Локальная вычислительная сеть лвс кратко

Обновлено: 05.07.2024

Интернет или, по-другому, всемирная сеть – это, конечно, хорошо. Но возможности соединения по ней ограничены "черепашьей" скоростью вашего модема и толщиной вашего кошелька.

Для объединения близко расположенных компьютеров без использования телефонных линий применяются ЛВС.

В свою очередь уже объединенные в ЛВС компьютеры могут быть подключены к Интернету.

Компьютерные сети можно классифицировать по многим признакам, например по удаленности сетевых узлов.

Расстояние между узлами	Масштаб сети	Обозначение
0,1 км	Здание	Локальная сеть (Local Area Network)
1-10 км	Город	Городская сеть (Metropolitan Area Network)
10-1000 км	Страна	Глобальная сеть (Wide Area Network)
Более 1000 км	Планета	Internet

Различают сети с одним или несколькими выделенными серверами и сети без выделенных серверов, называемые одноранговыми сетями. Рассмотрим сначала локальные сети с выделенным сервером. В сетях с выделенным сервером именно ресурсы сервера, чаще всего дисковая память, доступны всем пользователям. Серверы, разделяемым ресурсом которых является дисковая память, называются файл-серверами. Можно сказать, что сервер обслуживает все рабочие станции. Файловый сервер обычно используется только администратором сети и не предназначен для решения прикладных задач. Поэтому он может быть оснащен недорогим, даже монохромным дисплеем. Однако файловые серверы почти всегда содержат несколько быстродействующих накопителей. Сервер должен быть высоконадежным, поскольку выход его из строя приведет к остановке работы всей сети. На файловом сервере, как правило, устанавливается сетевая операционная система.

ЛВС с выделенным сервером

При выборе компьютера на роль файлового сервера необходимо учитывать следующие факторы:

· скорость доступа к файлам, размещенным на жестком диске;

· емкость жесткого диска;

· объем оперативной памяти;

· уровень надежности сервера;

· степень защищенности данных.

Возникает вопрос, зачем файл-серверу высокое быстродействие, если прикладные программы выполняются на рабочих станциях? Во время работы большой ЛВС файловый сервер обрабатывает огромное количество запросов на обслуживание файлов, а на это затрачивается значительное процессорное время. Для того чтобы ускорить обслуживание запросов и создать у пользователя впечатление, что именно он является единственным клиентом сети, необходим быстродействующий процессор.

Но все же наиболее важным компонентом файлового сервера является дисковый накопитель. На нем хранятся все файлы пользователей сети. Быстрота доступа, емкость и надежность накопителя во многом определяют, насколько эффективным будет использование сети.

Сетевые ОС с выделенным файл-сервером обычно имеют более высокую производительность, поскольку они оптимизированы именно под выполнение операций с файлами. В принципе, никаких более важных действий на выделенном файл-сервере не выполняется. Значительного повышения производительности работы сервера можно добиться, увеличивая его оперативную память. В одноранговой сети нескольких мегабайт памяти может быть вполне достаточно, в то время как для крупной сети с выделенным файл-сервером желательна память объемом 128 и более мегабайт. Если файловый сервер снабжен оперативной памятью достаточного объема, то он имеет возможность именно в оперативной памяти хранить те области дискового пространства, к которым обращаются наиболее часто. Такой метод хорошо известен, часто применяется для ускорения доступа к данным на обычных ПК и называется методом кэширования. Ведь если идет обращение к файлу, данные которого в данный момент находятся в кэше, сервер может передать искомую информацию, не обращаясь к диску. В результате этого будет достигнут значительный временной выигрыш.

Сетевой адаптер, установленный на файловом сервере – это такое устройство, через которое проходят практически все данные, функционирующие в локальной сети. В связи с этим необходимо, чтобы этот адаптер работал быстро. Сетевой адаптер становится более быстродействующим в результате, во-первых, повышения его разрядности и, во-вторых, увеличения объема его собственного ОЗУ. На файл-сервере должен быть установлен сетевой адаптер для шины PCI, что позволяет поддерживать высокую скорость передачи данных.

