Техническое обеспечение КП
Введение
Попробуем представить себе мир примерно тридцать пять — сорок лет назад. Мир без общедоступных компьютерных сетей. Мир, в котором каждый компьютер должен был иметь собственное хранилище данных и собственный принтер. Мир, в котором не было электронной почты и систем обмена мгновенными сообщениями (например, ICQ). Как ни странно это звучит сейчас, но до появления компьютерных сетей все это было именно так.
Компьютеры — важная часть сегодняшнего мира, а компьютерные сети серьезно облегчают нашу жизнь, ускоряя работу и делая отдых более интересным.
- Основы построения компьютерных сетей
- Определение, назначение, классификация компьютерных сетей
Практически сразу после появления ЭВМ
возник вопрос о налаживании взаимодействия
компьютеров друг с другом, чтобы более
эффективно обрабатывать информацию,
использовать программные и аппаратные
ресурсы. Появились и первые сети, в то
время объединявшие только большие ЭВМ
в крупных компьютерных центрах. Однако
настоящий «сетевой бум» начался после
появления персональных компьютеров,
быстро ставших доступными широкому кругу
пользователей — сначала на работе, а
затем и дома. Компьютеры стали объединять
в локальные сети, а локальные сети — соединять
друг с другом, подключать к региональным
и глобальным сетям. В результате за последние
пятнадцать–двадцать лет сотни миллионов
компьютеров в мире были объединены в
сети, и более миллиарда пользователей
получили возможность взаимодействовать
друг с другом[1]. Сеть (Network) — группа
компьютеров и/или других устройств, каким-либо
способом соединенных для обмена информацией
и совместного использования ресурсов.
Представьте, что у вас есть несколько отдельных, не связанных в сеть компьютеров. Чтобы в такой автономной среде работать с одними и теми же данными, нужно с одного компьютера скопировать файлы на какой-либо носитель (например, на дискету), после чего перенести эти файлы на другие компьютеры. А для быстрой распечатки документов придется снабдить каждый из компьютеров отдельным принтером. Одновременная же совместная работа нескольких пользователей с одним и тем же документом в такой ситуации просто исключается.
Теперь соединим компьютеры в сеть и настроим общий доступ к требуемым ресурсам. Оказывается, что дискеты больше нам не нужны, да и принтер потребуется только один. И выгодно, и удобно! Введем определение компьютерной сети.
Компьютерная сеть – совокупность взаимосвязанных компьютеров и внешних устройств, подключенных к единому каналу передачи данных, каналу связи.
Возможно множество различных способов классификации компьютерных сетей. Здесь мы рассмотрим только основные из них.
Все компьютерные сети деляться на три большие категории, на каждую из которых есть соответствующие ограничения в монтаже и содержании таких сетей.
- LAN (Local Area Network) - локальная вычислительная сеть, самый распрастраненный тип вычислительных сетей, встречается в жилых домах, в конторах, в игротеках в офисах мелких и крупных компаний и т. д.. Отличается от всех последующих простотой создания и администрирования, то есть мелкому офису при небольшом торговом центре не обязательно нанимать на работу системного администратора чтобы он следил за локальной сеткой и в случае неисправности начинал ее исправлять, это лишнее. Тем более что если куплено хорошее оборудование, то сеть будет работать устойчиво. Существует так же одна небольшая подгруппа LAN - HAN (Home Area Network), домашняя вычислительная сеть. Так изредка называют домашние компьютерыне сети. Данный термин применим к сетям, созданным между домашними компьютерами. LAN по определению больше походит как обобщающий термин: компьютерные сети офисов и домов. Принципиально между LAN и HAN нет совершенно никакой разницы.
- MAN (Metropolitan Area Network) - это городская вычислительная сеть. Состоит из провайдеров- поставщиков сети и обычных пользователей - клиентов, которые используют какую-либо линию связи для соединения с остальными членами сети. Такие сети, на данный момент, у нас встречаются довольно редко. Зарубежом создание таких сетей уже давно и плодотворно практикуется.
- WAN (Wide Area Network) - это глобальная (мировая, региональная) вычислительная сеть, соединяющая провайдеров из разных городов мира в одну единую вычислительную сеть, или все LANы и MANы соеденены в единое целое. Иными словами, WAN - это по сути тот же Интернет.
Локальная вычислительная
Региональная сеть — сеть, соединяющая множество локальных сетей в рамках одного района, города или региона.
Глобальная сеть — сеть, объединяющая компьютеры разных городов, регионов и государств.
Объединение глобальных, региональных и локальных вычислительных сетей позволяет создавать многоуровневые иерархии, которые предоставляют мощные средства для обработки огромных массивов данных и доступ к практически неограниченным информационным ресурсам.
Локальные вычислительные сети (ЛВС) могут входить в качестве компонентов в состав региональной сети; региональные сети — объединяться в составе глобальной сети; наконец, глобальные сети могут образовывать еще более крупные структуры. Самым большим объединением компьютерных сетей в масштабах планеты Земля на сегодня является «сеть сетей» — Интернет.
Интересным
примером связи локальных и глобальных
сетей является виртуальная частная
сеть (VirtualPrivate Network, VPN).
По типу среды передачи сети делятся на проводные и беспроводные.
По скорости передачи информации сети можно разделить на низко-, средне- и высокоскоростные.
Распределения ролей между компьютерами сети бывают одноранговые и клиент-серверные.
Сервер — специально выделенный высокопроизводительный компьютер, оснащенный соответствующим программным обеспечением, централизованно управляющий работой сети и/или предоставляющий другим компьютерам сети свои ресурсы (файлы данных, накопители, принтер и т. д.).
Клиентский компьютер (клиент,
Выделяют следующие основные направления использования компьютерных сетей [1, 4]:
- Совместный доступ к аппаратным и программным ресурсам. Компьютеры в сети могут при наличии специальных правил доступа использовать диски или только определенные папки и файлы других машин, а также программное обеспечение, установленное на других компьютерах. Это приводит к экономии ресурсов, поскольку нет необходимости к каждому индивидуальному компьютеру подключать принтер или тиражировать объемный программный продукт на все машины.
- Совместный доступ к информации общего характера. В сети можно выделить специальный компьютер, на котором будут храниться данные, предназначенные для всех пользователей сети. Такой компьютер обеспечивает хранение и архивирование данных, а также доступ и передачу их на другие машины.
- Предоставление коммуникационных услуг. Наличие компьютерной сети предполагает организацию эффективного обмена информацией между ее пользователями. Здесь можно выделить передачу файлов, передачу сообщений посредством электронной почты, а также передачу звуковой и видео информации в реальном режиме времени.
- Распределенная обработка данных. Компьютерную сеть можно использовать для обработки данных на отдельных компьютерах, связанных между собой и представляющих распределенную систему.[6]
- Техническое обеспечение компьютерных сетей
Для объединения
компьютеров в сеть требуется
вставить в каждый подключаемый у
сети компьютер сетевой контроллер,
который позволяет компьютеру получать
информацию из локальной сети и передавать
данные в сеть.Далее, соединить компьютеры
между собой кабелями, по которым будет
происходить обмен данными
- Локальные компьютерные сети
При работе на персональном компьютере в автономном режиме пользователи могут обмениваться информацией (программами, документами и так далее), лишь копируя ее на дискеты. Однако перемещение дискеты между компьютерами не всегда возможно и может занимать достаточно продолжительное время.
Создание компьютерных сетей вызвано практической потребностью совместного использования информации пользователями, работающими на удаленных друг от друга компьютерах. Сети предоставляют пользователям возможность не только быстрого обмена информацией, но и совместного использования принтеров и других периферийных устройств и даже одновременной работы с документами.
Локальная компьютерная сеть – компьютерная сеть для ограниченного круга пользователей, объединяющая компьютеры в одном помещении или в рамках одного предприятия.
Локальная компьютерная сеть позволяет эффективно организовать обмен информацией внутри отдельной организации. Локальные сети предоставляют своим пользователям прежде всего такие услуги, как совместное хранение файлов для коллективной работы, и совместное использование ресурсов сети (например, принтеров) [4].
Каждый
компьютер в сети имеет
Сетевое имя компьютера – уникальное имя компьютера в сети, позволяющее его идентифицировать
Сетевое имя пользователя – уникальное имя пользователя локальной сети.
Обеспечением работоспособности достаточно сложной локальной сети занимается системный (сетевой) администратор.
Для удобства управления локальной компьютерной сетью, несколько пользователей, имеющих равные права доступа, можно объединить в рабочие группы. В этом случае администратору достаточно создать группу и описать ее права, а затем записать данного пользователя в эту группу.
Рабочая группа – это группа пользователей в локальной сети, имеющих равные права доступа к ее ресурсам.
