Главная страницаОбратная связьКарта сайта

Локальные сети и беспроводные сети

Локальные сети
Типы сетей
Беспроводные сети
Обзор сетевых протоколов


Основные темы этой главы

В этой главе внимание читателя концентрируется на создании одноранговой сети — самого недорогого и простого в установке варианта локальной сети для дома или небольшого офиса. Этот тип сети можно создать на базе любой современной версии Windows — от Windows 9х и NT до Windows Vista. Вы узнаете, что большинство одноранговых сетей легко преобразо­вать в сети типа клиент/сервер”, добавив к ним выделенный сервер и установив соответствующее программное обеспечение.

Таким образом, в данной главе приведена практическая информация, необходимая для создания небольшой сети для дома, офиса или рабочей группы. В то же время вопросы безопасности, управления пользователями и другие темы, которые могут заинтересовать администраторов корпоративной сети на базе Linux, Unix, Windows NT Server, Windows 2000 Server, Windows Server 2003 или Novell NetWare, не вошли в эту книгу.

Что такое сеть

Сеть — это группа из двух или более компьютеров, которые предоставляют совместный доступ к своим аппаратным или программным ресурсам. Сеть может быть небольшой и состоять из двух компьютеров, которые совместно используют принтер и установленный на одном из них накопитель DVD, или же огромной, как Интернет, — самая большая сеть в мире.

Совместный доступ означает, что каждый компьютер предоставляет свои ресурсы другому компьютеру (или нескольким компьютерам), однако сам управляет этими ресурсами. Таким образом, устройство, переключающее управление принтером между разными компьютерами, не может быть квалифицировано как сетевое. Именно переключатель обрабатывает за­дания на печать, и ни один из компьютеров не знает, когда другой должен выполнять печать. Кроме того, задания на печать не могут пересекаться.

В сети совместно используемым принтером можно управлять с удаленного компьютера, а он может принимать задания на печать от разных компьютеров, сохраняя их на жестком диске сервера. Пользователи могут менять порядок выполнения заданий, задерживать или отменять их. Доступ к устройствам может ограничиваться с помощью паролей, чего нельзя реализовать, используя комутатор.

В принципе по сети можно предоставить доступ к любому устройству хранения или ввода-вывода, однако чаще всего он предоставляется к таким устройствам:

■     принтеры;

■     дисковые накопители;

■     оптические накопители;

■     модемы;

■     факсы;

■     ленточные устройства резервного копирования;

■     сканеры.

Для пользователей сети можно открыть целые накопители или их отдельные папки либо файлы.

Сеть не только позволяет снизить расходы на оборудование, обеспечивая совместный доступ к дорогим принтерам и прочим периферийным устройствам, но и обладает целым рядом других преимуществ:

■     доступ к программному обеспечению и файлам данных может предоставляться нескольким пользователям;

■     существует возможность принимать и отправлять электронную почту;

■     специальное программное обеспечение позволяет нескольким пользователям вносить изменения в один документ;

■     программы удаленного управления могут использоваться для разрешения проблем или обучения новых пользователей;

■     одно подключение к Интернету может совместно использоваться несколькими пользователями.

Типы сетей

Существует несколько типов сетей: от двух соединенных компьютеров, до сетей, объединяющих офисы компании в разных городах.

■     Локальная сеть. Небольшая офисная сеть называется локальной (Local Area Network — LAN). В нее объединяются компьютеры, которые находятся в пределах одного офиса или здания. Локальную сеть можно создать и дома из тех же компонентов, что и офисную.

■     Глобальная сеть. Локальные сети, территориально находящиеся в разных местах, могут быть соединены с помощью высокоскоростных оптоволоконных, спутниковых или выделенных телефонных линий. Несколько соединенных таким образом локальных сетей формируют глобальную сеть (Wide Area Network — WAN).

■     Интернет. Наиболее заметной частью Интернета является Всемирная паутина (World Wide Web — WWW). Любой пользователь Интернета оказывается членом огромной сети, независимо от типа подключения — через модем, локальную сеть и т.д. Интернет фактически является сетью сетей, соединенных друг с другом с помощью протокола TCP/IP. Браузеры, FTP-клиенты и программы чтения новостей — наиболее распространенные средства работы в Интернете.

■     Intranet (корпоративная сеть). В этих сетях используются те же браузеры и остальные программы, что и в Интернете, и тот же протокол TCP/IP, однако корпоративная сеть является частной сетью отдельной компании. Обычно корпоративная сеть состоит из нескольких локальных сетей, которые соединены с остальными сетями компании, однако, в отличие от Интернета, доступ к этой сети разрешен только сотрудникам компании.

■     Extranet (экстрасеть). Не закрытые полностью корпоративные сети, доступ к которым разрешен покупателям и некоторым деловым партнерам, называются экстрасетями. Как в корпоративных сетях, в них используются браузеры и аналогичное программное обеспечение.

Примечание

Безопасность сетей intranet и extranet обеспечивается брандмауэрами и другими инструментами, позво-ляющими защитить конфиденциальную информацию от посторонних глаз.

Требования к сети

Для того чтобы создать работоспособную сеть, необходимо выполнить ряд требований. Сетевое программное обеспечение настолько же важно, насколько и сетевое оборудование, так как именно оно устанавливает логическое соединение.

Для построения сети необходимы следующие элементы.

■     Физическое (кабель) либо беспроводное (инфракрасное или радиочастотное) соединение компьютеров.

■     Общий набор правил соединения, называемый протоколом.

■     Программное обеспечение, с помощью которого можно распределять ресурсы между другими компьютерами, называемое сетевой операционной системой (в настоящее время сеть можно организовать и с помощью таких операционных систем, как Windows, MacOS, Linux, BSD и Unix).

■     Совместно используемые ресурсы: принтеры, жесткие диски, накопители на оптических дисках.

■     Программное обеспечение, с помощью которого можно получить доступ к совместно используемым ресурсам, называемое клиентским; оно может быть реализовано средствами современных операционных систем, таких как Windows, MacOS, Linux, BSD и Unix.

Эти элементы необходимы для любой сети — от простейшей до самой сложной. Необходимое программное и аппаратное обеспечение более подробно описывается далее.

Беспроводные сети

Уже достаточно давно было разработано немало разновидностей беспроводных сетей с использованием радио- или инфракрасных соединений, однако до настоящего времени практически все преимущества беспроводных сетей сводились на нет отсутствием стандартов, а также низкой скоростью передачи данных. В традиционных сетях Ethernet можно без каких-либо проблем использовать сетевые адаптеры, концентраторы и коммутаторы производства разных компаний, так как все эти устройства соответствуют единому стандарту Ethernet. Однако с течением времени ситуация кардинальным образом изменилась.

Хотя первые формы беспроводных сетей характеризовались значительно меньшей скоростью передачи данных по сравнению с кабельными (кроме того, существовало немало видов беспроводных сетей, соответствующих закрытым стандартам), современные беспроводные сети могут похвастаться скоростью передачи данных, сравнимой со скоростью сетей Fast Ethernet. Также значительно снизился уровень цен, благодаря чему беспроводные сети уже сейчас составляют серьезную конкуренцию традиционным проводным соединениям.

Архитектура ‘‘клиент/сервер’’ и одноранговые сети

Существует два основных типа локальных сетей, основанных на схеме соединения компьютеров: клиент/сервер и одноранговая (peer-to-peer — равный с равным).

Сеть ‘‘клиент/сервер’’

В сети с архитектурой клиент/сервер каждый компьютер играет предопределенную роль: он может выступать как сервер или как клиент. Сервер предназначен для предоставления своих ресурсов всем клиентским компьютерам в сети. Чаще всего сервер расположен в отдельной охраняемой комнате, поскольку именно на нем содержится наиболее важная информация. Остальные компьютеры сети выступают в роли клиентов (рис. 18.1).

В компьютере, представляющем выделенный сервер, установлено больше оперативной памяти, более емкий жесткий диск, более быстрый процессор, чем в клиентском компьютере. Такое требование к ресурсам обусловлено тем, что сервер должен одновременно обрабатывать запросы от нескольких клиентов. В высокопроизводительных серверах может быть установ­лено два и более процессора, 64-разрядный слот расширения PCI, необходимый для сетевых интерфейсных плат, оптимизированных для сервера, и дополнительные источники электропитания. На сервере устанавливается специальная сетевая операционная система, например Novell NetWare, Windows Server, Linux или Unix. Чаще всего сервер предназначен для выполнения узкоспециализированных задач, например файловый сервер, сервер печати, факс-сервер, почтовый сервер и т.д. Общие ресурсы расположены на одном сервере или группе серверов. Для реализации сложных вычислительных процессов возможно использование нескольких серверов в качестве единого процессорного модуля благодаря параллельной обработке данных.

Компьютер-клиент — это обычный ПК с установленной операционной системой, такой как Windows XP или Vista, который соединяется с сервером, но не с другими компьютерами локальной сети. В этих версиях Windows содержится программное обеспечение, позволяющее клиентским системам получать доступ к общим ресурсам сервера. В старых системах, таких как DOS и Windows 3.x, требуется дополнительная установка клиентской программы.




Рис. 18.1. Компоненты сети клиент/сервер”

Одноранговая сеть

В одноранговой сети каждый компьютер может соединиться с любым другим компьютером, к которому он подключен (рис. 18.2). Фактически каждый компьютер может работать и как клиент, и как сервер; если компьютер предоставляет доступ к принтерам, папкам, дискам и прочим ресурсам другим компьютерам, то в одноранговой сети он является сервером. Именно поэтому в контексте одноранговых сетей упоминаются и серверные, и клиентские процессы. К такой сети может подключаться от двух до нескольких сотен компьютеров. Хотя не существует теоретического ограничения количества систем, формирующих одноранговую сеть, в сетях, охватывающих более 10 компьютеров, существенно снижается производительность и возникают проблемы безопасности данных. Кроме того, согласно рекомендации Microsoft, одноранговая сеть ограничена 10 компьютерами, работающими под управлением Windows 2000 Professional или XP Professional и разделяющими ресурсы с другими системами. Редакции Home Basic и Home Premium системы Windows Vista имеют ограничение в три компьютера, а редакции Ultimate, Business и Enterprise той же ОС — в десять компьютеров. Если к одному ресурсу в системе Windows Vista с установленным сервером IIS 7.0 пытается подключиться большее число компьютеров, эти запросы становятся в очередь, а не отображают сообщение об ошибке запрета доступа с номером 403.9. Таким образом, для формирования сети более чем с 10 компьютерами рекомендуется применять концепцию клиент/сервер”.

Одноранговая сеть устанавливается, как правило, в небольших офисах или отделах крупных организаций. Преимуществом сети этого типа является то, что нет необходимости выделять отдельный компьютер под сервер. Большинство одноранговых сетей позволяют разделять любое устройство, подключенное к любому компьютеру сети. К недостаткам можно отнести низкую безопасность передаваемой информации и ограниченное управление сетью. В одноранговой сети каждый пользователь, как правило, является администратором только своего компьютера, в то время как сеть клиент/сервер” позволяет осуществлять централизи-рованное администрирование.

Сравнение одноранговой сети и сети ‘‘клиент/сервер’’

В сети клиент/сервер” обеспечиваются повышенный уровень безопасности совместно используемых ресурсов, более высокая производительность, резервное копирование данных и возможность использования дополнительных источников питания, а также дисковых массивов RAID. Однако стоимость создания и обслуживания такой сети достаточно высока. В табл. 18.1 приведены сравнительные характеристики одноранговой сети и сети с архитектурой клиент/сервер”.




Окончание табл. 18.1



 


1. Система Windows XP Professional с отключенным упрощенным совместным использованием ресурсов и Windows Vista с включенной парольной защитой общих ресурсов также позволяют назначать отдельным пользователям и группам различные права доступа (то же самое возможно и в Windows 2000 Professional). В Windows 9x/Me общие ресурсы защищаются паролем; в Windows XP Home для доступа к общим ресурсам не используются пароли, пользователи и группы; то же самое относится к Windows XP с включенным упрощенным совместным использованием ресурсов.

Обзор сетевых протоколов

При создании сети, в первую очередь, необходимо выбрать протокол связи между компьютерами. Это самое важное решение, которое предстоит принять. Протокол связи определяет скорость работы сети, метод подключения к физическому носителю, типы кабелей, которые можно использовать, сетевые адаптеры, которые необходимо приобрести, а также драйверы, устанавливаемые на рабочие станции.

Институт IEEE разработал набор стандартов и физических характеристик для сетей с передачей маркера (стандарт IEEE 805.2 или Token Ring) и определением коллизий (стандарт IEEE 802.3 или Ethernet). Беспроводной версией Ethernet является семейство стандартов 802.11 (Wi-Fi).

Примечание

Не ошибитесь с названиями протоколов. Иногда на протоколы Ethernet и Token Ring ссылаются по названиям стандартов IEEE. Способы передачи пакетов в Ethernet и IEEE 802.3 несколько отличаются. Если точно следовать терминологии, продукты Token Ring 16Mbps компании IBM являются расширенным стандартом IEEE 802.5. Сети Token-Ring крайне редко встречаются в настоящее время и в этой книге подробно не рассматриваются.

Наиболее популярным стандартом при создании новых сетей является Ethernet (как проводная, так беспроводная), хотя иногда все еще встречаются сети Token-Ring. Сведения о различных архитектурах, которые могут применяться при построении сетей, приведены в табл. 18.2. Аббревиатуры, использованные для обозначения кабелей, подробно описываются в следующих разделах.

Таблица 18.2. Характеристики основных типов сетевых протоколов



Окончание табл. 18.2






Проводная Ethernet

Сети на основе протокола Ethernet объединяют десятки миллионов компьютеров по всему миру, что делает Ethernet наиболее распространенным протоколом уровня передачи данных. Такие сети позволяют объединять многочисленное и разнообразное оборудование, включая рабочие станции Unix и Linux, компьютеры Apple и PC, а также принтеры. Адаптеры Ethernet выпускаются десятками производителей для любых типов кабелей: толстый” Ethernet, тонкий” Ethernet и Ethernet для витой пары (Unshielded Twisted Pair — UTP). Традиционная сеть Ethernet работает на скорости 10 Мбит/с, однако более новые стандарты Fast Ethernet (100 Мбит/с) и Gigabit Ethernet (1000 Мбит/с) позволяют достичь на порядок или два большей скорости. Самый новый протокол 10G Ethernet характеризуется скоростью передачи данных 10 Гбит/с; в настоящее время он применяется только в крупных серверных центрах.

Примечание

Имейте в виду, что в настоящей главе представлены только базовые сведения об устаревших сетевых протоколах, таких как Thicknet и Thinnet, а также Token-Ring. Вам придется иметь дело с такими сетями только при добавлении сервера или рабочей станции к давно существующим сетям. Все современные сети базируются на технологиях Gigabit Ethernet, Fast Ethernet и Wireless Ethernet.

Fast Ethernet

Для работы Fast Ethernet необходимы соответствующие сетевые адаптеры, коммутирующие устройства и кабели UTP или оптоволоконные. Кроме того, можно приобрести комбинированные устройства, которые работают на скоростях 10 и 100 Мбит/с. Такой подход позволяет обновлять сеть постепенно, устанавливая один за другим новые сетевые адаптеры и концентраторы.

Примечание

При работе сети Fast Ethernet в дуплексном режиме (т.е. с одновременным приемом и передачей данных) эффективной является скорость 200 Мбит/с. Для обеспечения работы в этом режиме требуется его поддержка всеми устройствами, участвующими в соединении (в частности, адаптерами и концентраторами).

В наиболее популярной (100BASE-TX) и стандартной (10BASE-T) версиях Ethernet используются две из четырех витых пар, доступных в кабеле UTP категории 5 (эти же пары существуют и в кабелях категорий 5e, 6 и 7). Один из вариантов Fast Ethernet, получивший название 100BASE-T4, использует все четыре витые пары в кабеле UTP категории 5. Эта версия не получила широкого распространения и в настоящее время практически не используется.


Gigabit Ethernet

Эта сеть также требует специальных адаптеров, концентраторов и кабелей. Большинство пользователей Gigabit Ethernet отдают предпочтение оптоволоконным кабелям, однако Gigabit Ethernet может работать на том же кабеле UTP категории 5, который используется в Fast Ethernet и последних версиях стандартной Ethernet. Стандарт Gigabit Ethernet, использующий витую пару, также называют 1000BASE-T.

В отличие от Fast Ethernet и стандартной Ethernet, в Gigabit Ethernet используются все четыре пары проводов кабеля UTP. Таким образом, для организации Gigabit Ethernet потребуется отдельный кабель Ethernet, т.е. нельзя будет занять” две витые пары кабеля для телефонной линии или передачи сигналов данных, как это делалось в более медленных версиях. Большинство адаптеров Gigabit Ethernet также позволяют обрабатывать пакеты Fast Ethernet и 10BASE-T, что дает возможность использовать в одной сети несколько спецификаций этого протокола.

Ни Gigabit Ethernet, ни Fast Ethernet не работают с тонким или толстым коаксиальным кабелем, который использовался в традиционной Ethernet, хотя этот кабель (используемый в другой сети) можно подключить к сети с помощью специальных преобразователей и концентраторов.

Примечание

Более подробные сведения об Ethernet, Fast Ethernet, Token Ring и остальных стандартах передачи данных по сети можно найти в 11-м издании данной книги (глава 19).

Беспроводная Ethernet

Наиболее распространенными беспроводными компьютерными сетями в США и Канаде являются беспроводные Ethernet, построенные на основе различных версий стандарта IEEE 802.11, включая IEEE 802.11b, IEEE 802.11a и новейшую версию IEEE 802.11g. Четвертый член этого семейства стандартов, 802.11n, пока еще находится в стадии разработки, и планируется к выходу в свет в конце 2008 года.

Беспроводным сетевым продуктам IEEE 802.11 присвоен логотип Wi-Fi (Wireless Fidelity), который указывает на их совместимость с определенными сетевыми стандартами. Сертификат Wi-Fi выдается некоммерческой международной торговой организацией Wi-Fi Alliance, которая проводит тестирование беспроводного оборудования, созданного на основе IEEE 802.11, и определяет степень его соответствия стандарту Wi-Fi. Для получения логотипа Wi-Fi сетевые продукты IEEE 802.11 должны пройти тесты на совместимость и испытание рабочих характеристик, благодаря чему проверяется возможность эффективного взаимодействия аппаратных средств с другим оборудованием Wi-Fi, представленным на рынке. Сертификация продуктов была введена в целях устранения возможных неточностей, существующих в стандарте IEEE 802.11, которые могут стать источником потенциальных проблем, связанных с взаимодействием различных устройств. Устройства с логотипом Wi-Fi” гарантированно совместимы друг с другом несмотря на технологические пробелы”, имеющиеся в стандартах.

Примечание

Беспроводной стандарт Bluetooth, также рассматриваемый в настоящей главе, предназначен для создания дополнительных, а не образующих сетевых беспроводных подключений, основанных на стандарте 802.11. В Европе существует еще один беспроводной стандарт HiperLAN, по частоте и производительности аналогичный стандарту 802.11a. Стандарт HiperLAN/1 позволяет обмениваться данными со скоростью 20 Мбит/с, а HiperLAN/2 — до 54 Мбит/с.

Рост популярности беспроводных сетей, построенных на стандартах семейства 802.11, привел к полному отказу от использования других беспроводных стандартов, таких как Ra-dioLAN и HomeRF. Устройства RadioLAN в настоящее время продаются с антеннами дальнего действия для работы в беспроводных сетях 802.11a.


Примечание

Хотя устройства, прошедшие сертификацию Wi-Fi и имеющие логотип для соответствующей скорости передачи данных (стандарт IEEE), такой как 802.11g, предназначены для совместной работы, многие компании, выпускающие продукцию для рынка SOHO, часто предлагают решения, которые также поддерживают собственные стандарты, позволяющие увеличить скорость передачи данных. Например, компания Linksys называет свое решение SpeedBooster и заявляет о 30%-ном преимуществе по сравнению со старыми стандартами 802.11g. Имейте в виду, что чаще всего подобные решения не совместимы с решениями от других компаний. При объединении в одной беспроводной сети разных стандартов используется самый медленный из всех стандартов, поддерживаемый всеми пользователями.

Обсудить статью на форуме


Если прочитаная статья из нашей обширной энциклопедия компьютера - "Локальные сети и беспроводные сети", оказалась полезной или интересной, Вы можете поставить закладку в социальной сети или в своём блоге на данную страницу:

Так же Вы можете задать вопрос по статье через форму обратной связи, в сообщение обязательно указывайте название или ссылку на статью!
   


Copyright © 2008 - 2024 Дискета.info