Конфигурация локальной компьютерной сети, в которой все рабочие станции подключены напрямую к

Обновлено: 02.07.2024

Из этого введения в работу с сетями вы узнаете, как работают компьютерные сети, какая архитектура используется для проектирования сетей и как обеспечить их безопасность.

Что такое компьютерная сеть?

Компьютерная сеть состоит из двух или более компьютеров, соединенных между собой кабелями (проводными) или WiFi (беспроводными) с целью передачи, обмена или совместного использования данных и ресурсов. Вы строите компьютерную сеть, используя оборудование (например, маршрутизаторы, коммутаторы, точки доступа и кабели) и программное обеспечение (например, операционные системы или бизнес-приложения).

Географическое расположение часто определяет компьютерную сеть. Например, LAN (локальная сеть) соединяет компьютеры в определенном физическом пространстве, например, в офисном здании, тогда как WAN (глобальная сеть) может соединять компьютеры на разных континентах. Интернет — крупнейший пример глобальной сети, соединяющей миллиарды компьютеров по всему миру.

Вы можете дополнительно определить компьютерную сеть по протоколам, которые она использует для связи, физическому расположению ее компонентов, способу управления трафиком и ее назначению.

Компьютерные сети позволяют общаться в любых деловых, развлекательных и исследовательских целях. Интернет, онлайн-поиск, электронная почта, обмен аудио и видео, онлайн-торговля, прямые трансляции и социальные сети — все это существует благодаря компьютерным сетям.

Типы компьютерных сетей

По мере развития сетевых потребностей менялись и типы компьютерных сетей, отвечающие этим потребностям. Вот наиболее распространенные и широко используемые типы компьютерных сетей:

Локальная сеть (локальная сеть). Локальная сеть соединяет компьютеры на относительно небольшом расстоянии, позволяя им обмениваться данными, файлами и ресурсами. Например, локальная сеть может соединять все компьютеры в офисном здании, школе или больнице. Как правило, локальные сети находятся в частной собственности и под управлением.

WLAN (беспроводная локальная сеть). WLAN похожа на локальную сеть, но соединения между устройствами в сети осуществляются по беспроводной сети.

WAN (глобальная сеть). Как видно из названия, глобальная сеть соединяет компьютеры на большой территории, например, из региона в регион или даже из одного континента в другой. Интернет — это крупнейшая глобальная сеть, соединяющая миллиарды компьютеров по всему миру. Обычно для управления глобальной сетью используются модели коллективного или распределенного владения.

MAN (городская сеть): MAN обычно больше, чем LAN, но меньше, чем WAN. Города и государственные учреждения обычно владеют и управляют MAN.

PAN (персональная сеть): PAN обслуживает одного человека. Например, если у вас есть iPhone и Mac, вполне вероятно, что вы настроили сеть PAN, которая позволяет обмениваться и синхронизировать контент — текстовые сообщения, электронные письма, фотографии и многое другое — на обоих устройствах.

SAN (сеть хранения данных). SAN – это специализированная сеть, предоставляющая доступ к хранилищу на уровне блоков — общей сети или облачному хранилищу, которое для пользователя выглядит и работает как накопитель, физически подключенный к компьютеру. (Дополнительную информацию о том, как SAN работает с блочным хранилищем, см. в разделе «Блочное хранилище: полное руководство».)

CAN (сеть кампуса). CAN также известен как корпоративная сеть. CAN больше, чем LAN, но меньше, чем WAN. CAN обслуживают такие объекты, как колледжи, университеты и бизнес-кампусы.

VPN (виртуальная частная сеть). VPN – это безопасное двухточечное соединение между двумя конечными точками сети (см. раздел "Узлы" ниже). VPN устанавливает зашифрованный канал, который сохраняет личность пользователя и учетные данные для доступа, а также любые передаваемые данные, недоступные для хакеров.

Важные термины и понятия

Ниже приведены некоторые общие термины, которые следует знать при обсуждении компьютерных сетей:

IP-адрес: IP-адрес — это уникальный номер, присваиваемый каждому устройству, подключенному к сети, которая использует для связи Интернет-протокол. Каждый IP-адрес идентифицирует хост-сеть устройства и местоположение устройства в хост-сети. Когда одно устройство отправляет данные другому, данные включают «заголовок», который включает IP-адрес отправляющего устройства и IP-адрес устройства-получателя.

Узлы. Узел — это точка подключения внутри сети, которая может получать, отправлять, создавать или хранить данные. Каждый узел требует, чтобы вы предоставили некоторую форму идентификации для получения доступа, например IP-адрес. Несколько примеров узлов включают компьютеры, принтеры, модемы, мосты и коммутаторы. Узел — это, по сути, любое сетевое устройство, которое может распознавать, обрабатывать и передавать информацию любому другому сетевому узлу.

Маршрутизаторы. Маршрутизатор — это физическое или виртуальное устройство, которое отправляет информацию, содержащуюся в пакетах данных, между сетями. Маршрутизаторы анализируют данные в пакетах, чтобы определить наилучший способ доставки информации к конечному получателю. Маршрутизаторы пересылают пакеты данных до тех пор, пока они не достигнут узла назначения.

Коммутаторы. Коммутатор – это устройство, которое соединяет другие устройства и управляет обменом данными между узлами в сети, обеспечивая доставку пакетов данных к конечному пункту назначения. В то время как маршрутизатор отправляет информацию между сетями, коммутатор отправляет информацию между узлами в одной сети. При обсуждении компьютерных сетей «коммутация» относится к тому, как данные передаются между устройствами в сети. Три основных типа переключения следующие:

Коммутация каналов, которая устанавливает выделенный канал связи между узлами в сети. Этот выделенный путь гарантирует, что во время передачи будет доступна вся полоса пропускания, что означает, что никакой другой трафик не может проходить по этому пути.

Коммутация пакетов предполагает разбиение данных на независимые компоненты, называемые пакетами, которые из-за своего небольшого размера предъявляют меньшие требования к сети. Пакеты перемещаются по сети к конечному пункту назначения.

Переключение сообщений отправляет сообщение полностью с исходного узла, перемещаясь от коммутатора к коммутатору, пока не достигнет узла назначения.

Порты: порт определяет конкретное соединение между сетевыми устройствами. Каждый порт идентифицируется номером. Если вы считаете IP-адрес сопоставимым с адресом отеля, то порты — это номера люксов или комнат в этом отеле. Компьютеры используют номера портов, чтобы определить, какое приложение, служба или процесс должны получать определенные сообщения.

Типы сетевых кабелей. Наиболее распространенными типами сетевых кабелей являются витая пара Ethernet, коаксиальный и оптоволоконный кабель. Выбор типа кабеля зависит от размера сети, расположения сетевых элементов и физического расстояния между устройствами.

Примеры компьютерных сетей

Проводное или беспроводное соединение двух или более компьютеров с целью обмена данными и ресурсами образует компьютерную сеть. Сегодня почти каждое цифровое устройство принадлежит к компьютерной сети.

В офисе вы и ваши коллеги можете совместно использовать принтер или систему группового обмена сообщениями. Вычислительная сеть, которая позволяет это, вероятно, представляет собой локальную сеть или локальную сеть, которая позволяет вашему отделу совместно использовать ресурсы.

Городские власти могут управлять общегородской сетью камер наблюдения, которые отслеживают транспортный поток и происшествия. Эта сеть будет частью MAN или городской сети, которая позволит городским службам экстренной помощи реагировать на дорожно-транспортные происшествия, советовать водителям альтернативные маршруты движения и даже отправлять дорожные билеты водителям, проезжающим на красный свет.

The Weather Company работала над созданием одноранговой ячеистой сети, которая позволяет мобильным устройствам напрямую взаимодействовать с другими мобильными устройствами, не требуя подключения к Wi-Fi или сотовой связи. Проект Mesh Network Alerts позволяет доставлять жизненно важную информацию о погоде миллиардам людей даже без подключения к Интернету.

Компьютерные сети и Интернет

Поставщики интернет-услуг (ISP) и поставщики сетевых услуг (NSP) предоставляют инфраструктуру, позволяющую передавать пакеты данных или информации через Интернет. Каждый бит информации, отправленной через Интернет, не поступает на каждое устройство, подключенное к Интернету. Это комбинация протоколов и инфраструктуры, которая точно указывает, куда направить информацию.

Как они работают?

Компьютерные сети соединяют такие узлы, как компьютеры, маршрутизаторы и коммутаторы, с помощью кабелей, оптоволокна или беспроводных сигналов. Эти соединения позволяют устройствам в сети взаимодействовать и обмениваться информацией и ресурсами.

Сети следуют протоколам, которые определяют способ отправки и получения сообщений. Эти протоколы позволяют устройствам обмениваться данными. Каждое устройство в сети использует интернет-протокол или IP-адрес, строку цифр, которая однозначно идентифицирует устройство и позволяет другим устройствам распознавать его.

Маршрутизаторы – это виртуальные или физические устройства, облегчающие обмен данными между различными сетями. Маршрутизаторы анализируют информацию, чтобы определить наилучший способ доставки данных к конечному пункту назначения. Коммутаторы соединяют устройства и управляют связью между узлами внутри сети, гарантируя, что пакеты информации, перемещающиеся по сети, достигают конечного пункта назначения.

Архитектура

Архитектура компьютерной сети определяет физическую и логическую структуру компьютерной сети. В нем описывается, как компьютеры организованы в сети и какие задачи возлагаются на эти компьютеры. Компоненты сетевой архитектуры включают аппаратное и программное обеспечение, средства передачи (проводные или беспроводные), топологию сети и протоколы связи.

Основные типы сетевой архитектуры

В сети клиент/сервер центральный сервер или группа серверов управляет ресурсами и предоставляет услуги клиентским устройствам в сети. Клиенты в сети общаются с другими клиентами через сервер.В отличие от модели P2P, клиенты в архитектуре клиент/сервер не делятся своими ресурсами. Этот тип архитектуры иногда называют многоуровневой моделью, поскольку он разработан с несколькими уровнями или ярусами.

Топология сети

Топология сети — это то, как устроены узлы и каналы в сети. Сетевой узел — это устройство, которое может отправлять, получать, хранить или пересылать данные. Сетевой канал соединяет узлы и может быть как кабельным, так и беспроводным.

Понимание типов топологии обеспечивает основу для построения успешной сети. Существует несколько топологий, но наиболее распространенными являются шина, кольцо, звезда и сетка:

При топологии шинной сети каждый сетевой узел напрямую подключен к основному кабелю.

В кольцевой топологии узлы соединены в петлю, поэтому каждое устройство имеет ровно двух соседей. Соседние пары соединяются напрямую; несмежные пары связаны косвенно через несколько узлов.

В топологии звездообразной сети все узлы подключены к одному центральному концентратору, и каждый узел косвенно подключен через этот концентратор.

сетчатая топология определяется перекрывающимися соединениями между узлами. Вы можете создать полносвязную топологию, в которой каждый узел в сети соединен со всеми остальными узлами. Вы также можете создать топологию частичной сетки, в которой только некоторые узлы соединены друг с другом, а некоторые связаны с узлами, с которыми они обмениваются наибольшим количеством данных. Полноячеистая топология может быть дорогостоящей и трудоемкой для выполнения, поэтому ее часто используют для сетей, требующих высокой избыточности. Частичная сетка обеспечивает меньшую избыточность, но является более экономичной и простой в реализации.

Безопасность

Безопасность компьютерной сети защищает целостность информации, содержащейся в сети, и контролирует доступ к этой информации. Политики сетевой безопасности уравновешивают необходимость предоставления услуг пользователям с необходимостью контроля доступа к информации.

Существует много точек входа в сеть. Эти точки входа включают аппаратное и программное обеспечение, из которых состоит сама сеть, а также устройства, используемые для доступа к сети, такие как компьютеры, смартфоны и планшеты. Из-за этих точек входа сетевая безопасность требует использования нескольких методов защиты. Средства защиты могут включать брандмауэры — устройства, которые отслеживают сетевой трафик и предотвращают доступ к частям сети на основе правил безопасности.

Процессы аутентификации пользователей с помощью идентификаторов пользователей и паролей обеспечивают еще один уровень безопасности. Безопасность включает в себя изоляцию сетевых данных, чтобы доступ к служебной или личной информации был сложнее, чем к менее важной информации. Другие меры сетевой безопасности включают обеспечение регулярного обновления и исправления аппаратного и программного обеспечения, информирование пользователей сети об их роли в процессах безопасности и информирование о внешних угрозах, осуществляемых хакерами и другими злоумышленниками. Сетевые угрозы постоянно развиваются, что делает сетевую безопасность бесконечным процессом.

Использование общедоступного облака также требует обновления процедур безопасности для обеспечения постоянной безопасности и доступа. Для безопасного облака требуется безопасная базовая сеть.

Ознакомьтесь с пятью основными соображениями (PDF, 298 КБ) по обеспечению безопасности общедоступного облака.

Ячеистые сети

Как отмечалось выше, ячеистая сеть — это тип топологии, в котором узлы компьютерной сети подключаются к как можно большему количеству других узлов. В этой топологии узлы взаимодействуют друг с другом, чтобы эффективно направлять данные к месту назначения. Эта топология обеспечивает большую отказоустойчивость, поскольку в случае отказа одного узла существует множество других узлов, которые могут передавать данные. Ячеистые сети самонастраиваются и самоорганизуются в поисках самого быстрого и надежного пути для отправки информации.

Тип ячеистых сетей

Существует два типа ячеистых сетей — полная и частичная:

В полной ячеистой топологии каждый сетевой узел соединяется со всеми остальными сетевыми узлами, обеспечивая высочайший уровень отказоустойчивости. Однако его выполнение обходится дороже. В топологии с частичной сеткой подключаются только некоторые узлы, обычно те, которые чаще всего обмениваются данными.
беспроводная ячеистая сеть может состоять из десятков и сотен узлов. Этот тип сети подключается к пользователям через точки доступа, разбросанные по большой территории.

Балансировщики нагрузки и сети

Балансировщики нагрузки эффективно распределяют задачи, рабочие нагрузки и сетевой трафик между доступными серверами. Думайте о балансировщиках нагрузки как об управлении воздушным движением в аэропорту. Балансировщик нагрузки отслеживает весь трафик, поступающий в сеть, и направляет его на маршрутизатор или сервер, которые лучше всего подходят для управления им. Цели балансировки нагрузки – избежать перегрузки ресурсов, оптимизировать доступные ресурсы, сократить время отклика и максимально увеличить пропускную способность.

Полный обзор балансировщиков нагрузки см. в разделе Балансировка нагрузки: полное руководство.

Сети доставки контента

Сеть доставки контента (CDN) – это сеть с распределенными серверами, которая доставляет пользователям временно сохраненные или кэшированные копии контента веб-сайта в зависимости от их географического положения. CDN хранит этот контент в распределенных местах и предоставляет его пользователям, чтобы сократить расстояние между посетителями вашего сайта и сервером вашего сайта. Кэширование контента ближе к вашим конечным пользователям позволяет вам быстрее обслуживать контент и помогает веб-сайтам лучше охватить глобальную аудиторию. Сети CDN защищают от всплесков трафика, сокращают задержки, снижают потребление полосы пропускания, ускоряют время загрузки и уменьшают влияние взломов и атак, создавая слой между конечным пользователем и инфраструктурой вашего веб-сайта.

Прямые трансляции мультимедиа, мультимедиа по запросу, игровые компании, создатели приложений, сайты электронной коммерции — по мере роста цифрового потребления все больше владельцев контента обращаются к CDN, чтобы лучше обслуживать потребителей контента.

Компьютерные сетевые решения и IBM

Компьютерные сетевые решения помогают предприятиям увеличить трафик, сделать пользователей счастливыми, защитить сеть и упростить предоставление услуг. Лучшее решение для компьютерной сети, как правило, представляет собой уникальную конфигурацию, основанную на вашем конкретном типе бизнеса и потребностях.

Сети доставки контента (CDN), балансировщики нагрузки и сетевая безопасность — все это упомянуто выше — это примеры технологий, которые могут помочь компаниям создавать оптимальные компьютерные сетевые решения. IBM предлагает дополнительные сетевые решения, в том числе:

— это устройства, которые дают вам улучшенный контроль над сетевым трафиком, позволяют повысить производительность вашей сети и повысить ее безопасность. Управляйте своими физическими и виртуальными сетями для маршрутизации нескольких VLAN, для брандмауэров, VPN, формирования трафика и многого другого. обеспечивает безопасность и ускоряет передачу данных между частной инфраструктурой, мультиоблачными средами и IBM Cloud. — это возможности безопасности и производительности, предназначенные для защиты общедоступного веб-контента и приложений до того, как они попадут в облако. Получите защиту от DDoS, глобальную балансировку нагрузки и набор функций безопасности, надежности и производительности, предназначенных для защиты общедоступного веб-контента и приложений до того, как они попадут в облако.

Сетевые службы в IBM Cloud предоставляют вам сетевые решения для увеличения трафика, обеспечения удовлетворенности ваших пользователей и легкого предоставления ресурсов по мере необходимости.

Развить сетевые навыки и получить профессиональную сертификацию IBM, пройдя курсы в рамках программы Cloud Site Reliability Engineers (SRE) Professional.

Сетевые топологии описывают методы сопоставления всех элементов сети. Термин топология относится как к физической, так и к логической структуре сети.

В этом руководстве по топологии сети мы объясним:

Типы сетевых топологий

Два основных типа сетевых топологий в компьютерных сетях: 1) физическая топология 2) логическая топология

Физическая топология:

Этот тип сети представляет собой реальную схему компьютерных кабелей и других сетевых устройств

Логическая топология:

Логическая топология дает представление о физическом устройстве сети.

Топология P2P
Топология шины
Кольцевая топология
Топология "звезда"
Топология дерева
Сетчатая топология
Гибридная топология

Точка-точка (P2P)

Топология "точка-точка" — самая простая из всех сетевых топологий. В этом методе сеть представляет собой прямую связь между двумя компьютерами.

Преимущества:

Это быстрее и надежнее, чем другие типы подключений, поскольку существует прямое подключение.
Нет необходимости в сетевой операционной системе.
Не требуется дорогостоящий сервер, поскольку для доступа к файлам используются отдельные рабочие станции.
Нет необходимости в специализированных сетевых специалистах, поскольку каждый пользователь устанавливает свои разрешения.

Недостатки:

Самый большой недостаток заключается в том, что его можно использовать только на небольших участках, где компьютеры находятся в непосредственной близости.
Вы не можете создавать резервные копии файлов и папок централизованно.
Нет никакой защиты, кроме разрешений. Пользователям часто не требуется входить на свои рабочие станции.

Топология шины

В топологии шины используется один кабель, соединяющий все включенные узлы. Основной кабель действует как стержень для всей сети. Один из компьютеров в сети выступает в роли компьютерного сервера.Когда у него две конечные точки, это называется топологией линейной шины.

Преимущества:

Вот преимущества и преимущества использования топологии шины:

Стоимость кабеля намного меньше по сравнению с другими топологиями, поэтому он широко используется для построения небольших сетей.
Известны для сетей LAN, поскольку они недороги и просты в установке.
Он широко используется, когда сетевая установка небольшая, простая или временная.
Это одна из пассивных топологий. Таким образом, компьютеры на шине только прослушивают отправляемые данные и не несут ответственности за перемещение данных с одного компьютера на другой.

Недостатки:

Вот минусы/недостатки шинной топологии:

В случае отказа общего кабеля вся система рухнет.
При интенсивном сетевом трафике в сети возникают коллизии.
При интенсивном сетевом трафике или слишком большом количестве узлов время работы сети значительно снижается.
Кабели всегда имеют ограниченную длину.

Топология кольца

В кольцевой сети каждое устройство имеет ровно два соседних устройства для связи. Это называется кольцевой топологией, поскольку ее формирование похоже на кольцо. В этой топологии каждый компьютер подключен к другому компьютеру. Здесь последний узел объединяется с первым.

В этой топологии для передачи информации с одного компьютера на другой используется токен. В этой топологии все сообщения проходят через кольцо в одном направлении.