В одноранговых сетях любой компьютер может быть и файловым сервером, и рабочей станцией одновременно. Преимущество одноранговых сетей заключается в том, что нет необходимости копировать все используемые сразу несколькими пользователями файлы на сервер. В принципе любой пользователь сети имеет возможность использовать все данные, хранящиеся на других компьютерах сети, и устройства, подключенные к ним. Основной недостаток работы одноранговой сети заключается в значительном увеличении времени решения прикладных задач. Это связано с тем, что каждый компьютер сети отрабатывает все запросы, идущие к нему со стороны других пользователей. Следовательно, в одноранговых сетях каждый компьютер работает значительно интенсивнее, чем в автономном режиме.

Затраты на организацию одноранговых вычислительных сетей относительно небольшие. Однако при увеличении числа рабочих станций эффективность их использования резко уменьшается. Пороговое значение числа рабочих станций составляет, по оценкам фирмы Novell, – 25-30. Поэтому одноранговые сети используются только для относительно небольших рабочих групп.

Различают три наиболее распространенные сетевые архитектуры, которые используют и для одноранговых сетей и для сетей с выделенным файл-сервером. Это так называемые шинная, кольцевая и звездообразная структуры.

Рис. 81. Шинная структура одноранговой сети

В случае реализации шинной структуры все компьютеры связываются в цепочку. Причем на ее концах надо разместить так называемые терминаторы, служащие для гашения сигнала. Если же хотя бы один из компьютеров сети с шинной структурой оказывается неисправным, вся сеть в целом становится неработоспособной. В сетях с шинной архитектурой для объединения компьютеров используется тонкий и толстый кабель. Максимальная теоретически возможная пропускная способность таких сетей составляет 10 Мбит/с. Такой пропускной способности для современных приложений, использующих видео- и мультимедийные данные, явно недостаточно. Поэтому почти повсеместно применяются сети со звездообразной архитектурой.

Рис. 82. Звездообразная структура одноранговой сети

Для построения сети с звездообразной архитектурой в центре сети необходимо разместить концентратор. Его основная функция – обеспечение связи между компьютерами, входящими в сеть. То есть все компьютеры, включая файл-сервер, не связываются непосредственно друг с другом, а присоединяются к концентратору. Такая структура надежнее, поскольку в случае выхода из строя одной из рабочих станций все остальные сохраняют работоспособность. В сетях же с шинной топологией в случае повреждения кабеля хотя бы в одном месте происходит разрыв единственного физического канала, необходимого для движения сигнала. Кроме того, сети со звездообразной топологией поддерживают технологии Fast Ethernet и Gigabit Ethernet, что позволяет увеличить пропускную способность сети в десятки и даже сотни раз (разумеется, при использовании соответствующих сетевых адаптеров и кабелей).

Рис. 83. Кольцевая структура одноранговой сети

Кольцевая структура используется в основном в сетях Token Ring и мало чем отличается от шинной. Также в случае неисправности одного из сегментов сети вся сеть выходит из строя. Правда, отпадает необходимость в использовании терминаторов.

В сети любой структуры в каждый момент времени обмен данными может происходить только между двумя компьютерами одного сегмента. В случае ЛВС с выделенным файл-сервером – это файл-сервер и произвольная рабочая станция; в случае одноранговой ЛВС – это любые две рабочие станции, одна из которых выполняет функции файл-сервера. Упрощенно диалог между файл-сервером и рабочей станцией выглядит так: открыть файл – подтвердить открытие файла; передать данные файла – пересылка данных; закрыть файл – подтверждение закрытия файла. Управляет диалогом сетевая операционная система, клиентские части которой должны быть установлены на рабочих станциях.

Для объединения близко расположенных компьютеров без использования телефонных линий применяются ЛВС.

В свою очередь уже объединенные в ЛВС компьютеры могут быть подключены к Интернету.

Компьютерные сети можно классифицировать по многим признакам, например по удаленности сетевых узлов.

