Изучение существующей локальной компьютерной сети

Лабораторная работа №1

Изучение существующей локальной компьютерной сети

 

Цель работы: ознакомление с существующей локальной сетью, оборудованием, которое в ней присутствует, а также закрепление теоретических навыков по классификации сети.

 

Теоретический материал

 

В зависимости от физических свойств и характеристик программного обеспечения выделяют несколько различных типов сетей. Сети можно классифицировать следующим образом:

• область действия;

• способы администрирования;

• сетевые операционные системы;

• топология;

• архитектура.

В данном теоретическом материале рассматривается каждый из этих методов классификации.

 

1. Классификация  сетей по области действия.

Классификация компьютерных сетей по области действия учитывает  географический район, охваченный сетью, и, в меньшей степени, размер сети. При такой классификации выделяют следующие типы компьютерных сетей:.

• локальные (Local Area Network — LAN);

• городские (Metropolitan Area Network — MAN);

• глобальные (Wide Area Network — WAN).

Локальные сети.

В толковом словаре локальный означает "местный, не выходящий за определенные пределы". Аналогично этому термин "локальная сеть" означает сеть, охватывающую ограниченную площадь. Компьютеры, принадлежащие локальной сети, расположены недалеко один от другого. Однако количество компьютеров и пользователей локальной сети может находиться в довольно широких пределах. Например, сеть может состоять из двух рабочих мест с компьютерами, расположенными в нескольких метрах друг от друга, или из сотен компьютеров, разбросанных по этажам небоскреба, а иногда и нескольких расположенных рядом зданий.

Количество  компьютеров локальной сети может  быть ограничено архитектурой сети и  типом кабеля. Эти ограничения описываются далее.

Локальные компьютерные сети могут составить основу более крупных сетей, городских или глобальных, которые образуются путем соединения двух или более локальных сетей.

 

 

Городские сети.

Городская компьютерная сеть состоит из двух или большего количества локальных сетей, расположенных  на площади, приблизительно соответствующей большому городу, откуда и происходит их название. Обычно городская сеть представляет собой общедоступную компьютерную сеть с высокими параметрами производительности.

Термин "городская  сеть" используется не так часто, как "локальная" и "глобальная", потому что городские сети встречаются значительно реже. Большинство сетей ограничены пределами здания или нескольких зданий, следовательно, они попадают в категорию локальных. Если же они простираются на большее расстояние, то, скорее всего, их узлы достигают других городов, штатов или стран, переходя, таким образом, в категорию глобальных сетей. Максимальное расстояние между узлами городской сети приблизительно равно 80 километрам.

Глобальные сети.

Глобальными называются компьютерные сети, охватывающие большие географические пространства. Лучшим и наиболее знакомым примером глобальной сети является Internet. Однако существуют и частные глобальные сети. Многие крупные компании с офисами в разных странах имеют корпоративные глобальные сети, соединяющие удаленные офисы посредством телефонных линий, спутниковых и других средств связи. Глобальная сеть всегда состоит из многих соединенных вместе локальных сетей.

Несколько сетей, соединенных друг с другом, называют сетевым комплексом (internetwork, или internet). Если слово "internet" написано со строчной буквы, то оно означает сети, соединенные в одну сеть, или сетевой комплекс. Если первая буква прописная, то это слово означает глобальный общедоступный сетевой комплекс, известный всем под именем Internet.

Используются также термины intranet (внутрисетевой) и extranet (экстрасеть). Термином "intranet" обозначаются частные локальные сети компаний, использующие протоколы (например, TCP, HTTP и FTP) и технологии Internet. Экстрасетью называется объединение корпоративных сетей различных компаний, взаимодействующих друг с другом посредством Internet.

В глобальных сетях для  соединения составляющих их частей могут  использоваться частные линии, однако чаще всего для этого используются общедоступные средства связи, например система телефонной связи. Поэтому, чаще всего, скорость передачи данных в глобальных сетях значительно ниже, чем в локальных. Типичная пропускная способность телефонного канала с использованием самого совершенного модема не может превысить 50 Кбит/с. Даже высокоскоростные линии глобальных сетей стандарта T1, кабельные модемы и цифровые абонентские линии DSL могут достичь лишь 1-6 Мбит/с. Между тем в самой медленной локальной сети Ethernet скорость передачи составляет 10 Мбит/с.

Другой характерной особенностью глобальных сетей является то, что их соединения не могут быть постоянными, как в кабельных локальных сетях. Довольно часто, хотя и не всегда, используются коммутируемые связи, т.е. "по вызову". Многие глобальные сети используют выделенные каналы связи, предназначенные исключительно для данной сети, однако в глобальных сетях, в отличие от локальных, значительно чаще используются временные соединения.

Таким образом, в глобальных сетях  могут использоваться как частные, так и общедоступные средства связи, как выделенные, так и коммутируемые. Связи глобальных сетей обычно значительно "медлительнее", чем связи локальных сетей.

Глобальные сети подразделяются на распределенные и централизованные. У распределенных глобальных сетей (например, Internet) нет центрального пункта Управления. С другой стороны, централизованная глобальная сеть имеет центральный сервер, или центральный узел (обычно в штаб-квартире компании), к которому подключены остальные сети. На рис. 1.1 показан пример централизованной глобальной сети.

Распределенные глобальные сети являются маршрутизируемыми сетями. Это значит, что пакеты сообщения, передаваемого из одной локальной сети в другую, должны пройти через шлюзы. Шлюз — это маршрутизатор, или компьютер, конфигурированный на выполнение функций маршрутизации.

2. Классификация  сетей по способам администрирования.

Компьютерные сети можно  классифицировать по способам администрирования, т.е. в зависимости от того, кто и как управляет разделяемыми ресурсами. Компьютерная сеть может быть построена следующим образом:

• как одноранговая рабочая  группа, в которой каждый компьютер  выполняет функции, как сервера, так и клиента, причем каждый пользователь самостоятельно управляет ресурсами своего компьютера;

• как сеть клиент/сервер, в которой функции администрирования сосредоточены на центральном компьютере со специальной сетевой операционной системой;

При этом на центральном  компьютере выполняется аутентификация пользователей, паролей и другой регистрационной информации для регистрации пользователей и предоставления им доступа к ресурсам.

Выбор оптимального решения  зависит от конкретной ситуации. В  табл. 1.1 приведены преимущества и недостатки, присущие каждому из этих решений.

.

 

Таблица 1.1. Преимущества и недостатки одноранговых сетей и сетей клиент/сервер

Преимущества одноранговой сети.	Преимущества сети клиент/сервер.
Меньшая стоимость реализации Не требует специальной  сетевой операционной системы Не нужна должность  сетевого администратора.	Обеспечивает большую  безопасность Легче управлять большой сетью вследствие централизации функций администрирования Позволяет создавать  резервные копии всех данных в  одном центре.
Недостатки одноранговой сети.	Недостатки сети клиент/сервер.
Ограниченные  возможности наращивания вследствие резкого усложнения задач администрирования Каждый пользователь должен уметь выполнять функции  администрирования Меньшая безопасность Совместное использование  ресурсов всеми компьютерами отрицательно влияет на производительность.	Дорогое программное  обеспечение — специальная сетевая операционная система Windows NT/2000 Server или Novell NetWare Более дорогое и производительное оборудование серверного компьютера Нужен профессиональный администратор Опасность краха всей системы при выходе из строя сервера, при этом данные окажутся недоступными для всех пользователей.

Таким образом, выбор  типа сети зависит от количества компьютеров  и пользователей, от требований к безопасности, оборудованию, персоналу и от финансовых ресурсов компании.

Серверы и клиенты.

Прежде чем приступить к рассмотрению особенностей разных типов сетей, нужно определить термины, обозначающие роли в сети отдельных компьютеров.

Сервер — это компьютер, предоставляющий свои ресурсы (данные, программное обеспечение, периферийное оборудование) другим компьютерам сети. Клиент (клиентский компьютер) — это компьютер, получающий доступ к ресурсам сервера.

Термин "сервер" чаще всего обозначает специально выделенный высокопроизводительный компьютер со специальной серверной операционной системой, централизованно управляющий сетью, однако фактически каждый компьютер может предоставлять свои ресурсы, выполняя, таким образом, функции сервера.

Выделенные серверы.

Обычно выделенный сервер представляет собой компьютер с быстродействующим процессором и большим объемом памяти, которые рассчитаны не на выполнение повседневных задач сервера, а для обслуживания клиентских компьютеров. Доступ к серверному компьютеру чаще всего имеют только администраторы сети для выполнения задач управления, мониторинга и поддержки работоспособности сети.

В больших сетях выделенный сервер часто выполняет только одну определенную функцию, как в приведенных ниже случаях.

• Файловым сервером называется сервер, на котором хранятся файлы  данных. Пользователи могут хранить  данные своих приложений на жестком диске не своего компьютера, а файлового сервера. На сервере файлы легче найти, потому что все они находятся в одном месте, кроме того, легче создавать их резервные копии.

• Серверы печати представляют собой компьютеры, управляющие одним  или несколькими принтерами, которые предназначены для распечатки документов, передаваемых пользователями по сети.

• Серверы приложений — это компьютеры, на которых  установлены сетевые приложения. Пользователи могут выполнять эти приложения (например, обработку текстов или программы баз данных) посредством сети, несмотря на то что на их компьютерах эти приложения не установлены.

• Регистрационные серверы (в сетях Windows они называются контроллерами доменов) предназначены для обеспечения безопасности баз данных. На них содержится информация об учетных записях пользователей. Сервер проверяет права доступа пользователя к базе данных и управляет доступом к сети и ее ресурсам.

• Серверы Web выполняют программное обеспечение Web-серверов (просим извинить за невольную тавтологию) под управлением определенных операционных систем. Например, Microsoft Internet Information Server под управлением Windows NT/2000; Apache под управлением серверов Linux или UNIX;.

• Enterprise Server компании Netscape для различных платформ. Многие операционные системы поставляются с встроенным программным обеспечением Web-сервера. Программное обеспечение Web-серверов часто содержит программы поддержки протоколов FTP (File Transfer Protocol) и NNTP (Network News Transfer Protocol).

• Серверы электронной почты предоставляют "коллекцию" почтовых ящиков, в которые попадают письма, адресованные пользователям сети. Затем эти электронные письма выгружаются на компьютеры пользователей. Примерами программного обеспечения сервера электронной почты служат программы Microsoft Exchange для сети Windows и Sendmail — распространенный почтовый демон UNIX.

В терминологии UNIX демон— это программа, которая, работая непрерывно, обрабатывает поступающие запросы.

• Серверы удаленного доступа предоставляют коммутируемое  соединение. С их помощью другой компьютер может получить доступ к серверу или к сети по телефонной линии.

• Терминальные серверы предназначены  для выполнения клиентских приложений. С их помощью компьютеры тонких клиентов (недорогие малопроизводительные устройства) могут функционировать как терминалы, а не как независимые системы. Серверы этого типа предоставляют пользователям многосеансовую среду и выполняют приложения клиентов.

• Телефонные серверы служат автоответчиками, передают голосовое сообщение и перенаправляют вызовы.

• Кластерные серверы обеспечивают объединение многих серверов в кластеры, т.е. в группы независимых компьютерных систем, работающих вместе как одна система. Это делается для решения особенно ответственных задач, когда нужно, чтобы приложения и ресурсы при любых неожиданностях всегда были доступны для клиентов.

• Прокси-серверы служат промежуточными звеньями между рабочими станциями пользователей и Internet. Они повышают безопасность системы и предоставляют средства администрирования и кэширования данных.

• Факс-серверы служат центральной  точкой сети, предназначенной для  приема и отправки факсов и для  распределения поступивших факсов соответствующим пользователям.

• ВООТР-серверы с помощью протокола  ВООТР загружают операционные системы клиентских компьютеров, не имеющие жестких дисков, и предоставляют им информацию о конфигурировании сетевого протокола.

• DHCP-серверы (Dynamic Host Configuration Protocol) присваивают IP-адреса и параметры конфигурации TCP/IP компьютерам, конфигурированным как клиенты DHCP. При этом администратору системы не нужно будет вручную присваивать IP-адреса каждому клиентскому компьютеру сети.

• Серверы разрешения имен обслуживают дружественные  сетевые имена. Это избавляет  пользователей от необходимости  помнить числа для идентификации компьютеров. Сервер отображает сетевые имена на IP-адреса, используемые стеком протоколов TCP/IP для локализации компьютера в сети. Сервер разрешения имен содержит также сервер DNS (Domain Name System), который отображает иерархическую структуру имен узловых компьютеров на IP-адреса, и сервер имен NetBIOS (например, сервер WINS компании Microsoft), отображающий имена NetBIOS на IP-адреса.