Описание локальных корпоративных сетей.

Касаемо локальных сетей можно сказать, что это сети, состоящие из близко расположенных компьютеров, чаще всего находящихся в одной комнате, в одном здании или в близко расположенных зданиях. Локальные компьютерные сети, охватывающие некое предприятие или фирму и объединяющие разнородные вычислительные ресурсы в единой среде, называют корпоративными. При этом высокая степень неоднородности является обязательным атрибутом этих сетей. Они могут быть сложно связаны и покрывать город, регион или континент. Корпоративная сеть – это сеть, которая поддерживает работу конкретного предприятия, владеющего данной сетью. Корпоративная сеть (КС) создает системно-техническую инфраструктуру КИС (Корпоративные информационные системы). КС состоит из компьютерной сети, коммуникационных средств, сетевого и прикладного программного обеспечения. Пользователями корпоративной сети являются только сотрудники данного предприятия. Сторонним организациям и пользователям услуги в общем случае не оказываются. Как правило, термин корпоративная сеть используется для сети крупного предприятия. Такая сеть является составной, включающей различные локальные сети. Структура корпоративной сети в целом соответствует обобщенной структуре телекоммуникационной сети. Однако имеют место и некоторые отличия. Например, локальные сети, объединяющие конечных пользователей, включаются в состав корпоративной сети. Далее, названия структурных единиц корпоративной сети отражают не только территорию покрытия, но и организационную структуру предприятия. Так, принято делить корпоративную сеть на сети отделов и рабочих групп, сети зданий и территорий, магистраль.

Сеть здания и территории объединяет сети различных отделов одного предприятия в пределах отдельного здания или в пределах одной территории, площадью в несколько квадратных километров. Для построения таких сетей используются соответствующие технологии локальных сетей.

Обычно сеть здания (территории) строится по иерархическому принципу с собственной магистралью, построенной на базе технологии Gigabit Ethernet, к которой присоединяются сети отделов, использующих технологию Fast или Eternet.

Главной особенностью корпоративных сетей является их масштабность. Число пользователей и компьютеров в корпоративной сети может измеряться тысячами, а число серверов – сотнями; расстояния между сетями отдельных территорий могут оказаться такими, что использование глобальных связей становится необходимым. Непременным атрибутом корпоративной сети является высокая степень неоднородности (гетерогенности) – нельзя удовлетворить потребности тысяч пользователей с помощью однотипных программных и аппаратных средств. В корпоративной сети обязательно используются различные типы компьютеров – от мэйнфреймов до персональных компьютеров, несколько типов операционных систем и множество различных приложений.

 

Топологии локальных сетей.

Топология вычислительной сети – это способ соединения отдельных её компонентов (компьютеров, периферийных устройств, серверов). Топология определяет тип кабелей, требования к оборудованию, надежность работы и многое другое.

Перед созданием локальной вычислительной сети необходимо определится с топологией такой сети. Рассмотрим способы подключения компьютеров к сети.

Существуют три базовые топологии:

– шина (bus);

– звезда (star);

– кольцо (ring).

Топология шина

Компьютеры соединены последовательно. При подобной структуре топологии все клиенты имеют равноправный доступ к сети (рис. 1).

Рис. 1. Топология шина

Все клиенты сети могут легко контактировать с любым компьютером, так как они все подключены к общему каналу передачи данных. Передача информации в топологии шина осуществляется следующим образом: всем компьютерам сети передаются данные в виде электрических сигналов, но информацию принимает только тот компьютер, чей адрес совпадает с адресом получателя.

В топологии шина отсутствует центральный узел, следовательно, увеличивается надежность передачи, так как при отказе любого из компьютеров, исправные машины всё равно смогут продолжить обмен информацией. Если происходит обрыв кабеля в сети с топологией шина, то получаются две вполне работоспособные шины (рис. 2).

Рис. 2 Обрыв кабеля в сети с топологией шина

Из–за особенностей распространения электрических сигналов необходимо включение специальных устройств – терминаторов (ограничителей). Если их не включить, то связь по сети станет невозможной, поскольку сигнал, отражаясь от конца линии, сильно искажается.

Преимущества топологии шина:

1. Компьютеры можно подключать независимо друг от друга (нет необходимости останавливать передачу информации в сети при подключении нового клиента).

2. Легкость настройки и конфигурации.

3. Информация доступна каждому компьютеру.

4. Высокая надежность (отказ одного из компьютеров не влияет на работоспособность всей сети).

5. Экономическая выгода (отсутствие затрат на прокладку дополнительной линии при подключении нового компьютера).

Недостатки топологии шина:

1. Трудность в определении дефектов соединения.

2. Низкая скорость передачи информации (все данные циркулируют по одной шине).

3. Низкая безопасность (информация с любого компьютера доступна всем пользователям сети).

4. Быстродействие (чем больше компьютеров в сети, тем медленнее происходит передача данных).

Организация данного типа подключения на предприятии не целесообразно, т. к. является дорогостоящим и ненадежным.

Топология звезда

К каждому компьютеру подходит отдельный кабель из одного узла – сервера или концентратора. Информация между клиентами сети передается через выделенный центр (рис. 3).

Передача информации в рассматриваемой топологии происходит по следующему принципу: от отправителя данные передаются через центральный узел всем компьютерам сети, но принимают их только те станции, которым они предназначены.

Рис. 3. Топология звезда

Преимуществом топологии звезда является то, что из–за отказа одного из компьютеров, работоспособность системы не нарушится, однако если выйдет из строя центральный узел, то сеть полностью перестает функционировать. В топологии звезда на каждой линии связи находится только два клиента. Для их соединения используют две линии связи, каждая из которых передает информацию в одном направлении. Эта передача называется точка–точка. За счет этого происходит упрощение сетевого оборудования по сравнению с шиной. Следовательно, нет необходимости использовать дополнительные внешние терминаторы. Несмотря на упомянутые плюсы, в топологии звезда есть серьезный недостаток – жесткое ограничение количества компьютеров. Центральный узел может обслуживать только до 48 периферийных абонентов, то есть подключение новых клиентов возможно только в этих пределах. Если же в сети используется большее количество компьютеров, то тогда вместо периферийного подключают еще один центральный узел, который также сможет обслуживать еще 48 абонентов.

Преимущества топологии звезда:

1. Отсутствие накладок в передаче данных (информация между компьютером и центральным узлом передается по отдельному каналу).

2. Возможность централизованного управления.

3. Быстродействие сети (общая производительность зависит от производительности центрального узла).

4. Легкость подключения нового персонального компьютера (ПК).

Недостатки топологии звезда:

1. Отказ центрального узла влияет на работу всей сети.

2. Расход кабеля (каждому новому клиенту необходимо вести отдельную линию).

Данный тип подключения удовлетворяет требованиям предприятия, поэтому компьютеры будет объединены в сеть при помощи топологии звезда.

Топология кольцо

Все компьютеры связаны в кольцо. Функции сервера распределены между компьютерами сети (рис.4).

Рис. 4. Топология кольцо

В топологии кольцо сигнал идет в одном направлении, проходя через каждый компьютер. Передача информации происходит следующим образом: последовательно по кольцу передается специальный сигнал (маркер); его получает клиент, который хочет передать данные; получив маркер, компьютер создает «пакет», куда помещает адрес получателя и данные, затем отправляет его по кольцу; данные передаются через каждый компьютер до тех пор, пока не окажутся у того, чей адрес совпадает с адресом получателя; затем принимающий компьютер посылает отправителю подтверждение факта получения данных; после получения подтверждения передающий компьютер создает новый маркер и возвращает его в сеть. Если выходит из строя хотя бы один компьютер сети, то нарушается функционирование сети в целом, так как сигнал проходит по кольцу последовательно, от одного компьютера к другому. Такие же последствия наблюдаются при обрыве или коротком замыкании в любом из кабелей, поэтому в топологии кольцо предусматривают прокладку двух и более параллельных линий связи (одна из которых находится в запасе).

Преимущества топологии кольцо:

1. Эффективная пересылка сообщений (отправка нескольких сообщений по кольцу друг за другом).

2. Протяженность сети (компьютеры могут подключаться друг к другу на значительных расстояниях без специальных усилителей).

Недостатки топологии кольцо:

1. Отключение работы сети при подключении нового клиента.

2. Низкая надежность сети (отказ одного из компьютеров влечет за собой отказ всей системы).

3. Скорость работы при большом количестве клиентов сильно замедляется, так как данные проходят через каждый компьютер.

Данный тип подключения является не выгодным и неустойчивым к отказам.

Кроме трех базовых топологий существуют и другие. В основном это сочетание нескольких базовых (комбинированные топологии). Одна из распространенных комбинированных топологий называется звезда–шина. В такой топологии сети с топологией звезда объединяют друг с другом при помощи линейной шины. Если один компьютер становится неисправным, то это никак не влияет на работоспособность всей сети. Если же становится неисправным концентратор, то взаимодействие подключенных к нему компьютеров и концентраторов становится невозможным.

Еще один распространенный способ соединения компьютеров между собой называется звезда–кольцо. Он имеет некоторые сходства с топологией звезда–шина. Компьютеры подключают к концентратору, который формирует шину или кольцо. Но в топологии звезда–кольцо концентраторы на основе главного узла образуют звезду.

При создании локально–вычислительной сети можно использовать любую из перечисленных топологий. Выбор топологии зависит от количества компьютеров и их расположения в помещении.