Типовой состав оборудования локальной сети

В соответствии с рисунком 4 приведен фрагмент вычислительной сети. Фрагмент вычислительной сети включает основные типы коммуникационного оборудования, применяемого сегодня для образования локальных сетей и соединения их через глобальные связи друг с другом.

Рисунок-3 Фрагмент сети

Для подключения локальных сетей к глобальным связям используются:

• специальные выходы (WAN–порты) мостов и маршрутизаторов;
• аппаратура передачи данных по длинным линиям – модемы (при работе по аналоговым линиям);
• устройства подключения к цифровым каналам (TA – терминальные адаптеры сетей ISDN, устройства обслуживания цифровых выделенных каналов типа CSU/DSU и т.п.).

1.2.1 Коммуникационное оборудование

Коммуникационное оборудование представляет собой сложный специальный мультипроцессор, который нужно конфигурировать, оптимизировать и администрировать.

Сетевой адаптер (сетевая карта) - это устройство двунаправленного обмена данными между ПК и средой передачи данных вычислительной сети. Кроме организации обмена данными между ПК и вычислительной сетью, сетевой адаптер выполняет буферизацию (временное хранение данных) и функцию сопряжения компьютера с сетевым кабелем. Сетевыми адаптерами реализуются функции физического уровня, а функции канального уровня семиуровневой модели ISO реализуются сетевыми адаптерами и их драйверами.
Адаптеры снабжены собственным процессором и памятью. Карты классифицируются по типу порта, через который они соединяются с компьютером: ISA, PCI, USB. Наиболее распространенные из них - это сетевые карты PCI. Карта, как правило, устанавливается в слот расширения PCI, расположенный на материнской плате ПК, и подключается к сетевому кабелю разъемами типа: RJ-45 или BNC.
Сетевые карты можно разделить на два типа:

адаптеры для клиентских компьютеров;

адаптеры для серверов.

· В качестве промежуточного коммуникационного оборудования применяются: трансиверы (transceivers),

· повторители (repeaters),

· концентраторы (hubs),

· коммутаторы (switches),

· мосты (bridges),

· маршрутизаторы (routers),

· шлюзы (gateways).

Промежуточное коммуникационное оборудования вычислительных сетей используется для усиления и преобразования сигналов, для объединения ПК в физические сегменты, для разделения вычислительных сетей на подсети (логические сегменты) с целью увеличения производительности сети, а также для объединения подсетей (сегментов) и сетей в единую вычислительную сеть.

Физическая структуризация вычислительных сетей объединяет ПК в общую среду передачи данных, т.е. образует физические сегменты сети, но при этом не изменяет направление потоков данных. Физические сегменты упрощают подключение к сети большого числа ПК.

Логическая структуризация разделяет общую среду передачи данных на логические сегменты и тем самым устраняет столкновения (коллизии) данных в вычислительных сетях. Логические сегменты или подсети могут работать автономно и по мере необходимости компьютеры из разных сегментов могут обмениваться данными между собой. Протоколы управления в вычислительных сетях остаются теми же, какие применяются и в неразделяемых сетях.

Трансиверы и повторители обеспечивают усиление и преобразование сигналов в вычислительных сетях. Концентраторы и коммутаторы служат для объединения нескольких компьютеров в требуемую конфигурацию локальной вычислительной сети.

Концентраторы являются средством физической структуризации вычислительной сети, так как разбивают сеть на сегменты. Коммутаторы предназначены для логической структуризации вычислительной сети, так как разделяют общую среду передачи данных на логические сегменты и тем самым устраняют столкновения.

Для соединения подсетей (логических сегментов) и различных вычислительных сетей между собой в качестве межсетевого интерфейса применяются коммутаторы, мосты, маршрутизаторы и шлюзы.

Повторители – это аппаратные устройства, предназначенные для восстановления и усиления сигналов в вычислительных сетях с целью увеличения их длины.

Трансиверы или приемопередатчики – это аппаратные устройства, служащие для двунаправленной передачи между адаптером и сетевым кабелем или двумя сегментами кабеля. Основной функцией трансивера является усиление сигналов. Трансиверы применяются и в качестве конверторов для преобразование электрических сигналов в другие виды сигналов (оптические или радиосигналы) с целью использования других сред передачи информации.

Концентраторы – это аппаратные устройства множественного доступа, которые объединяют в одной точке отдельные физические отрезки кабеля, образуют общую среду передачи данных или физические сегменты сети.

Коммутаторы - это программно – аппаратные устройства, которые делят общую среду передачи данных на логические сегменты. Логический сегмент образуется путем объединения нескольких физических сегментов с помощью концентраторов. Каждый логический сегмент подключается к отдельному порту коммутатора.

Мосты – это программно – аппаратные устройства, которые обеспечивают соединение нескольких локальных сетей между собой или несколько частей одной и той же сети, работающих с разными протоколами. Мосты предназначены для логической структуризации сети или для соединения в основном идентичных сетей, имеющих некоторые физические различия. Мост изолирует трафик одной части сети от трафика другой части, повышая общую производительность передачи данных.

Маршрутизаторы. Это коммуникационное оборудование, которое обеспечивает выбор маршрута передачи данных между несколькими сетями, имеющими различную архитектуру или протоколы. Маршрутизаторы применяют только для связи однородных сетей и в разветвленных сетях, имеющих несколько параллельных маршрутов. Маршрутизаторами и программными модулями сетевой операционной системы реализуются функции сетевого уровня.

Шлюзы – это коммуникационное оборудование (например, компьютер), служащее для объединения разнородных сетей с различными протоколами обмена. Шлюзы полностью преобразовывают весь поток данных, включая коды, форматы, методы управления и т.д.
Коммуникационное оборудование: мосты, маршрутизаторы и шлюзы в локальной вычислительной сети - это, как правило, выделенные компьютеры со специальным программным обеспечением.

1.2.2 Вспомогательное оборудование

Источник бесперебойного питания (ИБП))—источник вторичного электропитания, автоматическое устройство, назначение которого— обеспечить подключенное к нему электрооборудование бесперебойным снабжением электрической энергией в пределах нормы.

ГОСТ13109-97 (взамен ГОСТ 13109-87) определяет следующие нормы в электропитающей сети: напряжение 220В ± 5% (предельные значения ± 10 %); частота 50 Гц ± 0,2 Гц (предельные значения ± 0,4 Гц); коэффициент нелинейных искажений формы напряжения менее 8 % (длительно) и менее 12 % (кратковременно).

Неполадками в питающей сети считаются:

авария сетевого напряжения (напряжение в питающей сети полностью пропало);

высоковольтные импульсные помехи (резкое увеличение напряжения до 6 кВ продолжительностью от 10 до 100 мс);

долговременные и кратковременные подсадки и всплески напряжения;

высокочастотный шум (высокочастотные помехи, передаваемые по электросети);

побег частоты (отклонение частоты более чем на 3 Гц).

Моде́м (акроним, составленный из слов модулятор и демодулятор) — устройство, применяющееся в системах связи для физического сопряжения информационного сигнала со средой его распространения, где он не может существовать без адаптации.

Модулятор в модеме осуществляет модуляцию несущего сигнала при передаче данных, то есть изменяет его характеристики в соответствии с изменениями входного информационного сигнала, демодулятор осуществляет обратный процесс при приёме данных из канала связи. Модем выполняет функцию оконечного оборудования линии связи. Само формирование данных для передачи и обработки принимаемых данных осуществляет терминальное оборудование(в его роли может выступать и персональный компьютер).

Модемы широко применяются для связи компьютеров через телефонную сеть (телефонный модем),кабельную сеть (кабельный модем), радиоволны (en:Packet_radio,радиорелейная связь). Ранее модемы применялись также всотовых телефонах (пока не были вытеснены цифровыми способами передачи данных).

Модемы различаются по исполнению (внешние или внутренние), по принципу работы (аппаратные или программные), по типу сети, к которой производится подключение, а также по поддерживаемым протоколам передачи данных.

Наибольшее распространение получили внутренние программные, внешние аппаратные и встроенные модемы.

По исполнению

внешние— подключаются через COM-, LPT, USB- или Ethernet-порт, обычно имеют отдельный блок питания (существуют и USB-модемы с питанием от шины USB).

внутренние— дополнительно устанавливаются внутрь системного блока или ноутбука(в слот ISA,PCI,PCI-E,PCMCIA,AMR/CNR).

встроенные— являются частью устройства, куда встроены (материнской платы, ноутбука или док-станции).

По принципу работы

· аппаратные— все операции преобразования сигнала, поддержка физических протоколов обмена производятся встроенным в модем вычислителем (например, с использованием DSP или микроконтроллера). Также в аппаратном модеме присутствуетПЗУ, в котором записана микропрограмма, управляющая модемом.

· Программные (софт-модемы, host based soft-modem) — все операции по кодированию сигнала, контролю ошибок и управлению протоколами реализованы программно и производятся центральным процессором компьютера. В модеме находятся только входные/выходные аналоговые цепи и преобразователи (ЦАП и АЦП), а также контроллер интерфейса (например USB).

· Полупрограммные (controller based soft-modem) — модемы, в которых часть функций модема выполняет компьютер, к которому подключён модем.

По типу сети и соединения

· Модемы для телефонных линий:

· Модемы для коммутируемых телефонных линий— наиболее распространённый в XX веке и 2000-х годах тип модемов. Используют коммутируемый удалённый доступ.

ISDN — модемы для цифровых коммутируемых телефонных линий.

DSL — используются для организации выделенных (некоммутируемых) линий средствами обычной телефонной сети. Отличаются от коммутируемых модемов тем, что используют другой частотный диапазон, а также тем, что по телефонным линиям сигнал передается только до АТС. Обычно позволяют одновременно с обменом данными осуществлять использование телефонной линии для переговоров.

Кабельные модемы— используются для обмена данными по специализированным кабелям— к примеру, через кабель коллективного телевидения по протоколу DOCSIS.

Радиомодемы— работают в радиодиапазоне, используют собственные наборы частот и протоколы:

Беспроводные модемы — работают по протоколам сотовой связи (GPRS, EDGE, 3G, LTE) или Wi-Fi. Часто имеют исполнения в виде USB-брелока. В качестве таких модемов также часто используют терминалы мобильной связи.

Спутниковые модемы — используются для организации спутникового Интернета. Принимают и обрабатывают сигнал, полученный со спутника.

PowerLine-модемы (стандарт HomePlug) — используют технологию передачи данных по проводам бытовой электрической сети.

Трансивер (англ. transceiver, от слов transmitter — передатчик и receiver — приёмник) — приёмопередатчик.

Сетевой трансивер — устройство, применяющееся в компьютерных сетях;

Трансиверная радиостанция — радиостанция, выполненная по трансиверной схеме

Обжимной инструмент инструмент, предназначенный для соединения проводов между собой или с контактами разъёма при электромонтажных работах без применения пайки или сварки.

Типы кримперов

В связи разнообразием наконечников, устанавливаемых прессованием, существует большое количество универсальных, специализированных, ручных, автоматических и полуавтоматических кримперов для установки наконечников.

Автоматические кримперы

Высокопроизводительное оборудование для обработки проводов позволяет зачищать провод, устанавливать наконечник и выполнять обжим в автоматическом и полуавтоматическом режимах. Такое оборудование состоит из электрического пресса и кримперной оснастки (аппликатора). Аппликаторы выпускается для каждого типа наконечников отдельно. Аппликаторы могут выполнять операцию только обжима или обрезку, зачистку и обжим наконечника за один удар.

Ручной инструмент

Ручной инструмент, в зависимости от размеров и типа контактов или наконечников, выпускается в виде универсальных клещей, специализированных ручных кримперов, электрических, пиротехнических и гидравлических переносных прессов.

1.3 Программное обеспечение

Программное обеспечение вычислительных сетей состоит из трех составляющих:
1) автономных операционных систем (ОС), установленных на рабочих станциях;
2) сетевых операционных систем, установленных на выделенных серверах, которые являются основой любой вычислительной сети;
3) сетевых приложений или сетевых служб.

Автономные ОС (программное обеспечение вычислительных сетей)

В качестве автономных ОС для рабочих станций, как правило, используются современные 32-разрядные операционные системы – Windows 95/98, Windows 2000, Windows XP, Windows VISTA, Windows 7 (Seven)
Сетевые ОС (программное обеспечение вычислительных сетей)

В качестве сетевых ОС в вычислительных сетях применяются:

§ ОС Unix;
ОС NetWare фирмы Novell;
Сетевые ОС фирмы Microsoft (ОС Windows NT, Microsoft Windows 2000 Server, Windows Server 2003, Windows Server 2008)

1.3.1 Операционные системы

Структура сетевой операционной системы

К программным компонентам сетей относятся: операционные системы и сетевые приложения или сетевые службы. Сетевая операционная система – это основа любой вычислительной сети.

