________.
- В одно ранговой сети каждый пользователь управляет сетевыми ресурсами своего ПК, поэтому каждого пользователя можно считать ______________________.
- Одно ранговая сеть вполне подойдет, если вопросы ______________ не имеют принципиального значения.
- Стандартной моделью для сети с более 10 пользователями является сеть на основе _______.
- Выделенный сервер – это ПК который не функционирует как _______________.
- Чтобы удовлетворить возрастающие требования пользователей, серверы в больших сетях стали ____________________.
- Термин ____________определяет схему сети.
- В основе любой компоновки сети лежат следующие топологии: _______, __________, ___________.
- Так как при соединении кабеля (чтобы удлинить его) происходит ослабление сигнала, применяют _______________, который усиливает сигнал перед передачей его в следующий отрезок.
- Топология «Шина» является _____________ топологией, при которой ПК не участвуют в передаче данных от отправителя к получателю.
- При топологии «шина» к концам кабеля должны быть подключены __________, которые поглотят сигнал, предотвращая его отражение.
- В сетях с топологией «звезда» сегменты кабеля расходятся от _______________.
- В сетях с топологией «кольцо» все ПК выступают в роли ___________, усиливая сигнал при его передаче.
- Концентраторы которые генерируют и передают сигнал, называются __________.
№5 В высказываниях ответьте «Да» или «Нет»
- В сетях с топологией звезда, отсоединение одного ПК приводит к остановке всей сети.
- Топология кольцо является пассивной.
- В сетях с топологией кольцо используются терминаторы.
- В сетях с топологией «звезда» выход из строя центрального узла, к которому подключены все ПК, приводит к остановке всей сети.
Практическая работа
Работа №1
В компании 8 человек. У каждого сотрудника свой ПК. Чтобы получить необходимую информацию, приходится обращаться с коллегами с устной просьбой или копировать данные с помощью дискет. Все агенты занимаются делами только своих клиентов, и эта информация строго конфиденциальна. Лазерный принтер восьмилетней давности находится у администратора офиса. Каждый агент имеет собственный матричный принтер.
Одновременно с установкой сети решено приобрести высокоскоростной лазерный принтер.
Задача.
Вам поручено установить сеть для этой небольшой компании. Чтобы упростить решение задачи ответьте на следующие вопросы.
Ваше решение
- Какой бы тип сети вы бы использовали в этой компании
Одно ранговая
На основе сервера
- Какая топология больше подходит для этой ситуации
Шина
Кольцо
Звезда
Шина-звезда
Звезда-кольцо
Ответ обосновать.
Работа №2
Ситуация
Кристина посылает документ на печать. Печатается только верхняя половина документа. Больше ни у кого такой проблемы нет: остальные пользователи благополучно печатают похожие документы.
Известные факты
Принтер остался тот же. На нем Кристина всегда печатала документы.
Она привыкла работать в Microsoft Windows for Workgroups, но недавно перешла на новую операционную систему.
Ваше решение
Причина проблемы
Назовите одну причину, из-за которой у Кристины начали возникать проблемы с печатью.
Возможное решение
Какой совет вы могли бы дать Кристине, чтобы восстановить нормальный вывод на печать?