Povezivanje računala u lokalnu mrežu

Lokalna mreža - kombinacija više računala smještenih na maloj udaljenosti jedno od drugog (obično unutar iste zgrade) za zajedničko rješavanje informacijskih, računalnih, obrazovnih i drugih problema. Mala lokalna mreža može imati 10-20 računala, vrlo velika - oko 1000.

Namjena lokalnih mreža
· dijeljenje zajedničkog hardvera (pogoni pisača, modemi)

· operativna razmjena podataka

· informacijski sustav poduzeća (ustanove)

Organizacija lokalnih mreža.

Iako postoji mnogo različitih načina povezivanja računala, u osnovi postoje dvije vrste računalnih mreža: ravnopravne mreže i klijent-poslužiteljske mreže.
Peer-to-peer mreža je udruženje ravnopravnih računala. Obično peer-to-peer mreža ne ujedinjuje više od 10 računala i organizirana je u domovima ili malim uredima.

Mreža klijent-poslužiteljčešće u organizacijama kao što su škola, tvrtka ili knjižnica nego kod kuće. U ovoj vrsti mreže jedno računalo, koje se naziva poslužitelj, srce je mreže. Pohranjuje informacije i resurse te ih čini dostupnima drugim računalima na istoj mreži. Preostala računala koja koriste mrežu za dobivanje ovih informacija nazivaju se klijentima.

Mreže klijent-poslužitelj najbolja su opcija za povezivanje više od deset računala u mrežu. Oni su skuplji, ali u slučajevima kada je potrebno pohraniti veliku količinu informacija, ovo je najbolji izbor.

Modeli različitih mrežnih konfiguracija

Povratak na vrh
Topologije lokalne mreže

Lokalne mreže, ovisno o namjeni i tehničkim karakteristikama, mogu imati različite konfiguracije. Opća shema povezivanja računala u lokalnoj mreži naziva se topologija mreže. Mrežne topologije mogu biti različite. Lokalne mreže najčešće mogu imati topologiju "sabirnica" i "zvijezda". U prvom slučaju, sva su računala spojena na jedan zajednički kabel (sabirnicu), u drugom postoji poseban središnji uređaj (hub), iz kojeg "zrake" idu do svakog računala, tj. Svako računalo spojeno je na vlastiti kabel.
U guma topologije, računala su spojena na zajednički kanal (bus), preko kojeg mogu razmjenjivati ​​poruke.

Struktura sabirnice je jednostavnija i ekonomičnija, jer ne zahtijeva dodatni uređaj i troši manje kabela. Ali je vrlo osjetljiv na kvarove kabelskog sustava. Ako je kabel oštećen samo na jednom mjestu, onda nastaju problemi za cijelu mrežu. Mjesto kvara je teško locirati.
U radijalno topologija (zvjezdasta topologija), u središtu se nalazi čvorište koje sekvencijalno komunicira s pretplatnicima i međusobno ih povezuje.

U tom smislu, "zvijezda" je stabilnija. Oštećeni kabel je problem za jedno računalo, ali ne utječe na rad mreže u cjelini. Nije potrebno rješavanje problema
U prstenasti topologije, informacije se prenose preko zatvorenog kanala. Svaki pretplatnik je izravno povezan s dva najbliža, iako je u načelu sposoban kontaktirati bilo kojeg pretplatnika u mreži.

U mreži sa strukturom "prstena", informacije se prenose između stanica duž prstena s ponovnim prijemom u svakom mrežnom kontroleru. Prijem se provodi preko međuspremnika napravljenih na temelju uređaja za memoriju s izravnim pristupom, tako da ako jedan mrežni kontroler ne uspije, rad cijelog prstena može biti poremećen. Prednost prstenaste strukture je jednostavnost implementacije uređaja, a nedostatak je mala pouzdanost.
Hibrid Topologija je kombinacija različitih topologija u jednoj mreži. Na primjer, jednim kabelom možete spojiti nekoliko zvjezdanih mreža.
Povratak na vrh
Oprema lokalne mreže

Kako računala međusobno komuniciraju?

Rad mreže temelji se na činjenici da su svi dijelovi opreme međusobno povezani na ovaj ili onaj način. Svako računalo i oprema kao što su pisači, skeneri, prijenosna računala povezani su pomoću kabela različitih veličina, satelitskih komunikacija ili telefonskih linija. Danas postoje čak i bežične mreže koje povezuju računala pomoću radiovalova.
Oprema lokalne mreže općenito uključuje:
· računala (poslužitelji i radne stanice);
· mrežne kartice (adapteri);
· kanali povezivanja;
· posebni uređaji koji podržavaju funkcioniranje mreže (usmjerivači, čvorišta, preklopnici).
Svako računalo povezano je na mrežu pomoću mrežne kartice - adapter.
Mrežna kartica povezana je s mrežnom karticom kabel. Ako se koristi radio ili infracrvena komunikacija, kabel nije potreban. U modernim lokalnim mrežama najčešće se koriste dvije vrste mrežnih kabela:
· neoklopljena upredena parica;
· optički kabel.
Tipično, izbor kabela za mrežu ovisi o sljedećim pokazateljima: troškovi instalacije i održavanja, brzina prijenosa podataka, ograničenje udaljenosti prijenosa informacija bez dodatnih pojačala repetitora (repetitori), sigurnost prijenosa podataka.
upletena parica je set od osam žica upletenih u parove na takav način da pružaju zaštitu od elektromagnetskih smetnji.

Upletena parica je najjeftiniji tip kabela. Parica omogućuje maksimalnu brzinu prijenosa do 10 Mbit/s. Duljina kabela ne bi trebala prelaziti 1000 metara, a brzina prijenosa podataka ne bi trebala prelaziti 1 Mbit/s. Za povećanje otpornosti na buku koristi se oklopljena upredena parica. Svaka upredena parica povezuje samo jedno računalo s mrežom, tako da kvar veze utječe samo na ovo računalo, što vam omogućuje brzo pronalaženje i rješavanje problema.
Svjetlovodni Kabeli prenose podatke u obliku svjetlosnih impulsa duž staklenih žica. Kabeli od optičkih vlakana omogućuju najveće brzine prijenosa; pouzdaniji su jer nisu podložni elektromagnetskim smetnjama.
Optički kabel je vrlo tanak i fleksibilan, što ga čini lakšim za transport nego teži bakreni kabel. Brzina prijenosa podataka preko optičkog kabela je stotine tisuća megabita u sekundi, što je oko tisuću puta brže nego preko upletenih parica.

Svjetlovodna linija danas je najskuplja vrsta veze, ali brzina širenja informacija u njoj doseže nekoliko gigabita u sekundi uz dopuštenu udaljenost do 50 kilometara. Istodobno, komunikacijske linije izgrađene korištenjem optičkih vlakana praktički su neosjetljive na elektromagnetske smetnje.
Gdje utaknete kabel u računalo? Potreban vam je međuuređaj (sučelje), koji se zove mrežna kartica ili mrežni adapter, a na engleskom jeziku NIC– Kontroler mrežnog sučelja.
Mrežni adapter, ili NIC, je ugrađeni uređaj koji vam omogućuje povezivanje vašeg računala s mrežom. Svako računalo ima instaliran softver koji mu omogućuje komunikaciju s drugim računalima.

Bežične komunikacije pomoću radiovalova mogu se koristiti za organiziranje mreža unutar velikih prostorija gdje je korištenje konvencionalnih komunikacijskih linija teško ili nepraktično. Osim toga, bežične linije mogu povezati udaljene dijelove lokalne mreže na udaljenosti do 25 km (ovisno o liniji vidljivosti).
Osim kabela i mrežnih adaptera, lokalne mreže s upredenim paricama koriste i druge mrežne uređaje - čvorišta, preklopnike i usmjerivače.
Središte(također zvan hub) je uređaj koji ujedinjuje nekoliko (od 5 do 48) grana zvjezdaste lokalne mreže i prenosi pakete informacija svim granama mreže jednako.

Sklopka(switch) radi istu stvar, ali, za razliku od čvorišta, osigurava prijenos paketa do navedenih grana. To osigurava optimizaciju protoka podataka na mreži i povećanu sigurnost protiv neovlašteni ulazak.

Usmjerivač(usmjerivač) je uređaj koji prenosi podatke između dvije mreže, uključujući između lokalne i globalne mreže. Usmjerivač je, zapravo, specijalizirano mikroračunalo koje ima vlastiti procesor, RAM i ROM te operativni sustav.

pristupnik: uređaj sučelja koji povezuje dvije različite vrste mreža. Prima informaciju, prevodi je u traženi format, a zatim prosljeđuje prijevod na odredište.

Dijeljeni vanjski uređaji uključuju vanjske memorijske pogone spojene na poslužitelj, pisače, crtače i drugu opremu kojoj se može pristupiti s radnih stanica.
Povratak na vrh
Organizacija prijenosa podataka na mreži
Nužan uvjet za rad jedinstvene lokalne mreže je korištenje mrežni operativni sustav. Takvi operacijski sustavi omogućuju dijeljenje ne samo mrežnih hardverskih resursa (pisača, pogona itd.), već i distribuiranih zajedničkih tehnologija pri obavljanju raznih poslova. Najrašireniji mrežni operativni sustavi Novell NetWare, Linux I Windows.
Računala mogu međusobno komunicirati jer postoje skupovi pravila, odn protokoli, koji pomažu računalima da razumiju jedno drugo. Protokoli su neophodni kako bi se osiguralo da se proces komunikacije odvija bez grešaka. Protokoli pomažu definirati kako se informacije šalju i kako se primaju.

Lokalna mreža ujedinjuje pretplatnike koji se nalaze na maloj udaljenosti jedni od drugih (unutar 10-15 km). Obično se takve mreže grade unutar istog poduzeća ili organizacije.

Informacijski sustavi izgrađeni na temelju lokalnih računalnih mreža rješavaju sljedeće zadatke:

• Pohrana podataka;
• Obrada podataka;
• organiziranje korisničkog pristupa podacima;
• prijenos podataka i rezultata njihove obrade korisnicima.

Računalne mreže implementiraju distribuiranu obradu podataka. Ovdje je obrada podataka raspoređena između dva entiteta: klijenta i poslužitelja. Tijekom obrade podataka klijent generira zahtjev poslužitelju za izvođenje složenih procedura. Poslužitelj ispunjava zahtjev, osigurava pohranu javnih podataka, organizira pristup tim podacima i prenosi podatke klijentu. Ovaj model računalne mreže naziva se arhitektura klijent-poslužitelj.

Na temelju raspodjele funkcija lokalne računalne mreže dijele se na ravnopravne i dvostruke (hijerarhijske mreže ili mreže s namjenskim poslužiteljem).

U peer-to-peer mreži računala imaju jednaka prava u međusobnom odnosu. Svaki korisnik na mreži sam odlučuje koje će resurse svog računala dati na javno korištenje. Dakle, računalo djeluje i kao klijent i kao poslužitelj. Peer-to-peer dijeljenje resursa sasvim je prihvatljivo za male urede s 5-10 korisnika, kombinirajući ih u radnu grupu.

Mreža s dva ranga organizirana je na temelju poslužitelja na kojem se registriraju korisnici mreže.

Za suvremene računalne mreže tipična je mješovita mreža koja kombinira radne stanice i poslužitelje, pri čemu neke radne stanice čine ravnopravne mreže, a drugi dio mreže s dva ravnopravna računala.

Geometrijski dijagram veze (konfiguracija fizičke veze) mrežnih čvorova naziva se topologija mreže. Postoji veliki broj opcija topologije mreže, a osnovne su sabirnica, prsten i zvijezda.

Guma. Komunikacijski kanal koji povezuje čvorove u mrežu čini isprekidanu liniju – sabirnicu. Bilo koji čvor može primati informacije u bilo koje vrijeme, a slati samo kada je sabirnica slobodna. Podatke (signale) prenosi računalo na sabirnicu. Svako ih računalo provjerava, utvrđuje kome je informacija upućena, te prihvaća podatke ako su mu poslani ili ih ignorira.

Kod sabirničke topologije medij za prijenos informacija predstavljen je u obliku komunikacijskog puta dostupnog svim radnim stanicama, na koji sve moraju biti povezane. Sve radne stanice mogu izravno komunicirati s bilo kojom radnom stanicom na mreži. Ako su računala smještena blizu jedno drugom, tada je organiziranje računalne mreže s topologijom sabirnice jeftino i jednostavno - samo trebate položiti kabel s jednog računala na drugo. Slabljenje signala s povećanjem udaljenosti ograničava duljinu sabirnice, a time i broj računala povezanih na nju.

Topologija sabirnice

Na njega se u bilo kojem trenutku mogu spojiti ili odspojiti radne stanice, bez prekida rada cijele računalne mreže. Funkcioniranje računalne mreže ne ovisi o stanju pojedine radne stanice.

U standardnoj situaciji, mreža Ethernet sabirnice često koristi tanki kabel ili Cheapernet kabel s T-konektorom. Gašenje, a posebno spajanje na takvu mrežu zahtijeva prekid sabirnice, što remeti cirkulirajući protok informacija i uzrokuje zamrzavanje sustava.

Problemi s topologijom sabirnice nastaju kada dođe do prekida (prekid kontakta) bilo gdje u zemlji; mrežni adapter jednog od računala ne uspije i počinje slati signale s šumom na sabirnicu; morate spojiti novo računalo.

Prsten. Čvorovi su povezani u mrežu zatvorene krivulje. Radna stanica šalje informacije na određenu odredišnu adresu, nakon što je prethodno primila zahtjev iz prstena. Prijenos podataka odvija se samo u jednom smjeru. Svaki čvor, između ostalog, provodi funkcije repetitora. On prima i prenosi poruke, a percipira samo one koje su njemu upućene. Koristeći topologiju prstena, možete povezati veliki broj čvorova na mrežu, rješavajući probleme smetnji i slabljenja signala korištenjem mrežne kartice svakog čvora. Prosljeđivanje poruka vrlo je učinkovito jer se većina poruka može slati “na putu” preko kabelskog sustava jedna za drugom. Vrlo je jednostavno napraviti zahtjev za zvono svim stanicama. Trajanje prijenosa informacija povećava se proporcionalno broju radnih stanica uključenih u računalnu mrežu.

Kod prstenaste topologije mreže, radne stanice su međusobno povezane u krug, tj. radna stanica 1 s radnom stanicom 2, radna stanica 3 s radnom stanicom 4, itd. Posljednja radna stanica povezana je s prvom. Komunikacijska veza je zatvorena u prsten.

Polaganje kabela od jedne do druge radne stanice može biti prilično složeno i skupo, pogotovo ako su radne stanice geografski udaljene od prstena (na primjer, u liniji).

Glavni problem prstenaste topologije je taj što svaka radna stanica mora aktivno sudjelovati u prijenosu informacija, a ako barem jedna od njih zakaže, cijela mreža je paralizirana. Greške u kabelskim vezama lako se lokaliziraju.

Spajanje nove radne stanice zahtijeva kratkotrajno gašenje mreže, budući da prsten mora biti otvoren tijekom instalacije. Ne postoji ograničenje duljine računalne mreže, jer je ona u konačnici određena isključivo udaljenošću između dvije radne stanice.

Topologija prstena

Poseban oblik prstenaste topologije je logička prstenasta mreža. Fizički se montira kao spoj zvjezdastih topologija. Pojedinačne zvijezde uključuju se pomoću posebnih prekidača (engleski Hub - koncentrator), koji se na ruskom ponekad nazivaju i "čvorište". Ovisno o broju radnih stanica i duljini kabela između radnih stanica koriste se aktivni ili pasivni hubovi. Aktivni hubovi dodatno sadrže pojačalo za spajanje od 4 do 16 radnih stanica. Pasivno čvorište je isključivo razdjelnik (za najviše tri radne stanice). Upravljanje pojedinačnom radnom stanicom u logičkoj prstenastoj mreži isto je kao i u običnoj prstenastoj mreži. Svakoj radnoj stanici je dodijeljena odgovarajuća adresa preko koje se prenosi kontrola (sa seniora na juniora i s juniora na senior). Veza se prekida samo za nizvodni (najbliži) čvor računalne mreže, tako da samo u rijetkim slučajevima može doći do poremećaja u radu cijele mreže.

Logička prstenasta struktura

Nedostaci prstenaste organizacije: prekid u bilo kojoj točki prstena zaustavlja rad cijele mreže; vrijeme prijenosa poruke određeno je vremenom sekvencijalnog rada svakog čvora koji se nalazi između pošiljatelja i primatelja poruke; Zbog protoka podataka kroz svaki čvor, postoji mogućnost nenamjernog iskrivljavanja informacija.

Zvijezda. Mrežni čvorovi povezani su sa središtem zrakama. Sve informacije prenose se kroz centar, što olakšava rješavanje problema i dodavanje novih čvorova bez prekidanja mreže. Međutim, troškovi organiziranja komunikacijskih kanala ovdje su obično veći nego za autobus i prsten.

Koncept zvjezdane topologije mreže dolazi iz područja mainframe računala, u kojima glavni stroj prima i obrađuje sve podatke s perifernih uređaja kao aktivnog čvora za obradu. Ovaj princip se koristi u sustavima za komunikaciju podataka, kao što je RELCOM e-pošta. Sve informacije između dvije periferne radne stanice prolaze kroz središnji čvor računalne mreže.

Mrežna propusnost određena je računalnom snagom čvora i zajamčena je za svaku radnu stanicu. Nema kolizija podataka.

Topologija zvijezde

Kombinacija osnovnih topologija - hibridna topologija - pruža širok raspon rješenja koja akumuliraju prednosti i nedostatke osnovnih.

Osim problema stvaranja lokalnih računalnih mreža, javlja se i problem širenja (spajanja) računalnih mreža. Činjenica je da računalna mreža nastala u određenoj fazi razvoja informacijskog sustava može s vremenom prestati zadovoljavati potrebe svih korisnika. U isto vrijeme, fizička svojstva signala, kanali prijenosa podataka i značajke dizajna mrežnih komponenti nameću stroga ograničenja na broj čvorova i geometrijske dimenzije mreže.

Za povezivanje lokalnih mreža koriste se sljedeći uređaji:

1. Repetitor je uređaj koji omogućuje pojačanje i filtriranje signala bez promjene njegovog informacijskog sadržaja. Kako signali putuju duž komunikacijskih linija, oni blijede. Repetitori se koriste za smanjenje učinka prigušenja. Štoviše, repetitor ne samo da kopira ili ponavlja primljene signale, već i vraća karakteristike signala: pojačava signal i smanjuje smetnje.

2. Most je uređaj koji obavlja funkcije repetitora za one signale (poruke) čije adrese zadovoljavaju unaprijed postavljena ograničenja. Jedan od problema velikih mreža je veliki mrežni promet (protok poruka na mreži). Ovaj problem se može riješiti na sljedeći način. Računalna mreža podijeljena je na segmente. Prijenos poruka od segmenta do segmenta provodi se samo namjenski ako pretplatnik jednog segmenta prenosi poruku pretplatniku drugog segmenta. Most je uređaj koji ograničava kretanje kroz mrežu i sprječava prelazak poruka s jedne mreže na drugu bez potvrde prava na prijelaz.

Mostovi mogu biti lokalni i daljinski.

Lokalni mostovi povezuju mreže koje se nalaze na ograničenom području unutar postojećeg sustava.

Udaljeni mostovi povezuju geografski raspršene mreže pomoću komunikacijskih kanala i modema.

Lokalni se mostovi pak dijele na unutarnje i vanjske.

Interni mostovi obično se nalaze na jednom računalu i kombiniraju funkciju mosta s funkcijom računala pretplatnika. Proširenje funkcija provodi se instaliranjem dodatne mrežne kartice.

Vanjski mostovi zahtijevaju korištenje zasebnog računala s posebnim softverom.

3. Usmjerivač je uređaj koji povezuje različite vrste mreža, ali koristi isti operativni sustav. Ovo je, zapravo, isti most, ali sa vlastitom mrežnom adresom. Koristeći mogućnosti adresiranja usmjerivača, računala na mreži mogu slati poruke usmjerivaču koje su namijenjene drugoj mreži. Tablice usmjeravanja koriste se za pronalaženje najbolje rute do bilo kojeg odredišta na mreži. Ove tablice mogu biti statične ili dinamičke.

4. Gateway je poseban sklop hardvera i softvera dizajniran da osigura kompatibilnost između mreža koje koriste različite komunikacijske protokole. Gateway pretvara prezentacijski oblik i formate podataka kada ih prenosi iz jednog segmenta u drugi. Gateway obavlja svoje funkcije na razini iznad razine mreže. Ne ovisi o korištenom prijenosnom mediju, ali ovisi o korištenim protokolima za razmjenu podataka. Obično pristupnik izvodi konverzije između protokola.

Pomoću pristupnika možete povezati lokalnu mrežu s glavnim računalom, kao i s globalnom mrežom.

Pogledajmo pobliže principe izgradnje lokalnih mreža (LAN).

Nove tehnologije nude pasivne utičnice putem kojih se radne stanice mogu isključiti i/ili uključiti dok računalna mreža radi.

Zbog činjenice da se radne stanice mogu uključiti bez prekidanja mrežnih procesa i komunikacijskog okruženja, vrlo je lako prisluškivati ​​informacije, tj. grana informacija iz komunikacijskog okruženja.

U LAN-u s izravnim (nemoduliranim) prijenosom informacija uvijek može postojati samo jedna stanica koja prenosi informacije. Kako bi se spriječile kolizije, u većini slučajeva koristi se metoda vremenske podjele, prema kojoj svaka povezana radna stanica dobiva ekskluzivno pravo korištenja kanala za prijenos podataka u određenim vremenskim točkama. Stoga su zahtjevi za propusnost računalne mreže pod povećanim opterećenjem smanjeni, na primjer, kada se uvedu nove radne stanice. Radne stanice su spojene na sabirnicu pomoću TAP uređaja (Terminal Access Point). TAP je posebna vrsta priključka na koaksijalni kabel. Igličasta sonda umetnuta je kroz vanjsku ljusku vanjskog vodiča i dielektrični sloj do unutarnjeg vodiča i spojena je na njega.

U LAN-u s moduliranim širokopojasnim prijenosom informacija, različite radne stanice primaju, prema potrebi, frekvenciju na kojoj te radne stanice mogu slati i primati informacije. Odaslani podaci su modulirani na odgovarajućim nosivim frekvencijama, tj. Između medija za prijenos informacija i radnih stanica nalaze se modemi za modulaciju odnosno demodulaciju. Tehnologija širokopojasnih poruka omogućuje simultani prijenos prilično velike količine informacija u komunikacijskom okruženju. Za daljnji razvoj diskretnog prijenosa podataka nije bitno koje se početne informacije dostavljaju modemu (analogne ili digitalne), budući da će se one u budućnosti još uvijek pretvarati.

Karakteristike topologija računalnih mreža dane su u tablici.

Karakteristike	Topologija
Trošak proširenja	Minor
Povezivanje pretplatnika	Pasivno	Aktivan	Pasivno
Zaštita od kvara	Minor	Minor
Dimenzije sustava			ograničeno
Sigurnost od prisluškivanja			Minor
Trošak priključka	Minor	Minor
Ponašanje sustava pod velikim opterećenjima		Zadovoljavajući
Sposobnost rada u realnom vremenu	Vrlo dobro
Usmjeravanje kabela		Zadovoljavajući
Servis	Vrlo dobro

Uz poznate topologije računalnih mreža: prsten, zvijezda i sabirnica, u praksi se koristi i kombinirana struktura, primjerice struktura stabla. Formira se uglavnom u obliku kombinacija gore navedenih topologija računalne mreže. Baza stabla računalne mreže nalazi se u točki (korijenu) u kojoj se prikupljaju komunikacijske linije informacija (grane stabla).

Struktura stabla LAN-a

Računalne mreže sa strukturom stabla koriste se tamo gdje nije moguća izravna primjena osnovnih mrežnih struktura u njihovom čistom obliku. Za povezivanje većeg broja radnih stanica koriste se mrežna pojačala i/ili preklopnici prema adapterskim pločama. Prekidač koji istovremeno ima i funkcije pojačala naziva se aktivni hub.

U praksi se koriste dvije varijante koje omogućuju povezivanje osam, odnosno šesnaest linija.

Uređaj na koji se mogu spojiti najviše tri stanice naziva se pasivni hub. Pasivno čvorište obično se koristi kao razdjelnik. Ne treba pojačalo. Preduvjet za spajanje pasivnog huba je da najveća moguća udaljenost do radne stanice ne smije biti veća od nekoliko desetaka metara.

Moskovsko državno rudarsko sveučilište

Zavod za automatizirane sustave upravljanja

Nastavni projekt

u disciplini "Računalne mreže i telekomunikacije"

na temu: “Projektiranje lokalne mreže”

Završeno:

Umjetnost. gr. AS-1-06

Yuryeva Ya.G.

Provjereno:

prof., doktor tehničkih znanosti Šek V.M.

Moskva 2009

Uvod

1 Dizajn zadatak

2 Opis lokalne mreže

3 Topologija mreže

4 Dijagram lokalne mreže

5 OSI referentni model

6 Obrazloženje odabira tehnologije postavljanja lokalne mreže

7 Mrežni protokoli

8 Hardver i softver

9 Proračun karakteristika mreže

Bibliografija

Lokalna mreža (LAN) je komunikacijski sustav koji povezuje računala i perifernu opremu na ograničenom području, obično ne više od nekoliko zgrada ili jedne tvrtke. Trenutno je LAN postao sastavni atribut u svim računalnim sustavima s više od 1 računala.

Glavne prednosti koje pruža lokalna mreža su mogućnost suradnje i brze razmjene podataka, centralizirana pohrana podataka, zajednički pristup zajedničkim resursima kao što su pisači, Internet i drugi.

Druga važna funkcija lokalne mreže je stvaranje sustava otpornih na greške koji nastavljaju funkcionirati (iako ne u potpunosti) ako neki od njihovih elemenata zakažu. U LAN-u je otpornost na pogreške osigurana redundancijom i dupliciranjem; kao i fleksibilnost u radu pojedinih dijelova (računala) uključenih u mrežu.

Krajnji cilj stvaranja lokalne mreže u poduzeću ili organizaciji je povećanje učinkovitosti računalnog sustava u cjelini.

Izgradnja pouzdanog LAN-a koji zadovoljava vaše zahtjeve performansi i ima najnižu cijenu zahtijeva početak s planom. U planu je mreža podijeljena na segmente te odabrana odgovarajuća topologija i hardver.

Topologija sabirnice često se naziva linearna sabirnica. Ova topologija je jedna od najjednostavnijih i najraširenijih topologija. Koristi jedan kabel, koji se naziva okosnica ili segment, uz koji su povezana sva računala na mreži.

U mreži s “sabirničkom” topologijom (slika 1.), računala adresiraju podatke na određeno računalo, prenoseći ih preko kabela u obliku električnih signala.

Sl. 1. Topologija sabirnice

Podaci u obliku električnih signala prenose se do svih računala na mreži; međutim, informacije prima samo onaj čija adresa odgovara adresi primatelja šifriranoj u ovim signalima. Štoviše, u bilo kojem trenutku samo jedno računalo može prenositi.

Budući da podatke u mrežu prenosi samo jedno računalo, njegova izvedba ovisi o broju računala spojenih na sabirnicu. Što ih je više, tj. Što više računala čeka na prijenos podataka, to je mreža sporija.

Međutim, nemoguće je izvesti izravan odnos između propusnosti mreže i broja računala u njoj. Budući da, osim broja računala, na performanse mreže utječu mnogi čimbenici, uključujući:

· hardverske karakteristike računala u mreži;

· učestalost kojom računala prenose podatke;

· vrsta pokrenutih mrežnih aplikacija;

· vrsta mrežnog kabela;

· udaljenost između računala na mreži.

Sabirnica je pasivna topologija. To znači da računala samo "slušaju" podatke koji se prenose preko mreže, ali ih ne premještaju od pošiljatelja do primatelja. Stoga, ako jedno od računala zakaže, to neće utjecati na rad ostalih. U aktivnim topologijama računala regeneriraju signale i prenose ih preko mreže.

Refleksija signala

Podaci ili električni signali putuju mrežom - s jednog kraja kabela na drugi. Ako se ne poduzme nikakva posebna radnja, signal koji stigne do kraja kabela će se reflektirati i neće dopustiti drugim računalima prijenos. Stoga, nakon što podaci stignu na odredište, električni se signali moraju ugasiti.

Terminator

Kako bi se spriječilo reflektiranje električnih signala, na svakom kraju kabela postavljeni su završeci koji apsorbiraju te signale. Svi krajevi mrežnog kabela moraju biti povezani s nečim, kao što je računalo ili bačvasti konektor - kako bi se povećala duljina kabela. Terminator mora biti spojen na bilo koji slobodni - nepovezani - kraj kabela kako bi se spriječila refleksija električnih signala.

Lokalna mreža u uredu

Primjer lokalne mreže u uredu u shematskom obliku

Položaj opreme u uredu, moguće kabelske mreže za ured. Komunikacijske usluge: telefonija, internet, televizija.

Organizacija telefonske komunikacije u uredu s organizacijom IP telefonije za udaljene zaposlenike.

Organizacija telefonske mreže poduzeća putem Interneta. Stvaranje telefonske mreže s visokokvalitetnim telefonskim komunikacijama. Organiziranje besplatnih telefonskih poziva za klijente.

Dijagram lokalne mreže

Značajke lokalne mreže

Dat je primjer lokalne mreže radi razumljivijeg i informativnijeg prikaza rada mreže s prioritizacijom prijenosa različitih vrsta prometa: Internet, telefonski promet, televizija.

Dijagram lokalne mreže

U današnjim uvjetima oštre konkurencije važno je brzo reagirati na sve promjene. Stabilnost bilo koje tvrtke, kafića, trgovine ili velike korporacije izravno ovisi o pouzdanosti i dobro promišljenoj tipologiji lokalne mreže.

Ključne prednosti lokalnih mreža za poslovanje:

Kontinuiran pristup zaposlenika dokumentima i bazama podataka izravno s radnog mjesta;

Trenutna razmjena izvješća između odjela;

Organizacija zajedničkog pristupa uredskoj opremi (pisači, kosilice, fotokopirni uređaji, skeneri);

Organizacija pristupa Internetu sa svih radnih stanica;

Sposobnost automatizacije rutinskih procesa;

Organizacija besplatne i sigurne korporativne komunikacije između pojedinih ureda i zgrada.

Dobro osmišljena lokalna mreža značajno povećava učinkovitost poduzeća, oslobađa ljudske resurse i pruža puno dodatnih mogućnosti.

Zašto biste razvoj korporativne lokalne mreže trebali povjeriti Canmosu?

U malim uredima gdje je potrebno povezati dva ili tri računala, lokalna mreža može se organizirati u kući. Ali u većini poduzeća bolje je vjerovati specijaliziranoj tvrtki.

Bez iskustva, praktičnih vještina i poznavanja tržišta mrežne opreme moguća su ozbiljna prekoračenja proračuna bez postizanja željenog rezultata. Ponekad neispravno spajanje ili ušteda na kablovima i konektorima dovodi do toga da skupa oprema radi samo na 10-20% svojih mogućnosti. Rezultat su stalna kašnjenja, kvarovi, spaljivanje portova ili čak kvar sustava.

Bez izrade detaljnog plana nakon završetka rada, može se ispostaviti da ste zaboravili postaviti liniju za mrežni pisač, a svi priključci u usmjerivaču su zauzeti i nema načina za povezivanje drugog uređaja. Budući da skaliranje nije bilo unaprijed predviđeno, prilikom proširenja ureda jednostavno nije bilo mjesta za "zalijepiti nova" računala.

Uz Canmos, svi mrežni problemi bit će prošlost. Već dugi niz godina pružamo komunikacijske usluge i projektiramo sustave za prijenos podataka. Prilikom razvoja mreže mi:

Detaljno ćemo razmisliti o topologiji kako bismo zadovoljili sve funkcionalne potrebe vašeg poduzeća;

Osigurat ćemo skaliranje i praktično dodavanje novih radnih stanica uz minimalna ulaganja;

Osigurat ćemo zaštitu od vanjskih i unutarnjih prijetnji;

Jamčimo jednostavnost upravljanja.

Tipični LAN dijagram tvrtke Canmos

Prilikom projektiranja LAN-a, prednost se daje tipologiji "Star" - svaki čvor (računala, mrežni pisači) povezan je s preklopnikom posebnim kabelom. Ovo rješenje pruža:

Neovisan rad svake radne stanice, što povećava pouzdanost mreže;

Minimalni trošak i jednostavnost dodavanja novih uređaja u mrežu kako se tvrtka širi.

Radi povećanja pouzdanosti i otpornosti na greške, pojednostavljenja administracije i optimizacije opterećenja između mrežne opreme, lokalna računalna mreža podijeljena je u nekoliko segmenata - podmreže su međusobno povezane optičkim kanalom velike brzine. Mail, file i 1C poslužitelji te PBX djeluju u zasebnom segmentu.

Kako bi se pojednostavila administracija, računala u različitim odjelima, poput računovodstva, komercijale ili prava, kombiniraju se u radne grupe.

Pristup bežičnoj mreži omogućen je putem wi-fi pristupnih točaka.

Tehnički gledano, pri postavljanju LAN mreža optimalno je postaviti server i mrežnu opremu u zasebnu prostoriju kako bi se mrežnom administratoru omogućio brz pristup s jednog mjesta. Utičnice za RJ-45 i RJ-12 (za IP telefoniju) postavljene su u blizini radnih mjesta zaposlenika.

U budućnosti, ovisno o potrebama poduzeća, uredska IP telefonija može se implementirati na temelju gotove lokalne mreže (za stabilnu vezu daje se prioritet s brzinom od 64 kb/s po uređaju), te 1C mreža. Može se osigurati sigurna (kriptirana) veza s lokalnom mrežom udaljenih zaposlenika putem VPN kanala.

Zbog velike površine teritorija, velikog broja zgrada, radionica, odjela i korisnika (oko 1500 korisnika), u cilju povećanja performansi i otpornosti na greške mreže potrebno ju je podijeliti na logički neovisne objekata, koji će biti međusobno povezani mrežnim uređajima čvorova. U isto vrijeme, dijeljenje velike mreže na manje će olakšati administraciju. Tako će topologija LAN-a poduzeća biti dizajnirana u obliku hijerarhijske zvijezde. Tehnologija sloja veze bit će obitelj verzija Etherneta velike brzine.

Kako bi se osiguralo razdvajanje odgovornosti između preklopnika, koristit će se standardna arhitektura koja se sastoji od: preklopnika na razini jezgre mreže, preklopnika na razini distribucije i preklopnika na razini pristupa. Prekidači instalirani na razini jezgre mreže zahtijevaju visoku izvedbu i toleranciju na pogreške. Budući da će performanse cijele mreže ovisiti o njima. Distribucijski preklopnici bit će smješteni u cijelom poduzeću, bliže grupama pristupnih preklopnika, na koje su već spojeni krajnji korisnici LAN resursa. Server cabinet switchevi su spojeni izravno na mrežni core switch, koji opslužuju tzv. SAN (Storage area network), lokalne mreže unutar poslužiteljskih ormarića.

Poduzeće je podijeljeno u 5 zona, od kojih će svaka biti opslužena sa svoje distribucijske sklopke. Zone se biraju ovisno o lokaciji i broju korisnika. Dijagram LAN-a poduzeća prikazan je na slici 2.

Logično, tako veliku mrežu treba podijeliti na nekoliko manjih mreža. S ovim pristupom, performanse mreže će se povećati, budući da se emitiranje i drugi "junk traffic" neće širiti po svim mrežama, zauzimajući propusnost mreže. U slučaju kvara na mreži, kao što je oluja emitiranja, otkazat će samo mali logički fragment mreže, u kojem se problem može identificirati i ispraviti mnogo brže. To jest, u ovom slučaju, osigurana je pogodnost mrežne administracije. Prilikom izvođenja bilo kakvih radova na obnovi mreže to će biti moguće izvoditi u dijelovima, što pojednostavljuje rad mrežnih administratora i omogućuje isključenje manjeg broja korisnika iz usluge dok se radovi izvode.

Slika 2 - Topologija LAN-a poduzeća

Za podjelu mreže koristit će se tehnologija virtualne lokalne mreže (VLAN). Svaki odjel, a ponekad i skupina manjih odjela, imat će vlastitu virtualnu mrežu. Također će se stvoriti nekoliko vlan-ova za povezivanje preklopnika jezgre mreže i distribucijskog sloja. Svaka takva mreža koristit će jedinstvene mrežne adrese. Virtualne mreže koristit će portove preklopnika na razini jezgre i distribucije za smještaj jedinica u vlastite jedinstvene vlan-ove. To će se učiniti tijekom konfiguracije aktivnih mrežnih uređaja.

Kao što se može vidjeti iz dijagrama, nekoliko logičkih kanala koristit će se za povezivanje jezgre i distribucijskih sklopki. Bit će implementirana osnovna topologija mreže "zvijezda + prsten". Od glavnog prekidača, kanali zrače u obliku zvijezda do distribucijskih prekidača; na dijagramu su označeni plavom bojom. Ovo stvara "zvijezdu". Ti će kanali biti dodijeljeni posebnom vlan-u, koji će se koristiti samo za komunikaciju između sklopnika okosnice.

Žutom bojom označeni su kanali koji će povezivati ​​glavne sklopove u "prsten". Ranije nije bilo prihvatljivo stvarati petlje u Ethernet mrežama. Ali zahtjevi za pouzdanošću mreže doveli su do razvoja tehnologija koje mogu podržati redundantne veze u mreži za rezervaciju kanala. Ethernet Ring Protection Switching (ERPS) jedna je od tehnologija koja vam omogućuje organiziranje mrežnih topologija otpornih na greške. Odabran je umjesto protokola Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) zbog kratkog vremena potrebnog za ponovno uspostavljanje mreže u slučaju kvara jednog od kanala. Za RSTP vrijeme konvergencije je manje od 10 sekundi, dok je za ERPS manje od 50 milisekundi. Ovo će također biti zaseban vlan, koji će koristiti samo glavni preklopnici.

Dinamičko usmjeravanje koristit će se za ujedinjenje svih virtualnih mreža i pronalaženje ruta između njih. Naime, Open Shortest Path First version 2 (OSPFv2) protokol. Svaki od preklopnika okosnice moći će raditi na sloju 3 OSI modela, odnosno bit će to preklopnik L3. U domeni OSPF protokola bit će dodijeljena jedna okosnica - okosnica. Sadržat će samo usmjerivače (ugrađene u L3 preklopnike), koji će međusobno razmjenjivati ​​informacije o virtualnim mrežama koje su na njih povezane. Ovaj protokol zahtijeva dodjelu korijena OSPF domene - Designated root (DR) i prisutnost sigurnosnog korijena - Backup designated root (BDR). Prekidač na razini jezgre koristit će se kao DR, a jedan od prekidača na razini distribucije koristit će se kao BDR.

Svaki prekidač sloja korisničkog pristupa koristit će se u vlastitom specifičnom vlan-u koji mu je dodijeljen na prekidaču sloja distribucije. U nekim slučajevima se takvi preklopnici mogu koristiti za spajanje preklopnika s manje portova na njih, ali to nije bitno za logiku mreže.

Na taj je način organizirana produktivna arhitektura lokalne mreže tolerantna na greške i lako skalabilna.