Сетевая операционная система необходима для управления потоками сообщений между рабочими станциями и серверами. Она может позволить любой рабочей станции работать с разделяемым сетевым диском или принтером, которые физически не подключены к этой станции.
В сетевой операционной системе отдельного компьютера можно выделить несколько частей.

§ Средства управления локальными ресурсами компьютера, к которым относятся: функции распределения оперативной памяти между процессами, планирования и диспетчеризации процессов, управления процессорами в мультипроцессорных машинах, управления периферийными устройствами и другие функции управления ресурсами локальных ОС.

§ Средства предоставления собственных ресурсов и услуг в общее пользование – серверная часть ОС (сервер). Эти средства обеспечивают, например, блокировку файлов и записей, что необходимо для их совместного использования; ведение справочников имен сетевых ресурсов; обработку запросов удаленного доступа к собственной файловой системе и базе данных; управление очередями запросов удаленных пользователей к своим периферийным устройствам.

§ Средства запроса доступа к удаленным ресурсам и услугам и их использования – клиентская часть ОС. Эта часть выполняет распознавание и перенаправление в сеть запросов к удаленным ресурсам от приложений и пользователей, при этом запрос поступает от приложения в локальной форме, а передается в сеть в другой форме, соответствующей требованиям сервера. Клиентская часть также осуществляет прием ответов от серверов и преобразование их в локальный формат, так что для приложения выполнение локальных и удаленных запросов неразличимо.

§ Коммуникационные средства ОС, с помощью которых происходит обмен сообщениями в сети. Эта часть обеспечивает адресацию и буферизацию сообщений, выбор маршрута передачи сообщения по сети, надежность передачи и т.п., то есть является средством транспортировки сообщений.

В зависимости от функций, возлагаемых на конкретный компьютер, в его операционной системе может отсутствовать либо клиентская, либо серверная части.

Сетевые операционные системы

ОС Unix
UNIX представляет собой очень мощную, гибкую и динамичную операционную систему, которая в состоянии обрабатывать практически любую предложенную пользователем задачу. Обладает широким набором предлагаемых средств, с помощью которых можно решить большинство проблем, возникающих при работе с информационными технологиями. К преимуществам UNIX относятся мощность работы, стабильность и надежность, полная автоматизация, а также поддержка множества языков программирования.

Эта операционная система предлагает оптимальные решения для работы с Internet, включая доступ к ресурсам Web, Telnet, FTP, базам данным и т.п. Поскольку система UNIX создавалась специально для обработки больших массивов данных и полной интеграции с сетевой средой, она почти всегда превосходит по быстродействию любую другую комбинацию аппаратного и программного обеспечения. Linux представляет собой версию UNIX, адаптированную для процессоров Intel.

ОС NetWare фирмы Novell
Novell была одной из первых компаний, которые начали создавать ЛВС. В качестве файлового сервера в NetWare может использоваться обычный ПК, сетевая ОС которого осуществляет управление работой ЛВС. Функции управления включают координацию рабочих станций и регулирование процесса разделения файлов и принтера в ЛВС. Сетевые файлы всех рабочих станций хранятся на жестком диске файлового сервера, а не на дисках рабочих станций.

Сетевые ОС фирмы Microsoft
Сетевая ОС Windows NT
Первоначально Windows NT существовала в двух версиях: Windows NT Advanced Server устанавливалась на серверах сети NT, a Windows NT Workstation представляла собой мощную настольную операционную систему с функциональными возможностями.
Следующая версия Windows NT, предназначенная для использования на серверах, была переименована в Windows NT Server. Высокая производительность и улучшенная поддержка приложений сделали ее одной из самых популярных операционных систем.
Windows NT 4.0 объединяла в себе улучшенную интеграцию с Internet и корпоративными сетями, повышенную производительность, отличную совместимость с другими операционными системами компании Microsoft.

Семейство программных продуктов Microsoft Windows 2000 Server
Семейство программных продуктов Windows 2000 Server – является следующим поколением серии операционных систем Windows NT Server, в котором надежные, удобные для работы в интернете службы каталога, сетевые службы и службы приложений, объединенные с мощным комплексным управлением.
Windows 2000 Server - для серверов рабочих групп и отделов.
Windows 2000 Advanced Server - для приложений и более надежных серверов отделов.
Windows 2000 Datacenter Server - для наиболее ответственных систем обработки данных.

Семейство программных продуктов Windows Server 2003
Семейство программных продуктов Windows Server 2003 является следующим поколением серверных операционных систем Windows. Windows Server 2003 основана на Windows 2000 Server. Она является платформой высокой производительности для поддержки связанных приложений, сетей, и веб-служб XML для рабочих групп, отделов и предприятий любого размера.

Состав Windows Server 2003:
Windows Server 2003 Standard Edition - это сетевая операционная система для предприятий малого бизнеса и отдельных подразделений организации.
Windows Server 2003 Enterprise Edition предназначена для удовлетворения общих ИТ-потребностей.
Windows Server 2003 Datacenter Edition предназначена для решения ответственных задач, требующих очень высокого уровня масштабированности, доступности и надежности.
Windows Server 2003 Web Edition – это операционная система для Web-серверов.

Microsoft Windows Server 2008
Windows Server 2008 — это операционная система нового поколения. В основу Windows Server 2008 положена операционная система Windows Server 2003. Она предназначена для обеспечения пользователей наиболее производительной платформой, позволяющей расширить функциональность приложений, сетей и веб-служб, от рабочих групп до центров данных. При совместном использовании клиентских компьютеров Windows Vista и серверов под Windows Server 2008 значительно повышается производительность, надежность сети.

1.3.2 Антивирусные программы

Антивирусная программа (антивирус)— специализированная программа для обнаружения компьютерных вирусов, а также нежелательных (считающихся вредоносными) программ вообще и восстановления заражённых (модифицированных) такими программами файлов, а также для профилактики — предотвращения заражения (модификации) файлов или операционной системы вредоносным кодом.

Классификация антивирусных продуктов Классифицировать антивирусные продукты можно сразу по нескольким признакам, таким, как: используемые технологии антивирусной защиты, функционал продуктов, целевые платформы.

По используемым технологиям антивирусной защиты:

Классические антивирусные продукты (продукты, применяющие только сигнатурный метод детектирования)

Продукты проактивной антивирусной защиты (продукты, применяющие только проактивные технологии антивирусной защиты);

Комбинированные продукты (продукты, применяющие как классические, сигнатурные методы защиты, так и проактивные)

По функционалу продуктов:

Антивирусные продукты (продукты, обеспечивающие только антивирусную защиту)

Комбинированные продукты (продукты, обеспечивающие не только защиту от вредоносных программ, но и фильтрацию спама, шифрование и резервное копирование данных и другие функции)

По целевым платформам:

Антивирусные продукты для ОС семейства Windows

Антивирусные продукты для ОС семейства *NIX (к данному семейству относятся ОС BSD, Linux и др.)

Антивирусные продукты для ОС семейства MacOS

Антивирусные продукты для мобильных платформ (Windows Mobile, Symbian, iOS, BlackBerry, Android, Windows Phone 7 и др.)

Антивирусные продукты для корпоративных пользователей можно также классифицировать по объектам защиты:

Антивирусные продукты для защиты рабочих станций

Антивирусные продукты для защиты файловых и терминальных серверов

Антивирусные продукты для защиты почтовых и Интернет-шлюзов

Антивирусные продукты для защиты серверов виртуализации

и т. д.

1.3.3 Прикладное программное обеспечение

Прикладное программное обеспечение в ЛВС

Существуют следующие типы приложений, которые могут быть использованы в ЛВС.

Несетевые (однопользовательские) — это программы для одной ПЭВМ и одного пользователя, которые, однако, могут запускаться с ФС и использоваться на рабочих станциях ЛВС, но лишь одним пользователем. При одновременной же работе двух пользователей, например с базой данных (БД), может произойти нарушение целостности данных.

Сетевые — это модифицированные версии программ для одновременного использования несколькими пользователями ЛВС. Модификация программ связана с координацией доступа к данным (например, возможна блокировка записей и др.). Преимущества этих версий по сравнению с однопользовательскими программами стимулируют распространение ЛВС.

Специализированные сетевые — это программы, которые позволяют реализовать модель «клиент-сервер» для различных приложений, в которой при обработке данных эффективно используется мощность нескольких компьютеров. В упрощенном виде клиент — это та часть программы, которая ведет диалог с пользователем, а сервер ведет обработку данных. Сервер БД — лучший пример такого приложения в ЛВС. Другим примером программ, предназначенных для сетей, можно считать программы электронной почты и программы группового планирования.