Аппаратные и программные средства для построения локальной сети

Оглавление

Оглавление. 4

Введение. 5

Локальные и глобальные сети. 6

Одноранговые и многоранговые  сети. 8

Аппаратные средства. 10

1.          Кабель. 10

2.          Сетевые карты.. 11

3.          Повторители. 12

4.          Концентраторы.. 12

5.          Коммутаторы.. 12

6.          Маршрутизаторы.. 13

Программные средства. 13

Сетевые операционные системы.. 13

Proxy-Сервер. 16

Топологии сети. 17

1.          Общая шина. 18

2.          Звезда. 19

3.          Кольцевая топология. 20

4.          Ячеистая топология. 21

5.          Смешанная топология. 21

Протоколы работы в сети. 23

Ethernet 24

Fast Ethernet 26

Firewire. 27

Gigabit Ethernet 28

Другие технологии сети. 29

Интернет. 30

Адресация в Internet 30

Электронная почта. 32

Заключение. 33

Список литературы.. 34

 

Введение

Сетевые технологии играют огромную роль в современном мире.

Более 60% организаций используют сети для реализации бизнес-процессов  и для связи с заказчиками, причем 80% компаний считает, что в  будущем важность сетей повысится.

Внедрение передовых технологий ускоряет экономический рост предприятий  и усиливает их конкурентоспособность  на мировом рынке.

Владение знаниями в области  сетевых технологий позволяет легко  решить проблему обмена информацией  и повысить ее качество, ведь своевременно полученная информация весьма ценна  и может сыграть решающую роль в развитии предприятия.

При построении локальных  сетей очень важно умение разбираться  в оборудовании необходимом для  организации сети, архитектуре и  существующих технологиях сети.

Целью данной курсовой работы является изучение аппаратных и программных  средств для построения локальной  сети. Для реализации данной цели требуется  решить следующие задачи:

- произвести обзор аппаратных  средств используемых для реализации  локальной сети

- рассмотреть программные  средства локальной сети.

 

Локальные и глобальные сети

Сеть — группа компьютеров, соединенных друг с другом с помощью  специального оборудования, обеспечивающего  обмен информацией между ними. Соединение между двумя компьютерами может быть непосредственным (двухточечное соединение) или с использованием дополнительных узлов связи.

Компьютерные сети представляют собой магистральные информационные структуры, состоящие из логического  и физического уровней или  составляющих, основным назначением  которых является обмен информацией.

Физический уровень представлен  компонентами сети, обеспечивающими  физическое соединение между компьютерами. Такими компонентами, как правило, являются: сетевой интерфейс (сетевая карта  или плата сетевого адаптера, стандартный  или расширенный коммуникационный или параллельный порт или мультипортовая плата), сетевая среда передачи данных (кабель коаксиальный, двухпроводный  т.н. витая пара или оптоволоконный) и узловые элементы (маршрутиризаторы, концентраторы, повторители (репитеры, хабы (hub)), переключатели (switch)) и конечные элементы (терминаторы, коннекторы, разъемы, заглушки).  
Логический уровень - это разнообразное программное обеспечение, предоставляющее возможность использования имеющихся в наличии физических компонентов сети. Среди всего многообразия ПО можно выделить несколько типов: драйверы и демон-процессы сетевых протоколов операционных систем, программы-серверы и клиенты сетевых сервисов или служб.

В настоящее время индустрия  компьютерных сетей переживает один из пиков своего развития и имеет  за плечами некоторую историю. Эра  сетевых взаимоотношений между  персональными компьютерами начиналась с простого обмена данными по коммуникационным портам (COM:) двух компьютерных систем с  различной архитектурой, процессорами и, конечно, операционными системами (например, VMS и IBM-PC/XT) при помощи специально предназначенных программ, управление которыми синхронизировалось вручную, а скорость передачи данных едва достигала 1К в секунду. Сейчас, всего через 20 лет, мы можем наблюдать четкое структурирование сетей на локальные  и глобальные, процесс интегрирования первых во вторые, где сети с числом компьютеров в несколько сотен  все еще считаются локальными, а глобальные насчитывают десятки  тысяч подключенных компьютерных систем. Скорости обмена информацией достигают 200 Мбит/с, а 10Мбит/с - считается базовой  начальной и низкостоимостной конфигурацией. Теперь компьютерные сети позволяют  не только передать или принять информацию в прямом смысле этого понятия, но и дают множество сервисных возможностей, перечень которых постоянно расширяется. Это и удаленное администрирование, распределенные файловые системы, удаленное  выполнение программ, электронная почта, удаленная печать, распределенные базы данных, системы удаленного доступа  и распределенные системы управления, поисковые системы, телеконференции  и многое другое.

Как уже было сказано сети подразделяются на локальные и глобальные, но это, конечно, не единственная их классификация. Они делятся и на одноранговые и многоранговые, однопользовательские и многопользовательские, открытые и закрытые и т.д. и т.п. Среди  всего многообразия классификаций  рассматриваются наиболее важные и  часто используемые. Большинство  классификационных принципов подразделения  сетей на категории и виды основаны на видах и типах программного обеспечения. Иными словами, на одной  и той же физической основе можно  сформировать сети разных видов типов  и классов.

Компьютер, который подключен  к сети, называется рабочей станцией (Workstation). Как правило, с этим компьютером  работает человек. В сети присутствуют и такие компьютеры, на которых  никто не работает. Они используются в качестве управляющих центров  в сети и как накопители информации. Такие компьютеры называют серверами. Если компьютеры расположены сравнительно недалеко друг от друга и соединены  с помощью высокоскоростных сетевых  адаптеров (скорость передачи данных —10-100 Мбит/с), то такие сети называются локальными. При использовании локальной  сети компьютеры, как правило, расположены  в пределах одной комнаты, здания или в нескольких близко расположенных  домах. Локальная компьютерная сеть, как правило, объединяет не более сотни компьютерных систем, принадлежащих какой-либо одной структуре и носит корпоративный характер, как по ее эксплуатации, так и по характеру системного программного обеспечения.

Компьютерная сеть называется глобальной, если она интегрирует  в своем составе большое число  компьютеров и (что главное) отвечает современным требованиям, применяемым  к сетям и сетевым технологиям, которые предназначены для соединения компьютеров, находящихся на значительном расстоянии, с различной базовой  архитектурой и программным обеспечением. Для объединения компьютеров  или целых локальных сетей, которые  расположены на значительном расстоянии друг от друга, используются модемы, а  также выделенные или спутниковые  каналы связи. Обычно скорость передачи данных в таких сетях значительно  ниже, чем в локальных. В настоящий  момент имеется несколько глобальных компьютерных сетей и их протоколов, например, RelCom, CompuServ, Internet, и.т.д.. Большинство  таких сетей имеет тысячи серверов и десятки и сотни тысяч  пользователей и носят статус международных, т.к. связывают компьютерные системы различных стран и  континентов.

 

Принципы организации  и протоколы программного обеспечения  локальных и глобальных компьютерных систем могут быть как различными, так и абсолютно одинаковыми. Поэтому, нельзя относить сеть к локальной  или глобальной только по признаку типа сетевого взаимодействия и базового программного обеспечения. Все сети, в том числе и глобальные, делят  на коммерческие - доступ в которые  и услуги сервисных служб которых  платные, и некоммерческие - т.е. "условно  бесплатные". Условно, означает, что  какую-то плату за подключение и  использование сетевых служб, а  также эксплуатацию систем связи, пользователь все-таки вносит, но она несоизмеримо меньше, нежели в коммерческих системах, однако и уровень сервиса, соответственный. Коммерческие сети поддерживаются профессиональными  организациями, существующими с  целью предоставления сетевых услуг, и существуют с этой же целью - предоставление высококачественного коммерческого  сетевого сервиса. Некоммерческие, как  правило, поддерживаются на добровольных началах образовательными и информационными  структурами и организациями  общественного характера, не имеют  четкой организации, единого управления, целенаправленного структурирования и стратегии развития [1]. 

 

Одноранговые  и многоранговые сети

В зависимости от того, как  распределены функции между компьютерами сети, локальные сети делятся на два класса: одноранговые и многоранговые. Последние чаще называют сетями с  выделенными серверами.

Если компьютер предоставляет  свои ресурсы другим пользователям  сети, то он играет роль сервера. При  этом компьютер, обращающийся к ресурсам другой машины, является клиентом. Как  уже было сказано, компьютер, работающий в сети, может выполнять функции  либо клиента, либо сервера, либо совмещать  обе эти функции.

Если выполнение каких-либо серверных функций является основным назначением компьютера (например, предоставление файлов в общее пользование  всем остальным пользователям сети или организация совместного  использования факса, или предоставление всем пользователям сети возможности запуска на данном компьютере своих приложений), то такой компьютер называется выделенным сервером. В зависимости от того, какой ресурс сервера является разделяемым, он называется файл-сервером, факс-сервером, принт-сервером, сервером приложений и т.д.

Очевидно, что на выделенных серверах желательно устанавливать  ОС, специально оптимизированные для  выполнения тех или иных серверных  функций. Поэтому в сетях с  выделенными серверами чаще всего  используются сетевые операционные системы, в состав которых входит нескольких вариантов ОС, отличающихся возможностями серверных частей. Например, сетевая ОС Novell NetWare имеет  серверный вариант, оптимизированный для работы в качестве файл-сервера, а также варианты оболочек для  рабочих станций с различными локальными ОС, причем эти оболочки выполняют исключительно функции  клиента. Другим примером ОС, ориентированной  на построение сети с выделенным сервером, является операционная система Windows NT (была разработана на основе сетевой  ОС Unix). В отличие от NetWare, оба варианта данной сетевой ОС - Windows NT Server (для  выделенного сервера) и Windows NT Workstation (для рабочей станции) - могут поддерживать функции и клиента и сервера. Но серверный вариант Windows NT имеет  больше возможностей для предоставления ресурсов своего компьютера другим пользователям  сети, так как может выполнять  более широкий набор функций, поддерживает большее количество одновременных  соединений с клиентами, реализует  централизованное управление сетью, имеет  более развитые средства защиты.

Выделенный сервер не принято  использовать в качестве компьютера для выполнения текущих задач, не связанных с его основным назначением, так как это может уменьшить  производительность его работы как  сервера. В связи с такими соображениями  в ОС Novell NetWare на серверной части  возможность выполнения обычных  прикладных программ вообще не предусмотрена, то есть сервер не содержит клиентской части, а на рабочих станциях отсутствуют  серверные компоненты. Однако в других сетевых ОС функционирование на выделенном сервере клиентской части вполне возможно. Например, под управлением Windows NT Server могут запускаться обычные  программы локального пользователя, которые могут потребовать выполнения клиентских функций ОС при появлении  запросов к ресурсам других компьютеров  сети. При этом рабочие станции, на которых установлена ОС Windows NT Workstation, могут выполнять функции невыделенного  сервера.

Важно понять, что, несмотря на то, что в сети с выделенным сервером все компьютеры в общем  случае могут выполнять одновременно роли и сервера, и клиента, эта  сеть функционально не симметрична: аппаратно и программно в ней  реализованы два типа компьютеров - одни, в большей степени ориентированные  на выполнение серверных функций  и работающие под управлением  специализированных серверных ОС, а  другие - в основном выполняющие  клиентские функции и работающие под управлением соответствующего этому назначению варианта ОС. Функциональная несимметричность, как правило, вызывает и несимметричность аппаратуры - для  выделенных серверов используются более  мощные компьютеры с большими объемами оперативной и внешней памяти. Таким образом, функциональная несимметричность в сетях с выделенным сервером сопровождается несимметричностью  операционных систем (специализация  ОС) и аппаратной несимметричностью (специализация компьютеров).

В одноранговых сетях все  компьютеры равны в правах доступа  к ресурсам друг друга. Каждый пользователь может по своему желанию объявить какой-либо ресурс своего компьютера разделяемым, после чего другие пользователи могут  его эксплуатировать. В таких  сетях на всех компьютерах устанавливается  одна и та же ОС, которая предоставляет  всем компьютерам в сети потенциально равные возможности. Одноранговые сети могут быть построены, например, на базе ОС LANtastic, Personal Ware, Windows for Workgroup, Windows NT Workstation.

В одноранговых сетях также  может возникнуть функциональная несимметричность: одни пользователи не желают разделять  свои ресурсы с другими, и в  таком случае их компьютеры играют роль клиента, за другими компьютерами администратор закрепил только функции  по организации совместного использования  ресурсов, а значит они являются серверами, в третьем случае, когда  локальный пользователь не возражает  против использования его ресурсов и сам не исключает возможности  обращения к другим компьютерам, ОС, устанавливаемая на его компьютере, должна включать и серверную, и клиентскую части. В отличие от сетей с  выделенными серверами, в одноранговых сетях отсутствует специализация  ОС в зависимости от преобладающей  функциональной направленности - клиента  или сервера. Все вариации реализуются  средствами конфигурирования одного и  того же варианта ОС.

Одноранговые сети проще  в организации и эксплуатации, однако, они применяются в основном для объединения небольших групп  пользователей, не предъявляющих больших  требований к объемам хранимой информации, ее защищенности от несанкционированного доступа и к скорости доступа. При повышенных требованиях к  этим характеристикам более подходящими  являются многоранговые сети, где  сервер лучше решает задачу обслуживания пользователей своими ресурсами, так  как его аппаратура и сетевая  операционная система специально спроектированы для этой цели [2].