Локальна мережу від і до ...

Комп'ютер в будинку вже давно перестав бути екзотикою. З ним сталося те саме, що і з відеомагнітофонами, імпортними телевізорами, мікрохвильовими печами та іншими електронними "Дивами", які були предметами розкоші якихось сім-вісім років тому - ПК став ширвжитком. І цілком логічно, що в житловому будинку, де хоча б у третини мешканців є комп'ютери, організовується локальна мережа. Як можна використовувати таку міні - ЛОМ? Ну, наприклад, для ігор. Уявіть, наскільки цікавіше стане "Command and Conquer або хоча б стара добра" Dune 2 ", якщо замість дурнуватого "штучного інтелекту", не відає, що діється під носом, проти вас буде грати жива людина. Або, якщо замість, прямо скажемо, тупуватих монстрів "Quake" і "Doom", виступить команда гравців-людей. Якщо ж вам не подобаються ні "стрілялки", ні стратегії, то можете спробувати пройтися в компанії друзів по таємничим підземеллям "Diablo". Не дивно, що багато хто розробники передбачають можливість гри по локальній мережі -- повірте, після мережевих битв всі ваші колишні забави здадуться дитячим лепетом! Але крім ігор, зрозуміло, домашню мережу можна використовувати і для більш серйозних справ. Зокрема, з'являється можливість повноцінно використовувати ресурси підключених до неї комп'ютерів.

Припустимо, вам до зарізу потрібна нова версія якоїсь програми, а диск з нею є у вашого приятеля, комп'ютер якого підключений до мережі. Для встановлення програми на ваш жорсткий диск буде потрібно всього лише зателефонувати йому по телефону (або надіслати електронне письмо) і попросити зробити його дисковод доступним для вас. Тепер ви зможете використовувати його CD-ROM так, як ніби він встановлений на вашій машині. Підключивши ж до мережі ПК з об'ємистим жорстким диском, ви можете зробити його файловим сервером і/або маршрутизатором для підключення локальної сету до Internet. Файловий сервер дасть можливість усім, хто підключений до ЛВС, отримати доступ до сховищ даних. Маршрутизатор, "розводящий" Internet по комп'ютерах мешканців, дозволить в складчину придбати доступ до Мережі по телефонній лінії, а при достатньо великій кількості користувачів - придбати для цього виділений канал. Більше того, якщо у вашому будинку дійсно багато комп'ютерів, а ви маєте в своєму розпорядженні початковим капіталом, можна спробувати зайнятися провайдерських бізнесом. Хто ж відмовиться платити $ 20-30 на місяць за доступ до Internet по виділеній лінії?

Що ж необхідно зробити для побудови ЛОМ? Домашня ЛВС будується практично так само, як і будь-яка інша - Всі сучасні мережі базуються на загальних принципах. Однак у цьому випадку існують деякі особливості, пов'язані з обмеженою можливістю вкладення коштів на її створення та досить низьким навантаженням на мережу. Перш за все - про середовища передачі сигналів, тобто про провідника. Варіантів всього два -- вита пара (twisted pair) або коаксіальний кабель. Розглядати оптоволоконний кабель не має сенсу: і сам кабель, і устаткування для нього досить дорогі, і застосування їх в домашній мережі - просто нерозумна трата коштів. Вита пара являє собою два провідники, скручені між собою з певним кроком. Кабелі різних марок можуть складатися з двох або чотирьох таких пар, а також мати екран з алюмінієвої фольги - екранована вита пара (STP, shielded twisted pair). Неекранований кабель називається UTP - unshielded twisted pair. Найбільш поширені кабелі категорій 3 і 5. Вони різняться між собою в основному кроком завивки провідників і електричними характеристиками. Кабель п'ятої категорії дає змогу передавати дані зі швидкістю 100 Мбіт/с, кабель третьої категорії - 10 Мбіт/с, що визначається коефіцієнтом загасання сигналу в кабелі та взаємним впливом пар. Коаксіальний кабель, що застосовується для прокладання локальних мереж, відрізняється від відомого всім телевізійного величиною хвильового опору, яка дорівнює 50 0м (у телевізійного -- 750м). Розрізняють тонкий (діаметром 0,2 дюйма/5 мм) і товстий (діаметром 0,4 дюйма/10 мм). У ЛВС, як правило, використовується тонкий кабель, монтаж і прокладка якого значно простіше, ніж товстого. Коротко про протоколи фізичного рівня, тобто використовуваних мережним устаткуванням.

