Локальні мережі

ВСТУП

В умовах ринкової економіки інформація виступає як один знайважливіших товарів. Успіх комерційної і підприємницької діяльностіпов'язаний з муніципальними, банківськими, біржовими інформаційними системами,інформатизацією оптової і роздрібної торгівлі, торгових домів, службуправління працею і зайнятістю, створенням банку даних ринку товарів іпослуг, розвитком центрів довідкової та аналітико-прогнозної котирувальноїінформації, електронної пошти, електронним обміном даними та ін Якправило робота цих систем базується на локальних мережах різноїархітектури або їх об'єднання, що одержали назву корпоративних мереж.

Наявність в офісі, конторі, установі локальної мережі (ЛЗ) створює дляїї користувачів нові можливості інтегрального характеру, завдякисистемам ПК та іншого обладнання мережі.

Організовується автоматизований документообіг (електронна пошта),створюються різні масиви управлінської, комерційної та іншоїінформації загального призначення, і персонально використовуються обчислювальніресурси всієї мережі, а не тільки окремого комп'ютера. З'являютьсяможливості використання різних засобів або інструментів вирішеннярізних завдань (інженерних, фінансових, видавничих і т.д.).

Крім організації внутрішніх служб, ЛС дозволяють організовуватизовнішню, по відношенню до обслуговуваного установі, служби: телексний зв'язок,поштова кореспонденція, електронні дошки оголошень і газети, а такожвихід в регіональні (глобальні) мережі і використання їх послуг.

1. Локальні мережі, як масові комп'ютерні системи

Локальні мережі (ЛЗ) це системи розподіленоїобробки даних, які охоплюють невеликі території (до 10 км) всерединіокремих офісів, фірм, банків, бірж, інших установ. За допомогою загальногоканалу зв'язку ЛС може об'єднувати від десятків до сотень абонентських вузлів,включають комп'ютери, зовнішні запам'ятовуючі пристрої, дисплеї, які друкуютьпристрої, що копіюють пристрої, касові і банківські апарати,інтерфейсні схеми та багато іншого. ЛС можуть підключатися до іншихлокальних і глобальних мереж за допомогою спеціальних шлюзів, мостів,маршрутизаторів, що реалізуються на спеціалізованих пристроях або наперсональних комп'ютерах (ПК) з відповідним програмним забезпеченням.

Сучасна стадія розвитку ЛС характеризується майже повсюднимпереходом від окремих мереж до мереж, які охоплюють все підприємство
(фірму, компанію) і об'єднують різнорідні обчислювальні ресурси в єдинійсередовищі. Такі мережі отримали назву корпоративні.

Найважливішою характеристикою ЛС є швидкість передачі інформації. Уідеалі при посилці і отриманні даних через мережу час відгуку повинен бутитаким же, як якби вони були б отримані з ПК користувача, а не здеякого місця поза мережею. Це вимагає швидкості передачі даних від 1 до 10
Мбіт/с і більше. ЛС ПК повинні не тільки швидко передавати інформацію, а йлегко адаптуватися до нових умов, мати гнучку архітектуру, яка бдозволяла мати у своєму розпорядженні робочі місця там, де потрібно. У користувачівповинна бути можливість додавати і переміщати робочі місця або іншіпристрою мережі, а також відключати їх у разі потреби без переривання вроботі мережі. ЛС повинна зберігати надійність, відмова будь-якого ПК не тількине повинен припиняти роботу системи, але і забезпечувати можливість передачіфункцій що відмовив ПК на інший комп'ютер мережі. Задоволенняперерахованих вимог досягається модульною організацією ЛЗ, якадозволяє будувати комп'ютерні мережі різної конфігурації і різнихможливостей. Основними компонентами ЛС є: робочі станції (РС),плати інтерфейсу мережі (мережні плати), кабелі, сервери мережі. Кожне зпристроїв ЛС підключено до кабелю передачі даних, що дозволяє їмвзаємодіяти. Кабелі можуть бути як простими двожильним телефонними,так і дорогими оптоволоконними. Пристрої мережі з'єднуються кабелями здопомогою мережевих плат.

Специфічними компонентами ЛС є сервери. Вони виконують функціїуправління розподілом мережних ресурсів загального доступу. Сервери-цеапаратно-програмні системи. Апаратним засобом звичайно єдосить потужний ПК, який може бути спеціально як сервер. ЛС можемати декілька серверів для управління мережевими ресурсами, проте завждиповинен бути один або більше файл-сервер або сервер бази даних. Він управляєзовнішніми пристроями, що запам'ятовують загального доступу і дозволяє організуватирозподіл бази даних.

Робочими станціями в ЛС служать, як правило, персональні комп'ютери.
Окремі користувачі (різні посадові особи фірми) реалізують на РСсвої прикладні системи. В основному це певні функціональні завданняабо комплекс завдань. Виконання будь-якої задачі пов'язано з поняттямобчислювального процесу або просто процесу.

Такі територіально-розосереджені та взаємодіючі процеси в
ЛС можуть бути реалізовані на основі двох глобальних концепцій:

1. Встановлюються довільні зв'язки між процесами безфункціональної середовища між ними.

2. Визначається зв'язок тільки через функціональну середу.

Реалізація протоколів зв'язку процесів ЛЗ, як правило, передбачаєвикористання принципу пакетної комутації для обміну інформацією міжвзаємодіючими процесами. При пакетної комутації інформація передподачею розбивається на сегменти (блоки), які представляються у виглядіпакетів певної довжини, що містять крім інформації користувачадеяку службову інформацію, що дозволяє розрізняти пакети і виявлятищо виникають при передачі помилки.

2. КЛАСИФІКАЦІЯ ЛОКАЛЬНИХ МЕРЕЖ

На сьогоднішній день в світі налічується величезна кількість різних
ЛС (як вітчизняних, так і закордонних) і для їх розгляду та порівняннянеобхідно мати систему класифікації. Остаточно усталеноюкласифікації ЛС поки не існує, проте можна виявити певнікласифікаційні ознаки ЛС. До них слід віднести класифікацію запризначенням, типами використовуваних ЕОМ, організації управління, організаціїпередачі інформації, за топологічні ознаками, методам теледоступ,фізичним носіям сигналів, управління доступом до фізичного передавальноїсередовищі та ін

1. За призначенням ЛС можна розділити на наступні:

1) керуючі (організаційними, адміністративними, технологічними та інпроцесами);

2) інформаційні (інформаційно-пошукові);

3) розрахункові;

4) інформаційно-розрахункові;

5) обробки документальної інформації; та ін

2. За типами використовуваних в мережі ЕОМ:

1) однорідні;

2) неоднорідні;

3. За організації мережі:

1) з виділеним сервером:

2) з невиділений сервером (однорангові);

Мережі з виділеним сервером відрізняються простотою забезпечення функційвзаємодії між РС ЛС. Однак вимагає, як правило, виділення підсервер більш потужного комп'ютера, ніж на РС. Найбільш популярна мережа-цемережа NetWare фірми Novell. Робота з цією мережею досить складна і вимагаєспеціальної підготовки-кваліфікації інженера мережі NetWare.

Однорангові мережі не вимагають для свого функціонування досвідченихфахівців. У тимчасових мережах кожен комп'ютер може бути сервером ірозділяти свої ресурси з іншими РС. Найбільш популярна одоранговая мережа --це мережа LANtastic фірми Artisoft і Windows for Workgroups фірми
Microsoft. Вони досить прості в установці навіть для новачків.

У порівнянні з мережами з виділеним сервером однорангові мережі легшевстановлювати і експлуатувати, при однакових можливостях мереж.

