Мережеві топології. Спосіб управління мережею Види комп'ютерних мереж

В основу класифікації ТВСпокладені найбільш характерні функціональні, інформаційні та структурні ознаки.

За ступенем територіальної розосередженняелементів мережі ( абонентських систем, Вузлів зв'язку) розрізняють глобальні (державні), регіональні і локальні обчислювальні мережі(ГВС, РВС і ЛВС).

За характером функцій, що реалізовуютьсямережі діляться на обчислювальні (основні функції таких мереж - обробка інформації), інформаційні (для отримання довідкових даних за запитами користувачів), інформаційно-обчислювальні, або змішані, в яких в певному, мінливому співвідношенні виконуються обчислювальні й інформаційні функції.

За способом управлінняТВС діляться на мережі з централізованим(В мережі є один або кілька керуючих органів), децентралізованим(Кожна АС має засоби для управління мережею) та змішаним керуванням,в яких в певному поєднанні реалізовані принципи централізованого та децентралізованого управління (наприклад, під централізованим управлінням вирішуються тільки завдання з вищим пріоритетом, пов'язані з обробкою великих обсягів інформації).

За організації передачі інформаціїмережі діляться на мережі з селекцією інформації і маршрутизацією інформації. У мережах з селекцією інформації,споруджуваних на основі моноканалу, взаємодія АС проводиться вибором (селекцією) адресованих їм блоків даних (кадрів): всім АС мережі доступні всі передані в мережі кадри, але копію кадру знімають тільки АС, яким вони призначені. У мережах з маршрутизацією інформаціїдля передачі кадрів від відправника до одержувача може використовуватися кілька маршрутів. Тому за допомогою комунікаційних систем мережі вирішується завдання вибору оптимального (наприклад, найкоротшого по часу доставки кадру адресату) маршруту.

За типом організації передачі данихмережі з маршрутизацією інформації діляться на мережі з комутацією ланцюгів (каналів), комутацією повідомлень і комутацією пакетів. В експлуатації перебувають мережі, в яких використовуються змішані системи передачі даних.

За топології,тобто конфігурації елементів в ТВС, мережі діляться на два класи: широкомовні (рис. 11.1) і послідовні (рис. 11.2). Широкомовні конфігурації і значна частина послідовних конфігурацій (кільце, зірка з інтелектуальним центром, ієрархічна) характерні для ЛВС. Для глобальних і регіональних мереж найбільш поширеною є довільна (Mesh-мережі). Знайшли застосування також ієрархічна конфігурація і "зірка".

В широкомовних конфігураціях в будь-який момент часу на передачу кадру може працювати тільки одна робоча станція (абонентна система). Решта PC мережі можуть приймати цей кадр, тобто такі конфігурації характерні для ЛВС з селекцією інформації. Основні типи широкомовної конфігурації - загальна шина, дерево, зірка з пасивним центром. Головні переваги ЛВС із загальною шиною - простота розширення мережі, простота використовуваних методів управління, відсутність необхідності в централізованому управлінні, мінімальний витрата кабелю. ЛВС з топологією типу "дерево" - це більш розвинений варіант мережі з шинної топологією. Дерево утворюється шляхом з'єднання декількох шин активними повторювачами або пасивними размножителями ( "хабами"), кожна гілка дерева являє собою сегмент. Відмова одного сегмента не призводить до виходу з ладу інших. У ЛВС з топологією типу "зірка" в центрі знаходиться пасивний з'єднувач або активний повторювач -досить прості і надійні пристрої. Для захисту від порушень в кабелі використовується центральне реле, яке відключає вийшли з ладу кабельні промені.

Мал. 11.1.Широкомовні конфігурації мереж: а -загальна шина; б-дерево; в -зірка з пасивним центром

Мал. 11.2.Послідовні конфігурації мереж: а - довільна (чарункова); б-ієрархічна; в -кільце; г -ланцюжок; д - зірка з інтелектуальним центром; е -сніжинка

У послідовних конфігураціях, характерних для мереж з маршрутизацією інформації, передача даних здійснюється послідовно від однієї PC до сусідньої, причому на різних ділянках мережі можуть використовуватися різні види фізичної передавальної середовища.

До передавачів і приймачів тут пред'являються більш низькі вимоги, ніж в широкомовних конфігураціях. До послідовних конфігурацій відносяться: довільна (чарункова), ієрархічна, кільце, ланцюжок, зірка з інтелектуальним центром, сніжинка. У ЛВС найбільшого поширення набули кільце і зірка, а також змішані конфігурації - зоряно-кільцева, зоряно-шинна.

У ЛВС з кільцевою топологією сигнали передаються тільки в одному напрямку, зазвичай проти годинникової стрілки. Кожна PC має пам'ять об'ємом до цілого кадру. При переміщенні кадру по кільцю кожна PC приймає кадр, аналізує його адресний поле, знімає копію кадру, якщо він адресований даної PC, ретранслює кадр. Природно, що все це уповільнює передачу даних в кільці, причому тривалість затримки визначається числом PC. Видалення кадру з кільця здійснюється зазвичай станцією-відправником. В цьому випадку кадр робить по кільцю повне коло і повертається до станції-відправнику, який сприймає його як квитанцію - підтвердження отримання кадру адресатом. Видалення кадру з кільця може здійснюватися і станцією-одержувачем, тоді кадр не робить повного кола, а станція-відправник не одержує квитанції-підтвердження.

Кольцевая.структура забезпечує досить широкі функціональні можливостіЛВС при високій ефективності використання моноканала, низької вартості, простоті методів управління, можливості контролю працездатності моноканала.

У широкомовних і більшості послідовних конфігурацій (за винятком кільця) кожен сегмент кабелю повинен забезпечувати передачу сигналів в обох напрямках, що досягається: в напівдуплексних мережах зв'язку - використанням одного кабелю для почергової передачі в двох напрямках; в дуплексних мережах - за допомогою двох односпрямованих кабелів; в широкосмугових системах - застосуванням різної несучої частоти для одночасної передачі сигналів в двох напрямках.

Глобальні і регіональні мережі, як і локальні, в принципі можуть бути однорідними (гомогенними), в яких застосовуються програмно-сумісні ЕОМ, і неоднорідними (гетерогенними), що включають програмно-несумісні ЕОМ. Однак, враховуючи довжину ГВС і РВС і велика кількістьвикористовуваних в них ЕОМ, такі мережі частіше бувають неоднорідними.

Комп'ютерною мережею називається поєднання двох або більше комп'ютерів. У загальному випадку для створення комп'ютерної мережі необхідно спеціальне апаратне (мережеве обладнання) і програмне забезпечення (мережеві програмні засоби). Найпростіше з'єднання двох комп'ютерів для обміну даними називається прямим з'єднанням. У цьому випадку ніякого додаткового апаратного і програмного забезпеченняне вимагається. Роль апаратного з'єднання виконує стандартний паралельної порт, а все програмне забезпечення вже є в операційній системі. Перевагою прямого з'єднання є його простота, недоліком - низька швидкість передачі даних.

Мережі діляться на локальні і глобальні. Призначення всіх видів мереж має одне призначення - забезпечення спільного доступу до загальних ресурсів: апаратним, програмним та інформаційним (ресурсів даних).

За характером функцій, що реалізовуються мережі поділяються:

На обчислювальні, призначені для вирішення завдань управління на основі обчислювальної обробки вихідної інформації;

Інформаційні, призначені для отримання довідкових даних за запитом користувачів;

Змішані, в яких реалізуються обчислювальні й інформаційні функції.

За способом управління мережі діляться на мережі:

З децентралізованим управлінням - кожен комп'ютер, що входить до складу мережі, включає повний набірпрограмних засобів для координації виконуваних мережевих операцій;

З централізованим управлінням - координація роботи комп'ютерів здійснюється під управлінням єдиної ОС;

Зі змішаним керуванням - під централізованим управлінням ведеться рішення задач, що володіють вищим пріоритетом і, як правило, пов'язаних з обробкою великих обсягів інформації.

Рівні моделі зв'язку:

1. прикладний рівень- користувач за допомогою додатків створює документ.

2. рівень представлення- операційна система комп'ютера фіксує, де знаходяться дані та забезпечує взаємодію з наступним рівнем.

3. сеансовий рівень- комп'ютер взаємодіє з мережею: перевіряє право користувача на вихід в мережу і передає документ до протоколів транспортного рівня.

4. транспортний рівень- документ перетворюється в ту форму, в якій належить передавати дані в мережу використовувати.

5. Мережевий рівеньвизначає маршрут руху даних в мережі.

6. рівень з'єднаннянеобхідний для того, щоб промодулірованной сигнали відповідно до даних, отриманими з мережевого рівня. У комп'ютері ці функції виконує мережева карта або модем.

7. фізичний рівень. На цьому рівні відбувається реальна передача даних. Тут немає ні документів, ні пакетів, ні байтів - тільки біти. Відновлення документа відбувається поступово, при переході з нижнього рівня на верхній. Засоби фізичного рівня лежать за межами комп'ютера. У локальних мережах це обладнання самої мережі. При віддаленого зв'язку з використанням модемів це лінії телефонного зв'язку, Комутаційне обладнання і т.п.

Різні рівні протоколів сервера і клієнта не взаємодіють один з одним безпосередньо, але вони взаємодіють через фізичний рівень. Поступово переходячи з верхнього рівняна нижній, дані безперервно перетворюються. Це і створює ефект віртуальної взаємодії рівнів між собою. Однак незважаючи на віртуальність, це все-таки сполуки, через які теж проходять дані. На віртуальних з'єднаннях засновані всі служби сучасного Інтернету.

Локальні обчислювальні мережі (ЛОМ).Якщо комп'ютери знаходяться недалеко один від одного, використовують загальний комплект мережевого обладнанняі управляються одним пакетом програмного забезпечення, то таку мережу називають локальною. Створення локальних мереж характерно для окремих підрозділів підприємств. Розглянемо організацію обміну інформацією моделі взаємодії в ЛВС.

У серверних ЛВС реалізовані дві моделі взаємодії користувачів з робочими станціями: модель файл-сервері модель клієнт-сервер.У першій моделі сервер забезпечує доступ до файлів бази даних для кожної робочої станції, і на цьому його робота закінчується. Наприклад, якщо використовується база даних типу файл-сервер для отримання відомостей про платників податків, які проживають на будь-якої конкретної вулиці Москви, по мережі буде передана вся таблиця по територіальному округу, і вирішувати, які записи в ній відповідають запиту, а які ні, доводиться самої робочої станції. Таким чином, робота моделі «файл-сервер» призводить до перевантаження мережі.

Усунення цих недоліків досягається в моделі «клієнт-сервер». В цьому випадку прикладна система ділиться на дві частини: зовнішню, звернену до користувача і звану клієнтом, і внутрішню, яка обслуговує і звану сервером. Сервером є машина, що володіє ресурсами і надає їх, а клієнтом - потенційний споживач цих ресурсів. Роль ресурсів може грати файлова система(Файловий сервер), процесор (обчислювальний сервер), база даних (сервер бази даних), принтер (принтер-сервер) і ін. Так як сервер (або сервери) обслуговує одночасно багатьох клієнтів, то на серверному комп'ютері повинна функціонувати багатозадачна операційна система.

У моделі «клієнт-сервер» сервер відіграє активну роль, бо його програмне забезпечення змушує сервер «спочатку подумати, а потім зробити». Потоки інформації, що течуть по мережі, стають меншими, оскільки сервер спочатку обробляє запити, а потім посилає клієнту те, в чому він потребує. Сервер також контролює допустимість звернення до записів на індивідуальній основі, що забезпечує більшу безпеку даних.

У моделі «клієнт-сервер», створеної на основі ПЕОМ, пропонується наступне:

· Мережу містить значну кількість серверів і клієнтів;

· Основу обчислювальної системи складають робочі станції, кожна з яких функціонує як клієнт і запитує інформацію, яка знаходиться на сервері;

· Користувач системи звільнений від необхідності знати, де знаходиться необхідна йому інформація, він просто запитує те, що йому потрібно;

· Система реалізується у вигляді відкритої архітектури, що об'єднує ЕОМ різних класів і типів з різними системами.

Конфігурація ЛВС.конфігурація локальної мережіназивається топологією. Найбільш поширені такі топології:

- шина- одна з машин служить в якості системного обслуговуючого пристрою, що забезпечує централізований доступ до загальних файлів, Баз даних і до інших обчислювальних ресурсів;

- кільце- інформація по кільцю може передаватися тільки в одному напрямку;

- зірка(Радіальна) - в центрі мережі розміщується комутуючі пристрій, що забезпечує життєздатність системи;

- сніжинка(Багатозв'язна) - топологія з файловим сервером для різних робочих груп і один центральний сервер для всієї мережі;

- ієрархічна(Дерево) - утворюється шляхом з'єднання декількох шин з кореневою системою, де розміщуються найважливіші компоненти ЛВС.

На практиці частіше зустрічаються гібридні ЛВС, пристосовані до вимог конкретного замовника і поєднують фрагменти різних топологій. Локальні мережі можна об'єднувати один з одним, навіть якщо між ними дуже великі відстані. При цьому використовуються звичайні засоби зв'язку: телефонні лінії, радіостанції, волоконно-оптичні лінії, супутниковий зв'язок та ін. При з'єднанні двох або більше мереж між собою утворюється глобальна мережа. Глобальна мережа може охоплювати місто, область, країну, континент і всю земну кулю. У тих випадках, коли мережі, що працюють по різних протоколах перетинаються, виникає необхідність в перекладі даних з формату, прийнятого в одній мережі, в формат, прийнятий в іншій мережі. Комп'ютери або програми, які виконують цю функцію, називають шлюзами. Якщо об'єднують мережі, що використовують однакові протоколи, то обладнання, яке коштує між ними, називають мостами.

Методи доступу в ЛВС.За методами в мережі виділяються такі найпоширеніші мережі, як Ethernet, ArcNet, Token Ring.

Ethernet- метод множинного доступу. Перед початком передачі робоча станція визначає, вільний канал або зайнятий. Якщо вільний, то станція починає передачу. для даного методувикористовується топологія «шина». Повідомлення, що відправляється однією робочою станцією, приймається одночасно всіма іншими станціями, підключеними до загальної шині. Повідомлення ігнорується усіма станціями, крім відправника та адресата.

ArcNet -використовується в ЛВС із зіркоподібною топологією. Один з ПК створює спеціальний маркер, який послідовно передається від одного ПК до іншого. Якщо станція передає повідомлення іншій станції, вона повинна дочекатися маркера і додати до нього повідомлення, доповнене адресами відправника і призначення. Коли пакет дійде до станції призначення, повідомлення буде відокремлено від маркера і передано станції.

Token Ring- розрахований на кільцеву структуру і також використовує маркер, який передається від однієї станції до іншої. Але при ньому є можливість призначати різні пріоритети різним робочим станціям. При цьому методі маркер переміщається по кільцю, даючи послідовно розташованим на ньому комп'ютерів право на передачу.

Забезпечення безпеки інформації в обчислювальних мережах.При підключенні локальної мережі до глобальної мережі важливу роль відіграє поняття мережевої безпеки. Повинен бути обмежений доступ в локальну мережу для сторонніх осіб ззовні, а також обмежений вихід за межі локальної мережі для співробітників підприємства, які не мають відповідних прав. Для забезпечення мережевої безпеки між локальної та глобальною мережею встановлюють брандмауери - комп'ютери або програми, що перешкоджають несанкціонованому переміщенню даних між мережами.

Глобальна інформаційна мережа Інтернет.Інтернет у вузькому сенсі - це об'єднання мереж. Однак в останні роки у цього слова з'явився і більш широкий зміст: Всесвітня комп'ютерна мережа. Інтернет можна розглядати у фізичному сенсі, як кілька мільйонів комп'ютерів, пов'язаних один з одним всілякими лініями зв'язку. Однак такий фізичний погляд дуже вузьке.

Інтернет являє собою якесь інформаційний простір, всередині якого здійснюється безперервна циркуляція даних. У цьому сенсі його можна порівняти з теле- і радіоефіром, хоча є очевидна різниця в тому, що в ефірі ніяка інформація зберігатися не може, а в Інтернеті вона переміщується між комп'ютерами, складовими вузли мережі, і якийсь час зберігається на жорстких дисках. Розглянемо принципи функціонування Інтернет.

Народженням Інтернету прийнято вважати 1983 рік. Цього року відбулися революційні зміни в програмному забезпеченні комп'ютерного зв'язку. Днем народження в сучасному розумінні цього слова стала дата стандартизації протоколу зв'язку TCP / IP, що лежить в основі Всесвітньої мережі по нинішній день.

Протокол TCP - протокол транспортного рівня. Він керує тим, як відбувається передача інформації. Згідно з протоколом TCP, що відправляються дані "нарізаються" на невеликі пакети, після чого кожен пакет маркується таким чином, щоб в ньому були дані, необхідні для правильного складання документа на комп'ютері одержувача.

Протокол IP - адресний. Він належить мережевого рівня і визначає, куди відбувається передача. Його суть полягає в тому, що у кожного учасника Всесвітньої мережі повинен бути своя унікальна адреса (IP-адреса). Ця електронна адреса виражається чотирма байтами. Кожен комп'ютер, через який проходить TCP-пакет може за цими чотирма числами визначити, кому з найближчих сусідів треба переслати пакет, щоб він виявився «ближче» до одержувача. В результаті кінцевого числа перекидань пакет досягає потрібної адреси.

Основні інформаційні ресурси Інтернет:

1. Віддалений доступдо ресурсів мережі TELNET.Історично однією з ранніх є служба віддаленого управління комп'ютером Telnet. підключившись до віддаленого комп'ютерапо протоколу цієї служби, можна управляти його роботою. Таке управління ще називають консольним або термінальним. Часто протоколи Telnet застосовують для дистанційного керуваннятехнічними об'єктами.

2. Електронна пошта:

- Електронна пошта (E-Mail).Поштові сервера отримують повідомлення від клієнтів і пересилають їх по ланцюжку до поштових серверів адресатів, де ці повідомлення накопичуються. При встановленні з'єднання між адресатом і його поштовим сервером відбувається автоматична передача повідомлень, що надійшли на комп'ютер адресата. Поштова служба заснована на двох протоколах: SMTP і POP3. По першому відбувається відправка кореспонденції з комп'ютера на сервер, а по другому - прийом повідомлень, що надійшли. Існує велика різноманітність клієнтських постових програм.

- Списки розсилки (Mail List).Це спеціальні тематичні сервери, які збирають інформацію з певних тем і переправляють її передплатникам у вигляді повідомлень електронної пошти. Списки розсилки дозволяють ефективно вирішувати питання регулярної доставки даних.

- Служба телеконференцій (Usenet).Служба телеконференцій схожа на циркулярну розсилку електронної пошти, в ході якої одне повідомлення відправляється великій групі. Такі групи називаються телеконференції або групами новин. Повідомлення, спрямовані на сервер групи новин, відправляються з нього на всі сервери, з якими він пов'язаний, якщо на них даного повідомленнянемає. На кожному з серверів що надійшло повідомлення зберігається обмежений час, І всі бажаючі можуть з ним ознайомитися. Щодня в світі створюються близько мільйона повідомлень для груп новин. Вся система телеконференцій розбита на тематичні групи.

3. Технологія World Wide Web (WWW).Служба World Wide Web (WWW). Це найпопулярніша служба сучасного Інтернету. Це єдиний інформаційний простору, що складається з сотень мільйонів взаємозв'язаних електронних документів, що зберігаються на Web-серверах. Окремі документи, що становлять Web-простір, називають Web-сторінками. Групи тематичних Web-сторінок називають Web-вузлами. Один фізичний Web-сервер може містити досить багато Web-вузлів, кожному з яких, зазвичай, відводиться окремий каталог на жорсткому диску сервера. Програми для перегляду Web-сторінок називають браузерами або оглядачами. Браузер виконує відображення документа на екрані, керуючись командами, які автор впровадив в текст. Такі команди називаються тегами. Правила запису тегів містяться в специфікації особливого мови розмітки, званого мовою розмітки гіпертексту - HTML. Існує можливість впровадження в гіпертекст графічних і мультимедійних документів.

Найбільш важливою рисою Web-сторінок є гіпертекстові посилання. З будь-яким фрагментом тексту можна пов'язати інший Web-документ, тобто встановити гіперпосилання. Гіпертекстова зв'язок між сотнями мільйонів документів є основою існування логічного простору World Wide Web. Адреса будь-якого файлу у всесвітньому масштабі визначається уніфікованим покажчиком ресурсу - URL. Адреса URL складається з трьох частин:

Вказівка ​​протоколу служби, яка здійснює доступ до даного ресурсу. Для WWW прикладним є протокол HTTP (http: // ...);

Вказівка ​​доменного імені сервера, на якому зберігається даний ресурс (http://www.abcde.com);

Вказівка ​​повного шляху доступу до файлу на даному комп'ютері(Http://www.abcde.com/Files/New/abcdefg.zip).

Саме в формі URL і пов'язують адресу ресурсу з гіпертекстовими посиланнями на Web-сторінках. При натисканні на гіперпосилання браузер посилає запит для пошуку і доставки ресурсу, зазначеного в посиланні.

4. Служба імені доменів (DNS). IP-адреса зручний для комп'ютера, але незручний для людей, тому існує більш зручна форма запису, яка використовує систему доменів. Наприклад: www.microsoft.com, microsoft- доменне ім'ясервера - отримано при реєстрації, com - суфікс, що визначає приналежність домена. Найбільш поширені такі суфікси: com - сервер комерційної організації; gov - сервер урядової організації; edu - сервер навчального закладу. Така система прийнята в США, в інших країнах замість типу сервера вказують код країни, наприклад Росія - ru. Необхідний переклад доменних імен в IP-адреси. Цим і займаються сервери служби імен доменів.

4. Обмін файлами по протоколу FTP:

- Служби передачі файлів (FTP).Прийом і передача файлів становить значний відсоток від інших послуг Інтернету. Служба FTP має свої сервери, на яких зберігаються архіви даних.

- Служба IRC (чати, чат-конференції).Призначена для прямого спілкування кількох людей в режимі реального часу.

- Служба ICQ.Це служба призначена для пошуку мережної IP-адреси людини, підключеного в даний момент до Інтернету. Необхідність в подібній послузі пов'язана з тим, що більшість користувачів не мають постійної IP-адреси. Для користування цією службою треба зареєструватися на її центральному сервері і отримати ідентифікаційний номер (UIN). Знаючи UIN адресата, але не знаючи його поточний IP-адреса, можна облямувати йому повідомлення. В цьому випадку ICQ-служба набуває характеру Інтернет-пейджера.

Класифікація ЛВС

Локальні мережі можна класифікувати за:

• рівню управління;
• призначенням;
• однорідності;
• адміністративних відносин між комп'ютерами;
• топології;
• архітектурі.

За рівнем управління виділяють наступні ЛВС :

• ЛВС робочих груп, які складаються з декількох ПК, що працюють під однією операційною системою. У такій ЛВС, як правило, є кілька виділених серверів: файл-сервер, сервер друку;
• ЛВС структурних підрозділів (відділів). Дані ЛВС містять кілька десятків ПК і сервери типу: файл-сервер, сервер друку, сервер баз даних;
• ЛВС підприємств (фірм). Ці ЛВС можуть містити понад 100 комп'ютерів і сервери типу: файл-сервер, сервер друку, сервер баз даних, поштовий сервер та інші сервери.

За призначенням мережі поділяються на :

• обчислювальні мережі, призначені для розрахункових робіт;
• інформаційно-обчислювальні мережі, які призначені, як для ведення розрахункових робіт, так і для надання інформаційних ресурсів;
• інформаційно-радять, які на основі обробки даних виробляють інформацію для підтримки прийняття рішень;
• інформаційно-керуючі мережі, які призначені для управління об'єктів на основі обробки інформації.

За типами використовуваних комп'ютерів можна виділити:

• однорідні мережі, які містять однотипні комп'ютери та системне програмне забезпечення;
• неоднорідні мережі, які містять різнотипні комп'ютери та системне програмне забезпечення.

За адміністративним відносинам між комп'ютерами можна виділити:

• Локальної мережі з централізованим управлінням (з виділеними серверами);
• ЛВС без централізованого управління (децентралізовані) або однорангові (однорівневі) мережі.

У локальних мережах з централізованим управлінням сервер забезпечує взаємодії між робочими станціями, виконує функції зберігання даних загального користування, організує доступ до цих даних і передає дані клієнтові. Клієнт обробляє отримані дані і надає результати обробки користувачеві. Необхідно відзначити, що обробка даних може здійснюватися і на сервері.

Локальні мережі з централізованим управлінням, в яких сервер призначений тільки для зберігання і видачі клієнтам інформації за запитами, називаються мережами з виділеним файл-сервером. Системи, в яких на сервері поряд зі зберіганням здійснюється і обробка інформації, називаються системами «клієнт-сервер».

Необхідно відзначити, що в серверних локальних мережах клієнту безпосередньо доступні тільки ресурси серверів. Але робочі станції, що входять в локальної мережі з централізованим управлінням, можуть одночасно організувати між собою однорангову локальну мережу з усіма її можливостями.

Програмне забезпечення, що управляє роботоюЛокальної мережі з централізованим управлінням, складається з двох частин:

• мережевий операційної системи, яка встановлюється на сервері;
• програмного забезпечення на робочій станції, що представляє набір програм, що працюють під управлінням операційної системи, яка встановлена ​​на робочій станції. При цьому на різних робочих станціях в одній мережі можуть бути встановлені різні Операційні системи.

У великих ієрархічних локальних мережах в якості мережевих ОС використовуються UNIX та LINUX, які є більш надійними. Для локальних мереж середнього масштабу найбільш популярною мережевий ОС є Windows 2008 Server.

Залежно від способів використання сервера в ієрархічних мережах розрізняють сервери наступних типів:

• Файловий сервер. У цьому випадку на сервері знаходяться спільно оброблювані файли або (і) спільно використовувані програми.
• Сервер баз даних. На сервері розміщується мережева база даних.
• Принт-сервер. До комп'ютера підключається досить продуктивний принтер, на якому може бути роздрукована інформація відразу з декількох робочих станцій.
• Поштовий сервер. На сервері зберігається інформація, що відправляється і отримується як по локальній мережі.

переваги:

• вище швидкість обробки даних;
• володіє надійною системою захисту інформації та забезпечення секретності;
• простіше в управлінні у порівнянні з однорангових мережами.

недоліки:

• мережу дорожче через виділеного сервера;
• менш гнучка в порівнянні з рівноправною мережею.

Всі комп'ютери в локальній мережі з'єднані лініями зв'язку. Геометричне розташування ліній зв'язку щодо вузлів мережі і фізичне підключеннявузлів до мережі називається фізичною топологією. Залежно від топології розрізняють мережі: шинної, кільцевої, зоряної, ієрархічної та довільної структури.

Розрізняють фізичну і логічну топологію. Логічна і фізична топології мережі незалежні один від одного. Фізична топологія - це геометрія побудови мережі, а логічна топологія визначає напрямки потоків даних між вузлами мережі і способи передачі даних.

Всі існуючі конфігурації можна розділити на два основні класи: широкомовні і послідовних.

У разі широкомовної конфігурації ЛВС сигнали, що передаються одним пристроєм підключення до фізичної середовищі, сприймаються усіма іншими. У широкомовної ЛВС в довільний момент часу може працювати тільки одна станція. Всі робочі станції можуть безпосередньо вступати в контакт з будь-якою робочою станцією, наявною в мережі.

Для побудови широкомовної конфігурації необхідно застосування порівняно потужних приймачів і передавачів. Отже, з'являється необхідність обмеження довжини кабельних сегментів і числа підключень. У разі перевищення обмежень застосовується аналоговий підсилювач або цифровий повторювач. Крім того, кошти підключення до фізичної середовищі вибираються такими, які не викликають значного ослаблення сигналу.

Основні типи широкомовних топологій «шина», «дерево» і «зірка» показані на схемах (малюнок 3).

Малюнок 3 - Типи широкомовних топологій:

а) «шина»; б) «дерево»; в) «зірка»

У разі послідовних конфігурації ЛВС кожен пристрій підключення до фізичної середовищі передає інформацію тільки одному пристрою. При цьому знижуються вимоги до передавачів і приймачів, оскільки всі станції активно беруть участь в передачі.

Основні типи послідовних топологій: «кільце», «ланцюжок», «сніжинка» і «сітка» показані на схемі (рисунок 4).

Малюнок 4 - Типи послідовних топологій «кільце», «ланцюжок», «сніжинка» і «сітка»

Розглянемо наступні фізичні топології:

• фізична «шина» (bus);
• фізична «зірка» (star);
• фізичне «кільце» (ring);

Шинна топологія

• легко підключити новий ПК;
• є можливість централізованого управління;
• мережу стійка до несправностей окремих ПК і до розривів з'єднання окремих ПК.

Недоліки мереж топології «зірка»:

• відмова хаба впливає на роботу всієї мережі;
• велика витрата кабелю;

Топологія «кільце»

У мережі з топологією кільце все вузли з'єднані каналами зв'язку в нерозривне кільце (необов'язково окружність), по якому передаються дані. Вихід одного ПК з'єднується з входом іншого ПК. Почавши рух з однієї точки, дані, в кінцевому рахунку, потрапляють на його початок. Дані в кільці завжди рухаються в одному і тому ж напрямку.

Приймаюча робоча станція розпізнає і отримує тільки адресований їй повідомлення. У мережі з топологією типу фізичне кільце використовується маркерний доступ, який надає станції право на використання кільця у визначеному порядку. Логічна топологія даної мережі - логічне кільце.

Дану мережу дуже легко створювати і налаштовувати. До основного недоліку мереж топології кільце є те, що пошкодження лінії зв'язку в одному місці або відмова ПК призводить до непрацездатності всієї мережі.

Як правило, в чистому вигляді топологія «кільце» не застосовується через свою ненадійність, тому на практиці застосовуються різні модифікації кільцевої топології.

Загалом ІТ-інфраструктуру різних підприємств можна розрізняти по:

• масштабу;
• складом компонентів;
• рівнем обладнання і т.д.

Виходячи з цього, окремі види ІТ-інфраструктур можна представити у вигляді базових конфігурацій, які відображені на малюнках 5, 6 і 7.

Малюнок 5 - Невелика локальна мережа.

Невелика локальна мережа. Зазвичай складається з 1-3 серверів, мережевих комутаторів, 5-30 робочих станцій.

Малюнок 6 - Локальна мережа та телефонна мережа з МініАТС.

Локальна мережа та телефонна мережа з МініАТС. Включає всі компоненти «невеликої локальної мережі» з додаванням внутрішньої МініАТС для комутації телефонів всередині офісу

Малюнок 7 - Локальна мережа та цифрова телефонна мережа на декількох об'єктах.

Локальна мережа та цифрова телефонна мережа на кількох об'єктах, об'єднана в віртуальну приватну мережу. Локальна мережа організації використовується для IP-телефонії. Можливе об'єднання цифрових телефонних мереж підрозділів організації через Інтернет за допомогою віртуальних приватних мереж.

Рівень підготовки фахівців, які обслуговують ІТ-інфраструктуру підприємств повинен бути дуже високим, що вимагає відповідальності за роботу, від якої буде залежати функціонування і безпеку корпоративних комп'ютерних мереж.

Об'єднання комп'ютерів і пристроїв в мережу може здійснюватися різними способамиі засобами. За складом своїх компоненов, способам їх сполуки, сфері використання та іншими ознаками мережі можна розбити на класи таким чином, щоб приналежність описуваної мережі до того чи іншого класу досить повно могла характеризувати властивості і якісні параметри мережі.

Однак такого роду класифікація мереж є досить умовною. Найбільшого поширення на сьогодні отримало поділ комп'ютерних мереж за ознакою територіального розміщення. За цією ознакою мережі діляться на три основні класи:

LAN (Local Area Networks) - локальні мережі;

MAN (Metropolitan Area Networks) - регіональні (міські або корпоративні) мережі;

WAN (Wide Area Networks) - глобальні мережі.

Локальна мережа (ЛЗ) - це комунікаційна система, що підтримує в межах будівлі або деякої іншої обмеженій території один або кілька високошвидкісних каналів передачі цифрової інформації, що надаються підключеним пристроям для короткочасного монопольного використання. Території, що охоплюються ЛЗ, можуть істотно різнитися.

Довжина ліній зв'язку для деяких мереж може бути не більше 1000 м, інші ж ЛЗ в змозі обслужити ціле місто. Обслуговуються територіями можуть бути як заводи, суду, літаки, так і установи, університети, коледжі. В якості середовища, як правило, використовуються коаксіальні кабелі, хоча все більшого поширення набувають мережі на кручений парі і оптоволокне, а останнім часом також стрімко розвивається технологія бездротових локальних мереж, в яких використовується один з трьох видів випромінювань: широкосмугові радіосигнали, малопотужне випромінювання надвисоких частот (НВЧ випромінювання) і інфрачервоні промені.

невеликі відстаніміж вузлами мережі, яка використовується передає середовище і пов'язана з цим мала ймовірність появи помилок в переданих даних дозволяють підтримувати високі швидкості обміну - від 1 Мбіт / с до 100 Мбіт / с (в даний час вже є промислові зразки ЛЗ зі швидкостями порядку 1 Гбіт / с ).

Регіональні мережі, як правило, охоплюють групу будівель і реалізуються на оптоволоконних або широкосмугових кабелях. За своїми характеристиками вони є проміжними між локальними і глобальними мережами.

Глобальні мережі, на відміну від локальних, як правило, охоплюють значно більші території і навіть більшість регіонів земної кулі (прикладом може служити мережа Internet). В даний час в якості середовища в глобальних мережах використовуються аналогові або цифрові провідні канали, а також супутникові канали зв'язку (зазвичай для зв'язку між континентами). Обмеження по швидкості передачі і відносно низька надійність аналогових каналів, що вимагає використання на нижніх рівнях протоколів засобів виявлення та виправлення помилок, істотно знижують швидкість обміну даними в глобальних мережах у порівнянні з локальними.

Існують і інші класифікаційні ознаки комп'ютерних мереж. Так наприклад:

- по сфері функціонування мережі можуть бути розділені на банківські наукових установ, університетські;

- за формою функціонування можна виділити комерційні та безкоштовні мережі, Корпоративні та загального користування;

- за характером функцій, що реалізовуються мережі поділяються на обчислювальні (призначені для вирішення завдань управління на основі обчислювальної обробки вихідної інформації); інформаційні (призначені для отримання довідкових даних за запитом користувачів); змішані (в них реалізуються обчислювальні й інформаційні функції);

- за способом управління обчислювальні мережі поділяються на мережі з децентралізованим, централізованим і змішаним управлінням. У першому випадку кожна ЕОМ, що входить до складу мережі, включає повний набір програмних засобів для координації виконуваних мережевих операцій. Мережі такого типу складні і досить дорогі, так як операційні системи окремих ЕОМ розробляються з орієнтацією на колективний доступ до загального полю пам'яті мережі. В умовах змішаних мереж під централізованим управлінням ведеться рішення задач, що володіють вищим пріоритетом і, як правило, пов'язаних з обробкою великих обсягів інформації.

локальні мережі

Локальна мережа створюється, як правило, для спільного використанняресурсів ЕОМ або даних (зазвичай в одній організації). З технічної точки зору локальна мережа - сукупність комп'ютерів і каналів зв'язку, які об'єднують комп'ютери в структуру з певною конфігурацією, а також мережевого програмного забезпечення, який керує роботою мережі. Спосіб з'єднання комп'ютерів в локальну мережу називається топологією.

Топологія багато в чому визначає багато важливих властивості мережі, наприклад такі, як надійність (живучість), продуктивність і ін. Існують різні підходи до класифікації топологій мереж. За продуктивністю вони діляться на два основні класи: широкомовні і послідовні.