Преимущества:

Вот плюсы и преимущества кольцевой топологии:

Простота установки и перенастройки.
Для добавления или удаления кольцевой топологии устройства необходимо переместить только два подключения.
Процесс устранения неполадок в кольцевой топологии затруднен.
Отказ одного компьютера может нарушить работу всей сети.
Предлагает равный доступ ко всем компьютерам в сети.
Ускоренная проверка и подтверждение ошибок.

Недостатки:

Вот недостатки/минусы кольцевой топологии:

Однонаправленный трафик.
Нарушение одного кольца может привести к нарушению работы всей сети.
Современные высокоскоростные локальные сети сделали эту топологию менее популярной.
В кольце постоянно циркулируют топологические сигналы, что приводит к нежелательному энергопотреблению.
Устранить неполадки в кольцевой сети очень сложно.
Добавление или удаление компьютеров может нарушить сетевую активность.

Топология «звезда»

В звездообразной топологии все компьютеры соединяются с помощью концентратора. Этот кабель называется центральным узлом, и все остальные узлы подключаются через этот центральный узел. Он наиболее популярен в локальных сетях, поскольку он недорог и прост в установке.

Преимущества:

Вот плюсы/преимущества стартовой топологии:

Простота устранения неполадок, настройки и изменения.
Затрагиваются только те узлы, на которых произошел сбой. Другие узлы все еще работают.
Высокая производительность при небольшом количестве узлов и очень низком сетевом трафике.
В топологии «звезда» добавление, удаление и перемещение устройств очень просто.

Недостатки:

Вот минусы/недостатки использования Star:

В случае сбоя концентратора или концентратора подключенные узлы отключаются.
Стоимость установки звездообразной топологии высока.
Интенсивный сетевой трафик иногда может значительно замедлить работу шины.
Производительность зависит от пропускной способности концентратора.
Поврежденный кабель или отсутствие надлежащего подключения могут привести к выходу из строя сети.

Топология сетки

Ячеистая топология имеет уникальную структуру сети, в которой каждый компьютер в сети подключается ко всем остальным. Он развивает соединение P2P (точка-точка) между всеми устройствами сети. Он предлагает высокий уровень избыточности, поэтому даже в случае отказа одного сетевого кабеля данные все еще имеют альтернативный путь для достижения места назначения.

Типы топологии сетки:

Частичноячеистая топология. В этом типе топологии большинство устройств подключаются почти так же, как и в полной топологии. Единственная разница в том, что к нескольким устройствам подключено всего два или три устройства.

Полноячеистая топология. В этой топологии все узлы или устройства напрямую связаны друг с другом.

Преимущества:

Вот плюсы и преимущества сетчатой топологии

Сеть можно расширять, не нарушая работу текущих пользователей.
Требуются дополнительные возможности по сравнению с другими топологиями локальных сетей.
Проблем с трафиком нет, так как узлы имеют выделенные каналы.
Выделенные ссылки помогут вам решить проблему с трафиком.
Сетчатая топология надежна.
Он имеет несколько ссылок, поэтому, если какой-либо отдельный маршрут заблокирован, для передачи данных следует использовать другие маршруты.
Связи P2P упрощают процесс выявления неисправностей.
Это поможет вам избежать сбоев сети, подключив все системы к центральному узлу.
Каждая система имеет свою конфиденциальность и безопасность.

Недостатки:

Установка сложна, поскольку каждый узел подключен к каждому узлу.
Это дорого из-за использования большего количества кабелей. Неправильное использование систем.
Сложная реализация.
Для выделенных ссылок требуется больше места.
Из-за количества кабелей и количества входов-выходов это дорого реализовать.
Для прокладки кабелей требуется много места.

Топология дерева

В древовидной топологии есть корневой узел, а все остальные узлы связаны между собой, образуя иерархию. Поэтому она также известна как иерархическая топология. Эта топология объединяет различные топологии типа «звезда» в одну шину, поэтому она известна как топология «звезда». Топология дерева – очень распространенная сеть, похожая на топологию "шина" и "звезда".

Преимущества:

Вот плюсы и преимущества древовидной топологии:

Отказ одного узла никогда не повлияет на остальную часть сети.
Расширение узла выполняется быстро и легко.
Обнаружение ошибки — простой процесс
Эта программа проста в управлении и обслуживании.

Недостатки:

Вот минусы/недостаток древовидной топологии:

Топология с большим количеством кабелей.
Если будет добавлено больше узлов, их обслуживание будет затруднено.
Если концентратор или концентратор выходит из строя, подключенные узлы также отключаются.

Гибридная топология

Гибридная топология объединяет две или более топологий. Вы можете видеть в приведенной выше архитектуре таким образом, что получившаяся сеть не демонстрирует ни одну из стандартных топологий.

Например, на изображении выше видно, что в офисе одного отдела используется топология "звезда" и P2P. Гибридная топология всегда создается при соединении двух различных базовых сетевых топологий.

Преимущества:

Вот преимущества/плюсы использования гибридной топологии:

Предлагает самый простой способ обнаружения ошибок и устранения неполадок.
Высокоэффективная и гибкая топология сети.
Он масштабируется, поэтому вы можете увеличить размер сети.

Недостатки:

Дизайн гибридной топологии сложен
Это один из самых дорогостоящих процессов.

Как выбрать топологию сети?

Вот несколько важных соображений по выбору наилучшей топологии для создания сети в вашей организации:

Физическая топология сети относится к конфигурации кабелей, компьютеров и других периферийных устройств. Физическую топологию не следует путать с логической топологией, которая представляет собой метод, используемый для передачи информации между рабочими станциями. Логическая топология обсуждалась в главе Протокол.

Основные типы физических топологий

В следующих разделах обсуждаются физические топологии, используемые в сетях, и другие связанные темы.

Линейная шина

Топология линейной шины состоит из основного участка кабеля с терминатором на каждом конце (см. рис. 1). Все узлы (файловый сервер, рабочие станции и периферия) подключены к линейному кабелю.

Рис. 1. Топология линейной шины

Преимущества топологии линейной шины

Легко подключить компьютер или периферийное устройство к линейной шине.
Требуется меньшая длина кабеля, чем в звездообразной топологии.

Недостатки топологии линейной шины

Вся сеть отключается при обрыве основного кабеля.
Требуются терминаторы на обоих концах магистрального кабеля.
Трудно выявить проблему, если отключается вся сеть.
Не предназначено для использования в качестве автономного решения в большом здании.

Разработана топология «звезда», в которой каждый узел (файловый сервер, рабочие станции и периферийные устройства) напрямую подключен к центральному сетевому концентратору, коммутатору или концентратору (см. рис. 2).

Данные в сети типа "звезда" проходят через концентратор, коммутатор или концентратор, прежде чем перейти к месту назначения. Концентратор, коммутатор или концентратор управляет и контролирует все функции сети. Он также действует как повторитель для потока данных. Эта конфигурация характерна для кабеля с витой парой; однако его также можно использовать с коаксиальным кабелем или оптоволоконным кабелем.

Рис. 2. Топология "звезда"

Преимущества топологии «звезда»

Простота установки и подключения.
Нет сбоев в работе сети при подключении или отключении устройств.
Легко обнаруживать неисправности и удалять детали.

Недостатки топологии «звезда»

Требуется кабель большей длины, чем при линейной топологии.
В случае сбоя концентратора, коммутатора или концентратора подключенные узлы отключаются.
Дороже, чем линейная шинная топология, из-за стоимости концентраторов и т. д.

Дерево или развернутая звезда

Топология "дерево" сочетает в себе характеристики топологии "линейная шина" и "звезда". Он состоит из групп рабочих станций, сконфигурированных звездой, соединенных магистральным кабелем линейной шины (см. рис. 3). Древовидная топология позволяет расширять существующую сеть и позволяет школам настраивать сеть в соответствии со своими потребностями.

Рис. 3. Топология дерева

Преимущества древовидной топологии

Прямая проводка для отдельных сегментов.
Поддерживается несколькими поставщиками оборудования и программного обеспечения.

Недостатки древовидной топологии

Общая длина каждого сегмента ограничена типом используемого кабеля.
Если магистральная линия обрывается, весь сегмент выходит из строя.
Сложнее настроить и подключить, чем другие топологии.

Правило 5-4-3

При настройке древовидной топологии с использованием протокола Ethernet необходимо учитывать правило 5-4-3. Один из аспектов протокола Ethernet требует, чтобы сигнал, отправляемый по сетевому кабелю, достигал каждой части сети в течение заданного промежутка времени. Каждый концентратор или повторитель, через который проходит сигнал, добавляет небольшое количество времени. Это приводит к правилу, согласно которому между любыми двумя узлами в сети может быть максимум 5 сегментов, соединенных через 4 повторителя/концентратора. Кроме того, только 3 сегмента могут быть заполнены (магистральными) сегментами, если они выполнены из коаксиального кабеля. Населенный сегмент -- это сегмент , к которому присоединены один или несколько узлов . На рисунке 4 соблюдается правило 5-4-3. Два самых дальних узла в сети имеют 4 сегмента и 3 повторителя/концентратора между ними.

ПРИМЕЧАНИЕ. Это правило не применяется к другим сетевым протоколам или сетям Ethernet, в которых используются полностью оптоволоконные кабели или комбинация оптоволоконной магистрали с кабелем UTP. Если имеется комбинация волоконно-оптической магистрали и кабеля UTP, это правило будет преобразовано в правило 7-6-5. Скорость сетевых коммутаторов значительно выше по сравнению с более старыми технологиями, и хотя следует приложить все усилия для ограничения прохождения сегментов сети. , эффективная коммутация может позволить проходить гораздо большему количеству сегментов практически без влияния на сеть.

Локальная сеть (LAN) – это группа компьютеров или других устройств, соединенных между собой в пределах одной ограниченной области, обычно через Ethernet или Wi-Fi.

Что такое локальная сеть?

Локальная сеть – это компьютерная сеть, состоящая из точек доступа, кабелей, маршрутизаторов и коммутаторов, которые позволяют устройствам подключаться к веб-серверам и внутренним серверам в пределах одного здания, кампуса или домашней сети, а также к другим локальным сетям через глобальную сеть. Сети (WAN) или городская сеть (MAN). Устройства в локальной сети, обычно персональные компьютеры и рабочие станции, могут обмениваться файлами и получать доступ друг к другу через одно подключение к Интернету.

Маршрутизатор назначает IP-адреса каждому устройству в сети и обеспечивает совместное подключение к Интернету между всеми подключенными устройствами. Сетевой коммутатор подключается к маршрутизатору и обеспечивает связь между подключенными устройствами, но не обрабатывает настройку IP-адреса локальной сети или совместное использование подключений к Интернету. Коммутаторы — идеальные инструменты для увеличения количества портов LAN, доступных в сети.

Каковы основные макеты локальных сетей

Схема локальной сети, также известная как топология локальной сети, описывает физический и логический способ соединения устройств и сегментов сети.Локальные сети классифицируются по физической среде передачи сигналов или логическому способу передачи данных по сети между устройствами, независимо от физического соединения.

Локальные сети обычно состоят из кабелей и коммутаторов, которые можно подключить к маршрутизатору, кабельному или ADSL-модему для доступа в Интернет. Локальные сети также могут включать в себя такие сетевые устройства, как брандмауэры, балансировщики нагрузки и средства обнаружения сетевых вторжений.

Примеры топологии логической сети включают витую пару Ethernet, которая классифицируется как топология логической шины, и Token Ring, которая классифицируется как топология логического кольца. Примеры топологии физической сети включают сети типа "звезда", "ячеистая сеть", "дерево", "кольцо", "точка-точка", "круговая", "гибридная" и "шина", каждая из которых состоит из различных конфигураций узлов и каналов.

Как работает локальная сеть

Функция локальных сетей заключается в объединении компьютеров и предоставлении общего доступа к принтерам, файлам и другим службам. Архитектура локальной сети классифицируется как одноранговая или клиент-серверная. В локальной сети клиент-сервер несколько клиентских устройств подключены к центральному серверу, на котором осуществляется управление доступом приложений, доступом к устройствам, хранилищем файлов и сетевым трафиком.

Приложения, работающие на сервере локальной сети, предоставляют такие услуги, как доступ к базе данных, совместное использование документов, электронная почта и печать. Устройства в одноранговой локальной сети обмениваются данными напрямую с коммутатором или маршрутизатором без использования центрального сервера.

Локальные сети могут соединяться с другими локальными сетями через выделенные линии и услуги или через Интернет с использованием технологий виртуальных частных сетей. Эта система соединенных локальных сетей классифицируется как глобальная локальная сеть или городская сеть. Локальные и глобальные сети различаются по своему диапазону. Эмулируемая локальная сеть обеспечивает маршрутизацию и передачу данных через сеть с асинхронным режимом передачи (ATM), что упрощает обмен данными Ethernet и сетью Token Ring.

Как спроектировать локальную сеть

Первым шагом в проектировании локальной сети является определение потребностей сети. Перед построением локальной сети определите количество устройств, которое определяет количество необходимых портов. Коммутатор может увеличивать количество портов по мере увеличения количества устройств.

Для беспроводного подключения устройств требуется маршрутизатор для трансляции беспроводной локальной сети. Маршрутизатор также необходим для установления интернет-соединения для устройств в сети. Расстояние между аппаратными устройствами должно быть измерено, чтобы определить необходимую длину кабелей. Коммутаторы могут соединять кабели на очень большие расстояния.

Для настройки просто необходимо подключить маршрутизатор к источнику питания, подключить модем к маршрутизатору, подключить коммутатор к маршрутизатору (если он используется) и подключить устройства к открытым портам LAN на маршрутизаторе через Ethernet. Затем настройте один компьютер в качестве сервера протокола динамической конфигурации хоста, установив стороннюю утилиту. Это позволит всем подключенным компьютерам легко получить IP-адреса. Включите функции «Обнаружение сети» и «Общий доступ к файлам и принтерам».

Для установки беспроводной локальной сети начните с подключения компьютера к одному из портов LAN маршрутизатора через Ethernet. Введите IP-адрес маршрутизатора в любой веб-браузер и войдите в систему с учетной записью сетевого администратора, когда будет предложено ввести имя пользователя и пароль. Откройте раздел «Беспроводная сеть» в настройках роутера и измените имя сети в поле «SSID».

Включите «WPA-2 Personal» в качестве параметра безопасности или аутентификации. Создайте пароль в разделе «Pre-Shared Key», убедитесь, что беспроводная сеть «включена», сохраните изменения, перезапустите маршрутизатор и подключите беспроводные устройства к беспроводной сети, которая должна появиться в списке доступных сетевых устройств в пределах досягаемости. .

Характеристики беспроводной локальной сети включают в себя: балансировку нагрузки с высокой пропускной способностью, масштабируемость, систему управления сетью, контроль доступа на основе ролей, варианты покрытия внутри и вне помещений, возможности измерения производительности, управление мобильными устройствами, фильтрацию веб-контента и приложений, роуминг, резервирование, приоритизация приложений беспроводной локальной сети, сетевое переключение и сетевые брандмауэры.

Распространенной проблемой локальной сети является отключенный адаптер локальной сети или ошибка адаптера, которая может быть вызвана неправильными настройками сетевого адаптера или программным обеспечением VPN. Типичные решения включают: обновление драйвера сетевого адаптера, сброс сетевого подключения и проверку служб зависимостей WLAN AutoConfig.

Как защитить локальную сеть

Большинство проблем и решений локальных сетей связаны с безопасностью. Существует множество стратегий проектирования безопасной локальной сети. Обычный подход заключается в установке брандмауэра за одной точкой доступа, такой как беспроводной маршрутизатор.Еще одна ценная мера – использование протоколов безопасности, таких как WPA (защищенный доступ к Wi-Fi) или WPA2, для шифрования паролей входящего интернет-трафика.

Внедрение специальных политик проверки подлинности позволяет сетевым администраторам проверять и фильтровать сетевой трафик для предотвращения несанкционированного доступа. Определенные точки доступа можно защитить с помощью таких технологий, как VPN. Безопасностью внутренней локальной сети можно управлять, установив антивирусное или антивирусное программное обеспечение.

Определение виртуальной локальной сети

Виртуальная локальная сеть (VLAN) – это логическая группа устройств, которая может объединять наборы устройств в отдельные физические локальные сети и настроена для связи так, как если бы устройства были подключены к одному и тому же проводу. Это позволяет сетевым администраторам легко настраивать единую коммутируемую сеть в соответствии с требованиями к безопасности и функциональным возможностям своих систем, не требуя дополнительных кабелей или существенных изменений в текущей сетевой инфраструктуре. Сети VLAN подразделяются на протокольные VLAN, статические VLAN и динамические VLAN.

Важность локальной сети в организации

Локальные сети имеют несколько преимуществ в бизнесе:

Снижение затрат: локальные сети обеспечивают значительное снижение затрат на оборудование локальной сети и эффективное объединение ресурсов.
Увеличенная емкость хранилища. За счет объединения всех данных на центральном сервере хранения данных количество необходимых серверов хранения уменьшается, а эффективность операций повышается.
Оптимизированная гибкость: доступ к данным возможен с любого устройства из любого места через подключение к Интернету.‍
Упрощенное общение. Файлы и сообщения можно передавать в режиме реального времени, и к ним можно легко получить доступ из любого места на любом устройстве.

Предлагает ли HEAVY.AI решение для локальной сети?

Отслеживание сетевой активности в режиме реального времени необходимо для обеспечения безопасности сети. Связанные вместе локальные сети создают глобальные сети и городские сети, которые иногда перегружены наборами данных, которые слишком велики для возможностей традиционной аналитической платформы. С помощью HEAVY.AI операторы телекоммуникационных сетей и специалисты по данным могут отслеживать, анализировать и визуализировать миллиарды строк данных в режиме реального времени, чтобы диагностировать и устранять проблемы, оптимизировать производительность, улучшать качество обслуживания клиентов и поддерживать высокие стандарты надежности сети.

Несмотря на то, что были приложены все усилия для соблюдения правил стиля цитирования, могут быть некоторые расхождения. Если у вас есть какие-либо вопросы, обратитесь к соответствующему руководству по стилю или другим источникам.

Наши редакторы рассмотрят то, что вы отправили, и решат, нужно ли пересматривать статью.

локальная сеть (LAN), любая коммуникационная сеть для соединения компьютеров внутри здания или небольшой группы зданий. ЛВС может быть сконфигурирована как (1) шина, основной канал, к которому узлы или второстепенные каналы подключаются в разветвленной структуре, (2) кольцо, в котором каждый компьютер соединен с двумя соседними компьютерами, образуя замкнутую цепь, или (3) звезда, в которой каждый компьютер напрямую связан с центральным компьютером и только косвенно друг с другом. Каждый из них имеет свои преимущества, хотя конфигурация шины стала наиболее распространенной.

Даже если подключены только два компьютера, они должны следовать правилам или протоколам для связи. Например, один может сигнализировать «готов к отправке» и ждать, пока другой сигнализирует «готов к приему». Когда несколько компьютеров совместно используют сеть, протокол может включать правило «говорить только тогда, когда настала ваша очередь» или «не разговаривать, когда говорит кто-то другой». Протоколы также должны быть разработаны для обработки сетевых ошибок.

Локальные вычислительные сети (ЛВС) соединяют компьютеры внутри здания или небольшой группы зданий. Локальная сеть может быть настроена как (1) шина, основная.

Первый Ethernet имел пропускную способность около 2 мегабит (миллионов бит) в секунду (Мбит/с), а сегодня широко распространены 10- и 100-Мбит Ethernet с гигабитами в секунду (миллиарды бит в секунду; Гбит/с). ) Ethernet также используется. Трансиверы Ethernet (передатчики-приемники) для персональных компьютеров недороги и легко устанавливаются.

Стандарт беспроводной сети Ethernet, известный как Wi-Fi, стал обычным явлением для небольших офисных и домашних сетей. Используя частоты от 2,4 до 5 гигагерц (ГГц), такие сети могут передавать данные со скоростью до 600 Мбит/с. В начале 2002 года был выпущен еще один стандарт, подобный Ethernet. Известная как HomePlug, первая версия могла передавать данные со скоростью около 8 Мбит/с через существующую инфраструктуру электроснабжения здания.Более поздняя версия может достигать скорости 1 Гбит/с. Другой стандарт, WiMax, устраняет разрыв между локальными и глобальными сетями (WAN).

Читайте также: