Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

Введение

ЛВС

История развития

Преимущества ЛВС

Требования к ЛВС

Общие требования

Требования к взаимодействию устройств в сети

Информационные требования

Требования к надежности и достоверности

Специальные требования

Архитектура локальных сетей

Иерархические сети

Одноранговые сети

Сетевое оборудование ЛВС

Технология совместного использования сетевых ресурсов

Доступ к сетевым ресурсам локальной вычислительной сети

Доступ к дискам

Доступ к папкам

Доступ к принтеру

Подключение сетевого принтера

Заключение

Список литературы



Введение

Все вычислительные сети можно классифицировать по ряду признаков. В зависимости от расстояний между ПК различают следующие вычислительные сети: локальные вычислительные сети - ЛВС (LAN - Local Area Networks) - компьютерные сети, расположенные в пределах небольшой ограниченной территории (здании или в соседних зданиях) не более 10-15 км; территориальные вычислительные сети, которые охватывают значительное географическое пространство. К территориальным сетям можно отнести сети региональные (MAN - Metropolitan Area Network) и глобальные (WAN - Wide Area Network), имеющие региональные или глобальные масштабы соответственно. Региональные сети связывают абонентов района, города или области. Глобальные сети объединяют абонентов, удаленных между собой на значительное расстояние, находящихся в различных странах или континентах.

В настоящее время на предприятиях и в учреждениях нашли широкое применение локальные вычислительные сети, основное назначение которых обеспечить доступ к разделяемым или сетевым (общим, то есть совместно используемым) ресурсам, данным и программам. Кроме того, ЛВС позволяют сотрудникам предприятий оперативно обмениваться между собой информацией. локальный вычислительный сеть ресурс

Локальная вычислительная сеть (или LAN, Local Area Network) представляет собой соединение нескольких ПК с помощью соответствующего аппаратного и программного обеспечения. Слово “локальная” в этом названии означает, что все соединенные ПК выполняют задачи, как правило, в пределах одного здания или соседних зданий.

ЛВС нашли широкое применение в системах автоматизированного проектирования и технологической подготовки производства, системах управления производством и технологическими комплексами, в конторских системах, бортовых системах управления и т.д.

Основное назначение ЛВС:

· распределение данных (Data Sharing). Данные в сети хранятся на центральном ПК и могут быть доступны на рабочих станциях. Благодаря этому не надо на каждом рабочем месте иметь накопители для хранения одной и той же информации;

· распределение ресурсов (Resource Sharing). Периферийные (чаще всего дорогие) устройства могут быть доступны для всех пользователей сети. Такими устройствами могут быть, например, факс или лазерный принтер;

· распределение программ (Software Sharing). Все пользователи сети могут совместно иметь доступ к программам, которые были один раз централизованно установлены. Конечно, при этом должна работать сетевая версия соответствующих программ;

· электронная почта (Electronic Mail). Все пользователи сети могут интерактивно соединяться друг с другом, чтобы передавать или принимать сообщения.



ЛВС

История развития

Работы по созданию ЛВС начались еще в 60-х годах с попытки внести новую технологию в телефонную связь. Эти работы не имели серьезных результатов вследствие дороговизны и низкой надежности электроники. В начале 70-х годов в исследовательском центре компании "Xerox", лабораториях при Кембриджском университете и ряде других организаций было предложено использовать единую цифровую сеть для связи мини-ЭВМ. Использовалась шинная и кольцевая магистрали, данные передавались пакетами со скоростью более 2 Мбит/с.

В конце 70-х годов появились первые коммерческие реализации ЛВС: компания "Prime" представила ЛВС "RingNet", компания "Datapoint" - ЛВС "Attached Resourse Computer" (ARC) с высокоскоростным коаксиальным кабелем. В 1980 году в институте инженеров по электротехнике и электронике IEEE (Institute of Eleсtrical and Eleсtronic Engeneers) организован комитет "802" по стандартизации ЛВС. В дальнейшем темпы развития ускорились, и на сегодняшний день имеется большое количество коммерческих реализаций ЛВС.

Преимущества ЛВС

Объединение персональных компьютеров в виде локальной вычислительной сети дает ряд преимуществ:

· разделение ресурсов, которое позволяет экономно использовать дорогостоящее оборудование, например, лазерные принтеры, со всех присоединенных рабочих станций;

· разделение данных, которое предоставляет возможность доступа и управления базами данных и элементами файловой системы с периферийных рабочих мест, нуждающихся в информации. При этом обеспечивается возможность администрирования доступа пользователей соответственно уровню их компетенции;

· разделение программного обеспечения, которое предоставляет возможность одновременного использования централизованных, ранее установленных программных средств;

· разделение ресурсов процессора, при котором возможно использование вычислительных мощностей для обработки данных другими системами, входящими в сеть.

Объединение персональных компьютеров в виде локальной вычислительной сети дает ряд преимуществ:

· разделение ресурсов, которое позволяет экономно использовать дорогостоящее оборудование, например, лазерные принтеры, со всех присоединенных рабочих станций;

· разделение данных, которое предоставляет возможность доступа и управления базами данных и элементами файловой системы с периферийных рабочих мест, нуждающихся в информации. При этом обеспечивается возможность администрирования доступа пользователей соответственно уровню их компетенции;

· разделение программного обеспечения, которое предоставляет возможность одновременного использования централизованных, ранее установленных программных средств;

· разделение ресурсов процессора, при котором возможно использование вычислительных мощностей для обработки данных другими системами, входящими в сеть.



Требования к ЛВС

Общие требования

· Выполнение разнообразных функций по передаче данных, включая пересылку файлов, поддержку терминалов (в том числе и скоростных графических), электронную почту, обмен с внешними запоминающими устройствами, обработку сообщений, доступ к файлам и базам данных, передачу речевых сообщений.

· Подключение большого набора "стандартных" и специальных устройств, в том числе больших, малых и ПЭВМ, терминалов, внешних запоминающих устройств, алфавитно-цифровых печатающих устройств, графопостроителей, факсимильных устройств, аппаратуры контроля и управления и другого оборудования.

· Подключение ранее разработанных и перспективных устройств с различными программными средствами, архитектурой, принципами работы.

· Доставка пакетов адресату с высокой достоверностью, с обеспечением виртуальных соединений (сеансов) и поддержкой датаграммной службы.

· Обеспечение непосредственной взаимосвязи между подключенными устройствами без промежуточного накопления и хранения информации (возможны промежуточные функции преобразования потоков или функции регистрации потока).

· Простота монтажа, модификации и расширения сети, подключение новых устройств и отключение прежних без нарушения работы сети длительностью более 1 с, информирование всех устройств сети об изменении ее состава.

· Поддержка в рамках одной ЛВС не менее 200 устройств с охватом территории не менее 2 км.

Требования к взаимодействию устройств в сети

· Возможность для каждого устройства связываться и взаимодействовать с другим устройством.

· Обеспечение равноправного доступа к физической среде для всех коллективно использующих ее устройств.

· Возможность адресации пакетов одному устройству, группе устройств, всем подключенным устройствам.

· Обеспечение возможности некоторым пользователям назначать и менять свой адрес в сети (без нарушения целостности сети).

Информационные требования

· Должны быть обеспечены "прозрачный" режим обслуживания, возможность приема, передачи и обработки любых сочетаний битов, слов и символов, в том числе и не кратных 8.

· Пропускная способность сети не должна существенно снижаться при достижении полной загрузки и даже перегрузки сети во избежание ее блокировки.

· Скорости передачи данных должны быть 1 - 20 Мбит/с.

· Максимальная задержка передачи пакета через ЛВС должна быть небольшой по величине, постоянной и детерминированной (предварительно рассчитанной).

Требования к надежности и достоверности

· Отказ или отключение питания подключенного устройства должны вызывать только переходную ошибку.

· ЛВС не должна находиться в состоянии неработоспособности более 0,02% от полного времени работы (это составляет около 20 минут простоя в год для учрежденческой системы и около 2 часов для непрерывно функционирующей системы).

· Средства обнаружения ошибок должны выявлять все пакеты, содержащие до четырех искажений битов. Если же достоверность передачи достаточно высока, сеть не должна сама исправлять обнаруженные ошибки. Функции анализа, принятия решения и исправления ошибки должны выполняться подключенными устройствами.

· Появление пакета с обнаруженной ошибкой не чаще одного раза в год (для сети со скоростью 5 Мбит/с это составит вероятность 10^-14). Частота обнаруживаемых ошибок может иметь порядок 10^-8;

· ЛВС должна обнаруживать и индицировать все случаи совпадения сетевых адресов у двух абонентов.

Специальные требования

· Простота подключения к другому телекоммуникационному оборудованию.

· Простота интерфейсов между ЛВС и абонентами.

· Защита обмена данными по сети от несанкционированного или случайного доступа.

· Наличие средств сопряжения с другими ЛВС.

Архитектура локальных сетей

На аппаратном уровне локальная вычислительная сеть представляет из себя совокупность компьютеров и других средств вычислительной техники (активного сетевого оборудования, принтеров, сканеров и т.п.), объединенных с помощью кабелей и сетевых адаптеров и работающих под управлением сетевой операционной системы. Каждое устройство в сети оснащается сетевым адаптером, адаптеры соединяются с помощью специальных кабелей и тем самым связывают оборудование в единую сеть. Компьютер, подключенный к вычислительной сети, называется рабочей станцией или сервером, в зависимости от выполняемых им функций. Эффективно использовать ресурсы ЛВС позволяет применение технологии "клиент-сервер".

“Клиент-сервер” - это модель взаимодействия компьютеров в сети. Как правило, компьютеры не являются равноправными. Каждый из них имеет свое, отличное от других, назначение, играет свою роль. Некоторые компьютеры в сети владеют и распоряжаются информационно-вычислительными ресурсами, такими как процессоры, файловая система, почтовая служба, служба печати, база данных. Другие компьютеры имеют возможность обращаться к этим ресурсам, пользуясь услугами первых. Компьютер, управляющий тем или иным ресурсом, принято называть сервером этого ресурса, а компьютер, желающий им пользоваться, - клиентом. Конкретный сервер определяется видом ресурса, которым он владеет. Так, если ресурсом являются базы данных, то речь идет о сервере баз данных, который обслуживает запросы клиентов, связанные с обработкой данных. Если ресурс - файловая система, то говорят о файловом сервере (файл-сервере), и т.п. В сети один и тот же компьютер может выполнять роль как клиента, так и сервера.

Этот же принцип распространяется и на взаимодействие программ. Если одна из них выполняет некоторые функции, предоставляя другим соответствующий набор услуг, то такая программа выступает в качестве сервера. Программы, которые пользуются этими услугами, принято называть клиентами.

Различают сети с одним или несколькими выделенными серверами и сети без выделенных серверов, называемые одноранговыми сетями.



Иерархические сети

В иерархических сетях все задачи, связанные с хранением, обработкой данных, их представлением пользователям, выполняет центральный компьютер, называемый сервером.

Сервер (host-компьютер) - главный компьютер, управляющий работой сети.

Достоинства иерархических систем:

· отработанная технология обеспечения отказоустойчивости, сохранности данных;

· надежная система защиты информации и обеспечения секретности.

Недостатки:

· высокая стоимость аппаратного и программного обеспечения;

· высокие эксплуатационные расходы.

По организации взаимодействия принято выделять два типа иерархических систем:

· сеть с невыделенным сервером - сеть, где функции рабочей станции и сервера совмещены;

· сеть с выделенным сервером.

Сеть с выделенным сервером - здесь один из компьютеров выполняет функции хранения данных общего пользования, организации взаимодействия между рабочими станциями, выполнения сервисных услуг - сервер сети. На таком компьютере выполняется операционная система, и все разделяемые устройства (жесткие диски, принтеры, модемы и т.п.) подключаются к нему, производится хранение данных, печать заданий, удаленная обработка заданий. Рабочие станции взаимодействуют через сервер, поэтому логическую организацию такой сети можно представить топологией “звезда”, где центральное устройство - сервер.

Достоинства:

· выше скорость обработки данных (определяется быстродействием центрального компьютера, и на сервер устанавливается специальная сетевая операционная система, рассчитанная на обработку и выполнение запросов, поступивших одновременно от нескольких пользователей);

· обладает надежной системой защиты информации и обеспечения секретности;

· проще в управлении по сравнению с равноправными.

Недостатки:

· такая сеть дороже из-за отдельного компьютера под сервер;

· она является менее гибкой по сравнению с равноправной.

Сети с выделенным сервером являются более распространенными. Примеры сетевых операционных систем такого типа: LAN Server, IBM Corp., VINES, Banyan System Inc., NetWare, Novell Inc.

Одноранговые сети

Подобные сети не имеют центрального ПК. Некоторые аппаратные средства (винчестеры, приводы CD-ROM) и прежде всего дорогие периферийные устройства (сканеры, принтеры и др.), подключенные к отдельным ПК, используются совместно на всех рабочих местах.

Каждый пользователь одноранговой сети является администратором на своем ПК.

Достоинства одноранговой сети:

· низкая стоимость (используются все компьютеры, подключенные к сети, и умеренные цены на программное обеспечение для работы сети);

· высокая надежность (при выходе из строя одной рабочей станции доступ прекращается лишь к некоторой части информации).

Недостатки:

· работа сети эффективна только при количестве одновременно работающих станций не более 10;

· трудности организации эффективного управления взаимодействием рабочих станций и обеспечение секретности информации; трудности обновления и изменения ПО рабочих станций.

Сетевое оборудование ЛВС

Рассмотрим подробнее оборудование, используемое в локальных сетях.

1. Концентраторы. Эти устройства, позволяющие перенаправлять информацию одной или более ветвям, удобны для формирования сети произвольной топологии. Выпускается ряд типов концентраторов, они отличаются по количеству, типу и длине подключаемых кабелей и могут автоматически управлять подсоединенными сегментами (включать и выключать их в случае обнаружения сбоев и обрывов).

2. Приемопередатчики (трансиверы) - это устройства, предназначенные для приема пакетов от контроллера рабочих станций сети и передачи их в сеть.

3. Повторители (repeater) - устройства для восстановления и усиления сигналов в сети, служащие для увеличения ее длины. С помощью этих устройств можно объединить несколько сегментов сети с шинной топологией, увеличивая таким образом общую протяженность сети.

4. Мосты. Мосты используются для соединения в основном идентичных сетей, имеющих некоторые физические различия.

5. Шлюзы (gateway) - устройства (компьютер), служащие для объединения сетей с совершенно различными протоколами обмена. Шлюзы выполняют протокольное преобразование для сети, в частности преобразование сообщения из одного формата в другой илииз одной системы кодирования в другую.

6. Маршрутизаторы (роутеры). Эти устройства устанавливают соединение в сети. Они обеспечивают достаточно сложный уровень сервиса, так как могут выполнять “интеллектуальные” функции: выбор наилучшего маршрута для передачи сообщения, адресованного другой сети; управление балансированной нагрузкой в сети путем равномерного распределения потоков данных; защиту данных; буферизацию передаваемых данных; различные протокольные преобразования. Такие возможности маршрутизаторов особенно важны при построении базовых сетей крупных организаций.

7. Модемы и факс-модемы. Факс-модемы, в отличие от модемов, обеспечивают скоростную передачу данных только в одном направлении и используют свои собственные стандарты. Они лучше справляются с передачей информации, чем с приемом. В настоящее время выпускаются и комбинированные модемы (модем данных/факс-модем).

Технология совместного использования сетевых ресурсов

Под ресурсами ПК будет пониматься любой из следующих элементов:

· логические диски, включая накопители на CD-ROM, DVD и другие аналогичные устройства;

· каталоги (папки) с подкаталогами (вложенными папками) или без них, а также содержащиеся в них файлы;

· подключенные к ПК устройства: принтеры, модемы и др.

Ресурс, доступный только с ПК, на котором он находится, называется локальным. Ресурс ПК, доступный для других компьютеров сети, называется разделяемым или сетевым (общим, совместно используемым). Локальный ресурс можно сделать разделяемым и, наоборот, разделяемому ресурсу можно вернуть статус локального, т. е. запретить доступ к нему других пользователей сети.

Создание разделяемых сетевых ресурсов и доступ к ним обеспечиваются специальными сетевыми операционными системами. Базовые сетевые возможности сетевых ОС позволяют с одного компьютера сети обрабатывать данные (вводить, редактировать, копировать, удалять, производить поиск), размещенные на другом.

Обычно используются один или несколько мощных ПК (выделенные серверы), которые предоставляют свои ресурсы для совместного использования в сети. Система коллективного доступа работает по принципу разделения времени работы главного компьютера.

В зависимости от используемых сетевых ресурсов в иерархических сетях различают серверы следующих типов.

1. Файловый сервер.

В этом случае на сервере находятся совместно обрабатываемые файлы или (и) совместно используемые программы. При этом на рабочих станциях находится только небольшая (клиентская) часть программ, требующая незначительных ресурсов. Программы, допускающие такой режим работы, называются программами с возможностью инсталляции в сети. Требования к мощности сервера и пропускной способности сети при таком способе использования определяются количеством одновременно работающих рабочих станций и характером используемых программ.

2. Сервер баз данных.

На сервере размещается база данных, которая может пополняться с различных рабочих станций или (и) выдавать информацию по запросам с рабочей станции. Возможны два принципиально различающихся режима обработки запросов с рабочей станции или редактирования записей в базе данных:

· с сервера последовательно пересылаются записи базы данных на рабочую станцию, где производится собственно фильтрация записей и отбор необходимых;

· сервер сам отбирает необходимые записи из БД (реализует запрос) и пересылает их на рабочую станцию.

Во втором случае снижаются нагрузка на сеть и требования к рабочим станциям, но резко возрастают требования к вычислительной мощности сервера. Тем не менее именно такой способ обработки запросов является наиболее эффективным. Указанный способ удовлетворения запросов с рабочих станций называется режимом клиент-сервер, его реализуют специальные средства работы с современными сетевыми базами данных. В системах клиент-сервер обработка данных разделена между двумя объектами: клиентом и сервером. Клиент - это задача, рабочая станция, пользователь. Он может сформировать запрос для сервера: считать файл, осуществить поиск записи и т.п. Сервер - это устройство или компьютер, выполняющий обработку запроса. Он отвечает за хранение данных, организацию доступа к этим данным и передачу данных клиенту.

3. Принт-сервер.

К компьютеру небольшой мощности подключается достаточно производительный принтер, на котором может быть распечатана информация сразу с нескольких рабочих станций. Программное обеспечение организует очередь заданий на печать, а также идентифицирует отпечатанную информацию специальными страницами (закладками), которые разделяют печатные материалы различных пользователей.

4. Почтовый сервер.

На сервере хранится информация, отправляемая и получаемая как по локальной сети, так и извне (например, по модему). В любое удобное для него время пользователь может просмотреть поступившую на его имя информацию или отправить через почтовый сервер свою информацию.

Доступ к сетевым ресурсам локальной вычислительной сети

Для работы в локальной сети служит системная папка Сетевое окружение, в которой отображаются все доступные ресурсы ЛВС.

Для отображения списка всех компьютеров, входящих в рабочую группу, необходимо щелкнуть мышью на пункте "Отобразить компьютеры рабочей группы" в командной панели "Сетевые задачи" окна "Сетевое окружение".

Дважды щелкнув мышью на значке любого из удаленных компьютеров в окне "Сетевое окружение", можно увидеть, какие его ресурсы доступны для работы. С этими удаленными ресурсами можно работать так же, как с файлами локальных дисков в программе Проводник.

Управление сетевым доступом к дискам, папкам, принтеру

Для того чтобы другие пользователи ЛВС могли обращаться к ресурсам вашего ПК, таким как принтер, логические диски, папки и файлы, необходимо открыть сетевой доступ к этим ресурсам и установить права пользователей для работы с каждым из этих ресурсов.

Доступ к дискам

Можно открыть пользователям локальной сети доступ к дискам ПК, что позволяет им просматривать, редактировать и сохранять файлы на этих дисках. Чтобы открыть пользователям доступ к дисковым ресурсам вашего ПК, необходимо выполнить следующее:

· Откройте системную папку "Мой компьютер" и выберите требуемый диск, например диск Е.

· Щелкните на значке диска правой кнопкой мыши и выберите из контекстного меню команду "Общий доступ и безопасность... "

· В появившемся окне диалога "Свойства: Локальный диск (Е)" установите переключатель в положение "Открыть общий доступ к этой папке". В текстовой строке "Общий ресурс" появится надпись "Е"

· Установите предельное число пользователей

· Для выбора прав доступа к общему диску нажмите кнопку "Разрешение"

· В открывшемся окне диалога "Разрешение для Е" установите пользователей и права пользователей.

Доступ к папкам

Чтобы настроить сетевой доступ к какой-либо папке на жестком диске компьютера, необходимо выполнить:

· Щелкните на значке требуемой папки правой кнопкой мыши и выберите из контекстного меню команду "Общий доступ и безопасность... "

· Далее выполнить все действия аналогичные действиям при назначении общего доступа к диску.

Доступ к принтеру

Для того чтобы открыть пользователям ЛВС доступ к принтеру, который подключен к вашему ПК, необходимо выполнить следующее:

· Выполните команду "Пуск" - "Настройка" - "Панель управления" - "Принтеры и факсы"

· Щелкните на значке локального принтера, подключенного к этому компьютеру, правой кнопкой мыши и выберите из контекстного меню команду "Общий доступ"

· На вкладке "Доступ" установите переключатель в положение "Общий доступ к данному принтеру "

· Щелкните на кнопках "Применить" и "ОК" в окне, чтобы сохранить внесенные изменения.

Подключение сетевого принтера

Принтер, подключенный к одному из компьютеров локальной сети, можно использовать для распечатки документа с любого компьютера сети. Для этого компьютер локальной сети, к которому подключен принтер, должен разрешить доступ к принтеру другим пользователям сети, т.е. должен быть установлен режим "Общий доступ к данному принтеру ".

Далее необходимо выполнить настройку ПК, с которого будет осуществляться распечатка документа:

· Выполните команду "Пуск" - "Настройка" - "Панель управления" - "Принтеры и факсы"

· Выберите команду "Файл" - "Установить принтер"

· В появившемся окне "Мастер установки принтеров" нажмите на кнопке "Далее"

· В следующем окне выберите пункт "Сетевой принтеров или принтер, подключенный к другому компьютеру" и щелкните "Далее"

· В следующем окне установите переключатель в положение "Обзор принтеров" и щелкните "Далее"

· В предложенном списке принтеров, доступных для работы в локальной сети, выберите требуемый принтер и нажмите на кнопке "Далее"

· В окне "Использовать этот принтер по умолчанию" установите переключатель в положение "Да".



Заключение

В производственной практике ЛВС играют очень большую роль. Посредством ЛВС в систему объединяются персональные компьютеры, расположенные на многих удаленных рабочих местах, которые совместно используют оборудование, программные средства и информацию. Рабочие места сотрудников перестают быть изолированными и объединяются в единую систему.



Список литературы

1. Нанс Б. Компьютерные сети. М.: Восточная книжная компания, 2006. 400 с.

2. Аппаратные средства локальных сетей. Энциклопедия / М. Гук, СПб.: Питер, 2004. 573 с.

3. Компьютерные сети. 4-е изд. / Э. Таненбаум. СПб.: Питер, 2003. 992 с.

4. Основы локальных сетей: курс лекций: учеб. пособие : для студентов вузов, обучающихся по специальностям в обл. информ. технологий. / Ю.В.Новиков, С.В.Кондратенко. М.: Интернет. Ун-т Информ. Технологий, 2005. 360 с.

5. Сергиевский М.Сетевые технологии и стандарты // Компьютер Пресс, 1999. №10. С. 15-20.

6. Новиков Ю. В., Кондратенко С. В. Основы локальных сетей. Курс лекций. М.: Интернет-университет информационных технологий, 2005. ISBN 5-9556-0032-9.

7. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. 3-е изд./ В. Г. Олифер, Н. А. Олифер. СПб.: Питер, 2006. 958 с.

Размещено на Allbest.ru