Расстояние между узлами	Масштаб сети	Обозначение
0,1 км	Здание	Локальная сеть (Local Area Network)
1-10 км	Город	Городская сеть (Metropolitan Area Network)
10-1000 км	Страна	Глобальная сеть (Wide Area Network)
Более 1000 км	Планета	Internet

ЛВС с выделенным сервером

При выборе компьютера на роль файлового сервера необходимо учитывать следующие факторы:

· скорость доступа к файлам, размещенным на жестком диске;

· емкость жесткого диска;

· объем оперативной памяти;

· уровень надежности сервера;

· степень защищенности данных.

Рис. 81. Шинная структура одноранговой сети

Рис. 82. Звездообразная структура одноранговой сети

Рис. 83. Кольцевая структура одноранговой сети

Если несколько компьютеров соединены между собой таким образом, что между ними могут передаваться данные, то это локальная вычислительная сеть.

Её использование является значительно более эффективным по сравнению с одиночными компьютерами. Локальные сети уже стали частью повседневной жизни.

Что такое локальная сеть

Передача информации между компьютерами присутствует практически с самого начала их использования.

Совместное использование нескольких вычислительных устройств позволяет объединить их ресурсы или распределить между ними конкретные функции, сделав использование вычислительной техники более продуктивным.

Локальные сети могут иметь различный масштаб: от двух или нескольких компьютеров объединённых между собой, до сотен.

Совместная работа увеличивает эффективность и позволяет сделать использование вычислительной техники более рациональным.

Классификация локальных вычислительных сетей

В соответствии со способами использования сегментов связи между отдельными компьютерами, вычислительные устройства можно разделить следующим образом:

использование двухточечных соединений;

многоточечная связь между компьютерами.

В первом случае каждое из устройств соединено только с одним соседом. При многоточечном типе соединений каждый имеет сегмент кабеля для подсоединения с каждым другим.

В разных случаях для связи между компьютерами могут использоваться различные способы:

специально проложенные кабели;

существующие провода телефонной сети;

соединения, сделанные на основе беспроводной связи;

смешанные решения, определение их особенностей зависит от конкретной ситуации.

Степень использования приоритетности может быть установлена следующим образом:

Отсутствие его использования. В этом случае каждый из компьютеров имеет право работать с каждым другим.

Соединение может быть выполнено для компьютера с таким же или более низким приоритетом.

Последний способ обеспечивает более высокий уровень безопасности при подсоединении к интернету.

Структура локальной вычислительной сети

В информатике их можно классифицировать по способу соединения компьютеров между собой. Таким образом можно говорить о двух классах локальных сетей:

Отличительные признаки одноранговой локальной сети:

У каждого из них имеется уникальный идентификатор.

При таком устройстве сети не применяются выделенные серверы, поэтому каждая из входящих в структуру единиц в конкретных ситуациях может работать как клиент или сервер.

Сети такого типа более дешёвые в эксплуатации. Их сопровождение является более простым по сравнению с иерархическим типом. Их часто применяют для небольших домашних или офисных сетей.

В компьютерах доступ к информации практически не ограничен. С каждого из них можно посмотреть данные с другой машины.

Ещё одним недостатком такого является то, что производительность здесь не оптимизирована и является очень низкой.

Характерные особенности иерархической сети:

Наличие одного или нескольких выделенных серверов. На них хранятся приложения и данные для доступа с других компьютеров.

В этом случае уровень безопасности существенно выше, чем в одноранговой сети.

Сервер может входить в качестве составной части в сеть более высокого ранга.

Конкретный способ соединения компьютеров называется топологией сети. Наиболее известными вариантами являются:

Шинная топология

Понятие шинной топологии предусматривает наличие общего кабеля, ответвления от которого подсоединены к каждому из имеющихся компьютеров.

При этом все вычислительные устройства могут взаимодействовать друг с другом. Сеть легко может быть расширена.

Если по какой-то причине один из узлов станет неработоспособным, то это не окажет никакого влияния ни на один из остальных.

Такая топология не является безопасной. Устройство, подключённое к общей шине, может получить доступ ко всей информации, хранящейся в этой сети.

Эта топология уязвима к повреждению центрального кабеля — своей основы. Поэтому при организации такой локальной сети нужно уделять особое внимание качеству соединения отдельных сегментов с обще шиной.

Вся связь выполняется только через центральный компьютер и определяется его возможностями.

Затраты на организацию такого типа сети зависят от того, насколько центральное вычислительное устройство близко расположено к каждому из остальных.

Если необходимо провести расширение, то к новой машине будет необходимо протянуть ещё один кабель из центра.

При выходе из строя одного компьютера, локальная сеть станет неработоспособной. Чтобы этого избежать, могут быть применены резервные кольца или обходные переключатели.

Иерархическая топология

Такой вариант выгодно применять для организации глобальных сетей большого масштаба.

Комбинированный вариант

Иногда локальные сети состоят из участков, в которых используются различные схемы соединения. Такая топология является комбинированной.

Аппаратное обеспечение

Для объединения нескольких вычислительных устройств в одну сеть необходимо специальное оборудование:

Приём и передача данных осуществляется с помощью специальных кабелей. Наиболее распространено использование витой пары. Кабели делят в соответствии с их назначением. Могут применяться те, с помощью которых связываются отдельные вычислительные устройства, или такие, которые рассчитаны на высокую скорость связи. Последние называют магистральными. Они применяются, в частности, для подключения к провайдеру.

В каждом из компьютеров должна присутствовать сетевая плата с разъёмом для соединительного кабеля для расшифровки сигналов, приходящих из сети. В случае, если речь идёт о беспроводной связи, необходимо применять соответствующий адаптер.

Иногда сеть организована таким образом, что соединения имеют значительную длину. В этом случае мощности сигналов может не хватить, и тогда используются специальные устройства — повторители. Их устанавливают на определённом расстоянии, чтобы они выполняли усиление сигнала.

В некоторых ситуациях нужно сделать так, чтобы кабель передавал сигнал на несколько других - здесь применяются хабы, в которых предусмотрены специальные гнёзда для подключения.

Трансиверы осуществляют передачу сигнала между различными средами распространения сигнала.

Маршрутизаторы представляют собой компьютеры, оснащённые двумя или большим количеством сетевых плат. Они осуществляют соединения двух сегментов сети, передавая между ними сигналы.

Если использовать перечисленное оборудования, присовокупить сетевые драйвера, правильно произвести настройку, то будет создана локальная сеть.

Основные характеристики ЛВС

Существует огромное разнообразие локальных сетей. Однако основных характеристик немного:

скорость приёма и передачи данных;

адаптируемость, т. е. насколько легко проводить расширение существующей сети;

надёжность характеризует работоспособность сети в случае повреждения одного или нескольких сегментов;

безопасность подразумевает, насколько трудно внешним устройствам получить информацию из локальной сети при несанкционированном доступе.

Существуют также другие виды оценок, но эти являются основными.

Области применения ЛВС

Сети можно классифицировать по различным признакам. Одним из них является её назначение.

В соответствии с этим критерием локальные сети могут быть предназначены для решения следующих задач:

Те, которые необходимы для выполнения терминального обслуживания.

Задачей распределённых вычислительных систем является проведение вычислений, требующих значительных ресурсов. В этом случае локальная сеть организована таким образом, чтобы совместно использовать вычислительные ресурсы нескольких компьютеров.

Офисные сети предназначены для того, чтобы рационально организовать работу коллектива. Например, могут быть выделены отдельные устройства для печати, хранения данных, связи с интернетом.

Задачей сетей организационного управления является оптимизация деятельности компании.

В промышленности активно используются локальные компьютерные сети, объединяющие не только компьютеры, но и оборудование. Они помогают организовать работу на уровне современных требований.

Эти виды использования не единственные, но они являются наиболее распространёнными.

ЛВС (локально-вычислительная сеть) — это группа вычислительных устройств, образующая структуру с покрытием на конкретной, как правило, небольшой территории. Такая сеть может объединять компьютеры и периферию, находящиеся в одном помещении, здании, или в нескольких гражданских или промышленных сооружениях, расположенных компактно относительно друг друга.

Однако стоит отметить, что сети, в которых расстояние между отдельными узлами может достигать огромных географических расстояний, также принято относить к локальным системам. Отличный пример такого образования — станция на орбите земли и центр управления полетами.

Локальную сеть предприятия, фирмы или организации, устройства которой объединяются для получения максимального эффекта в производстве или управлении некими процессами, принято называть корпоративной сетью. Например, сеть банка или учебного заведения.

Метод обмена данными между устройствами в сети, его скорость — это важнейшие параметры любой локальной системы.

Каналы, обеспечивающие связь внутри структуры, могут иметь различное исполнение и организацию. Основные и наиболее применяемые:

Кабельная связь на основе изолированных проводников (витая пара);
Коммуникации с применением оптиковолоконных технологий;
Связь посредством радиосигнала (WI-FI, GPRS).

Соединение между локальными сетями происходит посредством шлюзов. Любая локальная сеть может стать элементом глобальной системы.

Управление локальной сетью, как правило, лежит на сетевых администраторах. В свою очередь, количество персонала, руководящего такой сетью, зависит от величины самой системы, ее сложности и круга задач, для выполнения которых она создана.

Основные требования к локальным сетям следующие:

Уверенная адаптация и гибкость в подключении к глобальным сетям или при необходимости в автономном функционировании;
Стабильность рабочих процессов при изменениях в порядке подключения сетевых устройств, их перемещении или изъятии из структуры сети;
Высокая производительность системы, за счет объединения технических ресурсов, без потери в скорости обмена информацией;
Доступность и простота администрирования, при любых построениях сети и способах передачи данных между ее узлами.

Грамотно настроенная и сконфигурированная локальная сеть — это универсальный инструмент, увеличивающий коэффициент производительности нескольких устройств с одновременным упрощением задачи по их управлению.

Вот, что входит в состав ЛВС:

компьютеры,
серверы,
кабели соединительные,
маршрутизаторы,
модемы,
коммутаторы,
дополнительное оборудование (принтеры, системы резервного копирования и так далее),
программное обеспечение для настройки и сетевые протоколы.

Для чего нужна ЛВС?

Локальная сеть (ЛВС) нужна для совместного использования ресурсов (принтер, файловое хранилище, обмен данными, общий доступ в Интернет и другие). Система масштабируется и настраивается, как для двух-трёх пользователей в домашних условиях, так и для нескольких тысяч рабочих столов в крупных организациях, когда соединение выполняется не только в офисе, но и между несколькими зданиями (например, в научных лабораториях или штаб-квартирах корпораций).

Сеть ЛВС: всё, что нужно знать

Для построения локальной вычислительной сети дома, в офисе или на большом предприятии, потребуются коммутационные устройства с десятком типов назначений от усиления сигнала до обеспечения безопасности данных внутри ЛВС. Системный администратор занимается её обслуживанием, настройкой, поддержанием работоспособности и расширением при необходимости.

Данные доступны всем пользователям сети

Совместная работа удалённо

Периферийное оборудование доступно всем

С офисным оборудованием проще работать через ЛВС, когда легко распечатать документы в соседнем помещении или получить изображение со сканера в другом здании.

Совместный и защищённый доступ в Интернет

В ограниченной ЛВС больше возможностей защиты пользовательских данных от внешних ИТ-угроз при общем использовании интернет-ресурсов.

Удалённое администрирование компьютеров

Управление программным обеспечением, сервером и рабочими столами на разных операционных системах (Windows, Linux, Mac) возможно из одной точки при отсутствии потребности в физическом вмешательстве в функционирование оборудования.

Монтажник ЛВС — кто это?

Специалист по прокладке кабелей, установке оборудования и настройки должен учитывать сотни условий, в которые входят порой совершенно неожиданные пункты. Например, для решения проблемы максимальной длины кабеля ЛВС (100 метров) используются усилители сигнала, а для обеспечения высокой надёжности связи учитываются резервные каналы передачи данных и даже вероятность затопления помещения.

Анализирует помещения
Проектирует финальную систему
Выбирает оптимальное оборудование
Прокладывает кабельные телекоммуникации (даже для беспроводной сети)
Настраивает оборудование
Запускает сеть и тестирует её

Организация ЛВС в ZEL-Услуги

Обратитесь в компанию ИТ-аутсорсинга для дальнейшей экспертной поддержки и консультации по этой теме и любым другим техническим вопросам.

Читайте также: