Монтаж и настройка сети

Что такое компьютерная сеть

При физическом соединении двух или более компьютеров образуется компьютерная сеть. Для её создания требуется специальное аппаратное обеспечение (сетевое оборудование) и программное обеспечение (сетевые программные средства). Для передачи данных компьютеры используют разнообразные физические каналы, которые называются средой передачи.

Назначение компьютерных сетей

Все виды компьютерных сетей выполняют две основные функции:

обеспечение совместного использования аппаратных и программных ресурсов;
обеспечение совместного доступа к данным.

Например, участники локальной сети могут совместно использовать:

сетевой принтер;
ресурсы жёстких дисков файлового сервера;
программное обеспечение.

Основные понятия

Файловый сервер — компьютер, выделенный для совместного использования участниками сети.
Рабочая группа — группа сотрудников, работающих над одним проектом в рамках локальной сети.
Политика сети — совокупность приёмов разделения и ограничения прав участников сети.
Администрирование сети — управление сетевыми политиками.
Системный администратор — специалист, управляющий работой локальной компьютерной сети.

Классификация компьютерных сетей

1. По территориальной распространённости

Локальная сеть (LAN — Local Area Network) — в пределах предприятия или организации.
Региональная сеть (MAN — Metropolitan Area Network) — в пределах города или области.
Глобальная сеть (WAN — Wide Area Network) — на территории государства или группы государств.

2. По типу среды передачи

Проводные сети: коаксиальный кабель, витая пара, оптоволоконные линии.
Беспроводные сети: радиоканалы, инфракрасное излучение.

3. По способу организации взаимодействия компьютеров

Одноранговые сети:
- все компьютеры равноправны;
- просты в установке и эксплуатации;
- подходят для небольших сетей с невысокими требованиями к защите данных.
Иерархические сети (с выделенным сервером):
- серверы управляют обменом данных и распределением ресурсов;
- клиенты (рабочие станции) получают доступ к услугам сервера;
- высокая надёжность и защита данных;
- требуют выделенного сервера и специализированного ПО.

4. По технологии использования сервера

Архитектура «файл‑сервер»:
Данные и программы хранятся на сервере, обрабатываются на рабочих станциях.
Архитектура «клиент‑сервер»:
Обработка и хранение данных происходят на сервере; клиенты получают результаты запросов.

Основные характеристики сетей

Пропускная способность — максимальный объём данных, передаваемых в единицу времени (Мбит/с).
Время реакции сети — задержка на подготовку передачи данных (миллисекунды).

Топологии компьютерных сетей

Топология сети — физическая или электрическая конфигурация кабельной системы и соединений. Основные термины:

Узел сети — компьютер или коммутирующее устройство.
Ветвь сети — путь между двумя узлами.
Оконечный узел — узел в конце одной ветви.
Промежуточный узел — узел на концах нескольких ветвей.
Смежные узлы — узлы, соединённые прямым путём.

Типы топологий

«Общая шина»

Подключение через общий канал связи. Преимущества: дешевизна, простота. Недостатки: низкая надёжность, ограниченная производительность.
«Звезда»

Каждый компьютер подключён к центральному концентратору. Преимущества: высокая надёжность, фильтрация трафика. Недостатки: стоимость оборудования, ограничение по числу портов.
«Кольцо»

Данные передаются последовательно по кольцу. Преимущества: простота управления. Недостатки: отказ при сбое между узлами.
Ячеистая топология

Прямые связи между интенсивными узлами, транзитные передачи через промежуточные узлы. Преимущества: устойчивость к отказам. Типична для глобальных сетей.
Смешанная топология

Произвольные связи в крупных сетях. Включает подсети с типовыми топологиями («звезда», «кольцо» и т. д.).

Модель OSI

Основная задача при создании сетей — обеспечение совместимости оборудования и данных. Это решается через стандартизацию по модели OSI (Open System Interconnection), которая включает до семи уровней:

Прикладной уровень (взаимодействие пользователя с системой).
Физический уровень (обмен сигналами между устройствами).

Обмен данными происходит путём перемещения информации с верхнего уровня на нижний, транспортировки и обратного воспроизведения на компьютере клиента.

Компоненты компьютерной сети

Основными компонентами сети являются:

рабочие станции;
серверы;
передающие среды (кабели);
сетевое оборудование.

Рабочие станции

Рабочими станциями называются компьютеры сети, на которых пользователи решают прикладные задачи.

Серверы

Серверы — это аппаратно‑программные системы, управляющие распределением сетевых ресурсов общего доступа. Сервером может быть любой подключённый к сети компьютер с ресурсами для других устройств локальной сети. Обычно используются достаточно мощные компьютеры.

Типы кабелей

Сети можно создавать с любым типом кабеля:

Витая пара (TP — Twisted Pair)
Кабель из скрученной пары проводов (экранированный или неэкранированный). Подходит для малых учреждений. Недостатки: высокий коэффициент затухания сигнала и чувствительность к электромагнитным помехам. Максимальное расстояние между активными устройствами в ЛВС — не более 100 метров.
Коаксиальный кабель
Состоит из центрального проводника, окружённого слоем диэлектрика, экранирующего слоя (фольга/оплётка) и внешней оболочки. Длина может достигать 50 км.
Оптоволоконный кабель
Носитель информации — световой луч. Преимущества: устойчивость к электрическим помехам, высокая скорость передачи данных (до 2 Гбит/с), большое количество каналов.
Радиоволны в микроволновом диапазоне
Используются в беспроводных локальных сетях или для связи между мостами/шлюзами. Расстояние: 200–300 м между станциями или в пределах прямой видимости.

Сетевое оборудование

Основные виды сетевого оборудования:

Сетевые карты
Обеспечивают передачу информации между компьютерами. Состоят из разъёма для сетевого проводника и микропроцессора для кодирования/декодирования пакетов. Бывают внутренними (PCI) и внешними (USB). USB‑адаптеры универсальны и подходят для ноутбуков.
Концентраторы (Hub)
Центральные устройства топологии «звезда». Пересылают пакеты на все порты. Различают активные (усиливают сигнал) и пассивные (пропускают сигнал без усиления) концентраторы.
Повторители (Repeater)
Усиливают и восстанавливают аналоговый сигнал для передачи на другой сегмент сети. Действуют на электрическом уровне, не распознают адреса и не уменьшают трафик.
Коммутаторы (Switch)
«Интеллектуальные» устройства с процессором и буферной памятью. Анализируют адреса получателей и передают пакеты только нужным портам. Бывают управляемые (с веб‑интерфейсом) и неуправляемые. Снижают бесполезный трафик и повышают производительность сети.
Принт‑серверы (серверы печати)
Позволяют подключить принтер без сетевого порта к сети. Бывают с USB, LPT или комбинированными портами.
Маршрутизаторы (Router)
Устройства сетевого уровня для переадресации пакетов между сетями и фильтрации широковещательных сообщений.
Мосты (Bridge)
Соединяют сегменты сети, усиливают и конвертируют сигналы для кабеля другого типа. Позволяют расширить сеть без нарушения ограничений на длину кабеля или количество устройств.
Шлюзы (Gateway)
Программно‑аппаратные комплексы для соединения разнородных сетей. Решают проблемы различий протоколов или систем адресации. Действуют на сеансовом, представительском и прикладном уровнях модели OSI.
Межсетевые экраны (firewall, брандмауэры)
Фильтруют информацию, поступающую в локальную сеть и выходящую из неё. Обеспечивают защиту от несанкционированного доступа. Обычно защищают корпоративные сети от проникновения извне.

Преимущества локальной сети

Настроенная локальная сеть позволяет эффективно использовать общие ресурсы. Примеры:

Организация домена Windows: централизованное управление компьютерами, единая аутентификация, групповые политики.
Совместное использование принтеров: экономия на оборудовании и заправке картриджей.
Сетевые сканеры/МФУ: прямой доступ для всех сотрудников.
Совместное использование программ и оборудования: один мощный сервер для терминальных станций.
Общие базы данных: единое хранилище с разграничением прав доступа.
IP‑телефония: организация внутренней телефонной связи.
Сетевая версия 1С: совместный доступ к учётной системе.
Совместная работа с документами: одновременное редактирование.
Единая база шаблонов: актуальные версии документов для всех.
Быстрый обмен файлами: передача данных между сотрудниками независимо от расположения.
CRM‑система: управление клиентами, продажами и задачами.