Якщо говорити про домашній мережі, побудованої із застосуванням коаксіального чи кабелю кручений пари, то в ній зазвичай використовуються протоколи IEEE 802.3 і Ethernet, сумісні одна з одною. Різниця лише в тому, що більш старий стандарт Ethernet розрахований на роботу тільки з коаксіальним кабелем, у той час як більш пізній IEEE 802.3 допускає використання як коаксіального кабелю, так і витої пари. IEEE 802.3/Ethernet - протоколи конкурентного доступу, в яких застосовано метод CSMA/CD (Carrier Sense, Multiple Access/Collision Detection). Суть його полягає в наступному. Перед початком передачі мережевий адаптер періодично прослуховує канал, очікуючи його звільнення (це і є Carrier Sense), і починає передачу. Після її закінчення канал можуть використовувати інші мережеві адаптери. Якщо ж два мережних адаптера починають передачу одночасно, відбувається колізія-зіткнення сигналів. Виявивши її (Collision Detection), всі учасники "замовкають" і витримують паузу випадкової тривалості, після чого знову прослуховують канал і, якщо він вільний, повторюють передачу.

Існує кілька способів з'єднання комп'ютерів в єдину структуру, вид якої визначає топологію мережі. Основні - це "шина", "зірка" і "кільце", а також поєднання "зірки" і "Шини". При побудові домашніх мереж найчастіше використовується останній. Наочно схему її побудови можна представити у вигляді труби з завареним кінцями, до якої збоку під тиском подається вода. Споживачі отримують воду з кранів, врізаних в трубу. Шина має на увазі якийсь довгий ділянку кабелю, в який, на зразок кранів у водопровідну трубу, "врізані" комп'ютери. На кінцях ділянки знаходяться т.зв. термінатори, що представляють собою звичайні резистори з хвильовим опором 50 0м - вони гасять відображену від кінців кабелю електромагнітну хвилю. Недоліки шинної топології очевидні -- досить пошкодити кабель на будь-якій його ділянці, щоб мережа втратила працездатність ( "вода" витече з "труби"). Під пошкодженням розуміється не тільки обрив кабелю - цілком достатньо поганого контакту в одному з роз'ємів. У Ethernet використовується і тонкий, і товстий коаксіальний кабель. Через загасання сигналу максимальна довжина обмежена 185 м для тонкого кабелю і 500 м для товстого. Однак при використанні хороших мережевих плат можливе збільшення довжини кабелю в півтора-два рази. Слід мати на увазі, що при довжині кабелю більше 500 м стає помітною затримка електромагнітного сигналу. Інше обмеження - кількість підключаються активних пристроїв (пов'язана з ємністю, додається, мережевими пристроями до власної ємності кабелю). Для тонкого кабелю вона складає не більше 30, а для товстого - в межах 100.

"Зірка" - найбільш поширена топологія офісних ЛОМ. Продовжуючи "водопровідні" аналогії, можна порівняти її з системою розподілу води, де від водонапірної башти до кожному споживачеві прокладена окрема труба. У ролі такойбашні з водою виступає т.зв. концентратор (hub) або комутатор (switch), що представляє собою пристрій з кількома роз'ємами для підключення витої пари, а в ролі труб, відповідно, - кабелі UTP чи STP. Гідність такої мережі в тому, що при пошкодженні будь-якого з кабелів мережа продовжує функціонувати, хоча комп'ютер, підключений через пошкоджений кабель, не має доступу до загальних ресурсів. Ще більш важлива перевага - можливість підвищення продуктивності мережі. При умови застосування якісного кабелю і його грамотної прокладки, замінивши активне обладнання на більш швидкісний, замість швидкості 10 Мбіт/с ви отримаєте вдесятеро більшу швидкодію (т.зв. Fast Ethernet -100 Мбіт/с). Недолік мережі "зоряної" топології - це продовження її переваг. Максимально допустима довжина витої пари - 100м, а це означає, що відстань між двома машинами, підключеними до мережі, не може перевищувати 200 м (два максимальних довжини кабелю). Однак цей справді серйозний недолік можна обійти, побудувавши мережу по комбінованої топології "зірка" - "шина", мова про яку піде трохи далі.

Топологія "кільце" застосовується відносно рідко. Типовим (і чи не єдиним) представником ЛОМ з такий топологією є Token Ring. Така мережа працює по протоколу фізичного рівня IEEE 802.5. По суті це така ж "зірка", що й описана вище, з тією різницею, що замість концентратора використовується блок MAU (Multistation Access Unit). Швидкість передачі по мережі Token Ring складає 16 Мбіт/с. Цікавий спосіб розділення доступу до середовища передачі: на відміну від конкуруючого методу CSMA/CD, застосовується т.зв. "Керуючий маркер" (token) -- щось на зразок естафетної палички, що передається по кільцю від машини до машини. Що захопила маркер машина може розпоряджатися мережею протягом деякого часу, після чого передає його наступному комп'ютера. Для домашньої ЛВС більше всього підходить комбінована топологія "зірка" - "шина". У цьому випадку концентратори або комутатори двох і більше "зірок" з'єднуються між собою коаксіальним кабелем або кабелем UTP/STP. Останній варіант звичайно використовується в мережах середньої протяжності або з дуже високою завантаженням.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://al.km.ru/