До цієї класифікації також можна віднести і штучні мережі. Суть їхполягає в тому, що тільки два комп'ютери з'єднуються кабелем іобмінюються інформацією. Недолік таких мереж - при передачі інформаціїна обох комп'ютера не можна виконувати іншу роботу.

Прикладом штучної мережі може бути програма INTERLINK, що входить доопераційні системи MS DOS 6.0 і 6.2.

4. За топологічні ознаками (конфігурації) ЛС діляться на мережі:

1) з довільною конфігурацією;

2) з кільцевою конфігурацією;

3) з деревовидною конфігурацією;

4) мережі типу "загальна шина".

5. За фізичної передавальної середовищі:

1) кручена пара;

2) багатожильний кабель;

3) коаксіальний кабель;

4) оптичне волокно (світлопроводи).

Вита пара, хоча дешева і широко поширена, завдяки наявності набагатьох об'єктах резервних пар в телефонних кабелях, погано захищена віделектричних перешкод, від несанкціонованого доступу, обмежена вдальності і швидкості подачі даних.

багатожильні кабелі дорожче, ніж кручена пара, але володіють майже такимиж властивості, хоча кілька підвищують швидкість передачі інформації.

Найбільш поширеною середовищем передачі даних в сучасних ЛСє коаксальний кабель. Він простий за конструкцією, має невелику масуі помірну вартість. У той же час має гарну електричноїізоляцією, допускає роботу на досить великих відстанях (кількакілометрів) і високих швидкостях.

Останнім часом все більше знаходять застосування оптоволоконні кабелі
(світлопроводи), які мають ряд переваг. Вони мають невелику масу,здатні передавати інформацію з дуже високою швидкістю, несприйнятливі доелектричних перешкод, складні для несанкціонованого доступу і повністюпожежо-та вибухобезпечний (обгорає тільки оболонка). Однак світлопроводипоки дороги і мають низку тимчасових недоліків.

Радіосреда в ЛС використовується мало через екранування будівель інизькі швидкості передачі, характерних для цього середовища. Гідність цієїсередовища - відсутність кабелів.

Також стає реальним застосування в межах одного приміщенняінфрачервоних променів. Коли встановлена на стелі "інтелектуальналампочка "могла б служити інтерфейсом з мережею будівлі, а також керуватисигналами на локальній "інфрачервоної шині".

3. КОНФІГУРАЦІЯ ЛОКАЛЬНИХ МЕРЕЖ

Конфігурація з'єднання елементів в ЛС найбільш цікава, ніж іншіхарактеристики мережі. Це пов'язано з тим, що саме конфігурація багато в чомувизначає багато найважливіші характеристики мережі - надійність (живучість),продуктивність і ін

Відповідно до одного з підходів до класифікації конфігурації, ЛС ділять надва основні класи:

1. Широкомовні.

2. Послідовні.

У широкомовних конфігураціях кожен ПК передає сигнали, якіможуть бути сприйняті іншими ПК. До таких конфігурацій відносять:

1) загальна шина;

2) дерево;

3) зірка.

У широкомовних конфігураціях повинні застосовуватися порівнянопотужніші приймач і передавач, які можуть працювати з сигналами увеликому діапазоні рівнів. Ця проблема частково вирішується введеннямобмежень на довжину кабельного сегмента і на кількість підключень абовикористанням цифрових повторювачів.

Тип загальна шина (см.ріс.1) дозволяє значно спростити логічну іпрограмну структуру ЛЗ, знизити витрата кабелю.

Конфігурація типу дерево (см.ріс.2) являє собою більш розвиненийваріант конфігурації типу загальна шина. Дерево утворюється шляхом з'єднаннядекількох шин активними повторювачами або мережевими концентраторами
( "Хабами"). Воно володіє необхідною гнучкістю для того, щоб охопитизасобами ЛС кілька будівель на певній території. За наявностіактивних повторювачів відмова одного сегмента не призводить до виходу з ладуінших. У разі відмови повторювача дерево розділяється на дві піддеревіабо на дві шини.