У широкомовних конфігураціях кожен комп'ютер передає сигнали, які можуть бути сприйняті іншими комп'ютерами. До таких конфігурацій відносяться топології «загальна шина», «дерево», «зірка з пасивним центром». Мережа типу «зірка з пасивним центром» можна розглядати як різновид «дерева», що має корінь з відгалуженням до кожного підключеного пристрою.

У послідовних конфігураціях кожен фізичний підрівень передає інформацію тільки одному ПК. Прикладами послідовних конфігурацій є: довільна (довільне з'єднання комп'ютерів), ієрархічна, «кільце», «ланцюжок», «зірка з інтелектуальним центром», «сніжинка» і інші.

Топологія «Шина»

Малюнок 10.2. Шинна топологія локальної мережі

При такому з'єднанні обмін може здійснюватися між будь-якими комп'ютерами мережі, незалежно від інших. При пошкодженні зв'язку одного комп'ютера із загальною шиною, цей комп'ютер відключається від мережі, але вся мережа працює. У цьому сенсі мережа досить стійка, але якщо пошкоджується шина, то вся мережа виходить з ладу.

Топологія «Кільце»

Малюнок 10.3. Кільцева топологія локальної мережі

При цьому з'єднанні дані також передаються послідовно від комп'ютера до комп'ютера, але в порівнянні з простим послідовним з'єднанням дані можуть передаватися в двох напрямках, що підвищує стійкість до неполадок мережі. Один розрив не виводить мережу з ладу, але два розриву роблять мережу неробочий. Кільцева мережа досить широко застосовується, в основному через високій швидкостіпередачі даних. Кільцеві мережі найшвидкісніші.

Топологія «Зірка»

Малюнок 10.4. Зіркоподібна топологія локальної мережі

При з'єднанні зіркою мережа дуже стійка до пошкоджень. При пошкодженні одного із з'єднань від мережі відключається тільки один комп'ютер. Крім того, ця схема з'єднання дозволяє створювати складні розгалужені мережі. Пристрої, які дозволяють організовувати складні структури мереж, називаються концентраторами і комутаторами.

Залежно від масштабованості мережі, буде залежати, яким способом на даному підприємстві, буде відбуватися управління мережі. Існує кілька способів управління. Локальні обчислювальні мережі за способом управління поділяються на дві підгрупи: однорангові і ієрархічні (багаторівневі) мережі.

однорангові мережі

У тимчасової мережі всі комп'ютери рівноправні: немає ієрархії серед комп'ютерів і немає виділеного (dedicated) сервера. Як правило, кожен комп'ютер функціонує і як клієнт, і як сервер; інакше кажучи, немає окремого комп'ютера, відповідального за адміністрування всієї мережі. Усі користувачі самостійно вирішують, які дані на своєму комп'ютері зробити загальнодоступними по мережі.

Однорангові мережі називають також робочими групами. Робоча група це - невеликий колектив, тому в тимчасових мережах найчастіше не більше 30 комп'ютерів. Однорангові мережі відносно прості.

Оскільки кожен комп'ютер є одночасно і клієнтом, і сервером, немає необхідності в потужному центральному сервері або в інших компонентах, обов'язкових для більш складних мереж.

Однорангові мережі зазвичай дешевше мереж на основі сервера, але вимагають більш потужних (і дорожчих) комп'ютерів. У мережі вимоги до продуктивності і до рівня захисту для мережевого програмного забезпечення, як правило, нижче, ніж в мережах з виділеним сервером.

Малюнок 5. Тимчасова мережа

ієрархічні мережі

В ієрархічних мережах є один або кілька серверів, на яких зберігається інформація, спільно використовувана різними користувачами. З метою підвищення надійності зберігання інформації на сервері може бути встановлено два працюють паралельно і дублюючих один одного диска,

при цьому в разі відмови одного з них в роботу автоматично включається інший. Залежно від способів використання сервера в ієрархічних мережах розрізняють сервери наступних типів:

Файловий сервер. У цьому випадку на сервері знаходяться спільно оброблювані файли або (і) спільно використовувані програми. Одним із прикладів застосування файлового сервера є розміщення на ньому програм MS Office. У цьому випадку на робочих станціях знаходиться тільки невелика (клієнтська) частина цих програм, що вимагає незначних ресурсів. Програми, що допускають такий режим роботи, називаються програмами з можливістю інсталяції в мережі.

Сервер баз даних. У цьому випадку на сервері розміщується база даних (наприклад, Консультант Плюс, Гарант, Рахунки клієнтів банку та ін.). База даних на сервері може поповнюватися з різних робочих станцій або (і) видавати інформацію по запитах з робочої станції.

Клієнти Ієрархічної мережі можуть використовувати операційні системи: Windows XP, Windows Vista, Windows 7, для серверів необхідні спеціальні серверні версії операційних систем.

Малюнок 6. Ієрархічна мережа

В нашому сервісному центрібуде використовуватися ієрархічна мережа. Для нашого випадку це самий підходящий варіант. Щоб наша мережа не перетворилася в інформаційну «смітник», а також, щоб підвищити надійність зберігання інформації, необхідно мати кілька серверів. В даному випадку файловий сервер, інтернет сервер і сервер баз даних. На сервері будуть розміщуватися програми MS Office, 1С та інші, а на робочих станціях, буде знаходитися тільки невелика (клієнтська) частина цих програм, що вимагає незначних ресурсів. Також необхідно кожному користувачеві виділити його права, в локальній мережі.