Розвитком конфігурації типу дерево є мережа типу зірка
(см.ріс.3), яку можна розглядати як дерево, що має корінь звідгалуженнями до кожного підключеного пристрою. В ЛС в центрі зіркиможе знаходитися пасивний з'єднувач або хаб - досить прості інадійні пристрої. Зіркоподібні ЛС менш надійні, ніж шина або дерево,але вони можуть бути захищені від порушень в кабелі з допомогою центральногореле, яке відключає що вийшли з ладу кабельні промені. Така зіркавимагає великої кількості кабелю.

У послідовних конфігураціях кожен фізичний підрівеньпередає інформацію тільки одному з ПК. До передавачам або приймачів ПКтут пред'являються більш низькі вимоги, ніж в широкомовних, і нарізних ділянках мережі можуть використовуватися різні види фізичного середовища.

Найбільш поширені послідовні конфігурації:

1) довільна;

2) ієрархічна;

3) кільце;

4) ланцюжок;

5) зірка з "інтелектуальним" центром;

6) сніжинка.

При довільному з'єднання (см.ріс.4) всі пристрої з'єднанібезпосередньо. Кожна лінія може використовувати в собі різні методипередачі. Такий спосіб з'єднання пристроїв цілком задовільний для ЛСз обмеженим числом з'єднань. Перевага цього типу-простота.
Однак він має високу вартість, велике число каналів зв'язку інеобхідність маршрутизації інформації.

У ієрархічному з'єднання (см.ріс.5) проміжні вузли працюють запринципом: "накопи і передай". Переваги даного методу - оптимальнез'єднання елементів мережі. Недоліки - складність логічної та програмноїструктури, різна швидкість передачі інформації на різних рівнях.

У конфігураціях кільце, ланцюжок, зірка з "інтелектуальним" центром,сніжинка (см.ріс.5-9) для правильного функціонування ЛС необхіднапостійна робота всіх блоків. Щоб зменшити цю залежність в коженблок включають реле, блокуючий блок при несправності. Для спрощеннясигнали передаються по кільцю тільки в одному напрямку. Недоліки -уповільнена передача даних (у залежності від числа робочих станцій), меншнадійна. Переваги-простота методів управління, висока пропускназдатність при менших енерговитратах, простота розширення ЛС.

4. ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ МЕРЕЖІ

Мережа-це, в основному, спільне користування або поділ.
Поділ файлів, ресурсів і програм.

Мережа дозволяє користуватися загальною інформацією спільно з іншимикористувачами мережі. Залежно від того, яким чином встановлюєтьсямережа, існує два способи доступу до інформації. Найпростіший спосіб -передати зі свого комп'ютера прямо на інший. Інший - відправити файл надеякий проміжний пункт, де інформація буде знаходитися поки її незабере той, кому вона призначена.

Поділ ресурсів-це значить встановити певні комп'ютерні
(мережеві) ресурси-диск, принтер, Графобудівник, CD-ROM, модем і т.п. --таким чином, щоб всі комп'ютери могли ним користуватися. Диски такожможуть бути розділеними ресурсами. Це економить гроші і засоби. Інодізручніше помістити використовувану програму на загальний диск, ніж зберігати копіюпрограми на кожному ПК (поділ програм). Оскільки навіть в самійпростий мережі можуть виникнути складнощі, необхідна людина, яка буденести відповідальність за те, щоб мережа працювала нормально і не виходила з -під контролю. Ця людина називається адміністратором мережі. У йогообов'язки входить забезпечувати якомога більше вільного місця насерверному диску, підтримувати нормальну роботу сервера, гарантуватиможливість доступу в мережу новим користувачам, розмежовувати доступ дорізних мережевих ресурсів, визначення пріоритетів. Ця людина маєбути гарним організатором.