Каждый компьютер, подключенный к локальной сети, должен иметь специальную плату (сетевой адаптер - рис. 1).
Основной функцией сетевого адаптера является передача и прием информации из сети. В настоящее время наиболее часто используются сетевые адаптеры типа EtherNet, которые могут объединять в сеть компьютеры различных аппаратных и программных платформ (IBM-совместимые, Macintosh, Unix-компьютеры)
Рис. 1. Сетевой адаптер
Соединение компьютеров (сетевых адаптеров) между собой производится с помощью кабелей различных типов (коаксиального, витой пары, оптоволоконного). Для подключения к локальной сети портативных компьютеров часто используется беспроводное подключение, при котором передача данных осуществляется с помощью электромагнитных волн.
Важнейшей
характеристикой локальных
Общая схема соединения компьютеров в локальной сети называется топологией сети. Топологии сети могут быть различными.
Вариант соединения компьютеров между собой, когда кабель проходит от одного компьютера к другому, последовательно соединяя компьютеры и периферийные устройства между собой, называется линейной шиной (рис. 2).
| |
| Рис. 2. Локальная сеть типа "линейная шина" |
Если к каждому компьютеру подходит
отдельный кабель из одного центрального
узла, то реализуется локальная сеть
типа "звезда".(рис. 3)
Обычно
при такой схеме соединения центральным
узлом является более мощный компьютер.
|
Рис. 3. Локальная сеть типа "звезда" |
Преимущество локальной
сети типа "звезда" перед локальной
сетью типа "линейная шина" состоит
в том, что при выходе из строя сетевого
кабеля у одного компьютера локальная
сеть в целом продолжает нормально функционировать.
В
сети, имеющей структуру типа «кольцо»
информация передается между станциями
по кольцу с переприемом в каждом
сетевом контроллере. Переприем
производится через буферные накопители,
выполненные на базе оперативных
запоминающих устройств, поэтому при
выходе их строя одного сетевого контроллера
может нарушиться работа всего кольца.(рис.
4)
Рис. 4. Локальная сеть типа «кольцо»
Достоинство кольцевой структуры – простота реализации устройств, а недостаток – низкая надежность.
Чаще
всего локальные сети построены
на технологиях Ethernet или Wi-Fi
В более узком смысле Ethernet – это сетевой стандарт, со скоростью передачи данных 10 Мбит/с. Исторические первые сети технологии Ethernet были созданы на коаксиальном кабеле. В дальнейшем были определены и другие спецификации физического уровня для этого стандарта. Физические спецификации технологииEthernet на сегодняшний день включают среды передачи данных:
- 10 Base-5 – коаксиальный кабель диаметром 0,5 дюйма, называемый “толстым” коаксиалом. Имеет волновое сопротивление 50 Ом. Максимальная длина сегмента 500 метров без повторителей;
- 10 Base-2 – коаксиальный кабель диаметром 0,25 дюйма, называемый “тонким” коаксиалом. Имеет волновое сопротивление 50 Ом. Максимальная длина сегмента – 185 метров без повторителей;
- 10 Base-Т – кабель на основе неэкранированной витой пары (UTP) категории 3. Образует звездообразную топологию на основе концентратора. Расстояние между концентратором и конечным узлом не более 100 метров;
- 10 Base-F – волоконно-оптический кабель. Топология аналогична топологии стандарта 10 Base-Т. Имеется несколько вариантов этой спецификации –FOIRL (расстояние до 1000 метров), 10 Base-FL (до 2000 метров), 10 Base-FB(до 2000 метров).
Число
10 в указанных названиях
Важным явлением в сетях Ethernet является коллизия – ситуация, когда две станции одновременно пытаются передать кадр данных по общей среде. Это является - следствие принятого случайного метода доступа.
Следует отметить, что ранее использовались протоколы Frame Relay, Token ring, которые на сегодняшний день встречаются всё реже, их можно увидеть лишь в специализированных лабораториях, учебных заведениях и службах. Для построения простой локальной сети используются маршрутизаторы, коммутаторы, точки беспроводного доступа, беспроводные маршрутизаторы, модемы и сетевые адаптеры. Реже используются преобразователи (конвертеры) среды, усилители сигнала (повторители разного рода) и специальные антенны.
Маршрутизация
в локальных сетях используется
примитивная, если она вообще необходима.
Чаще всего это статическая либо
динамическая маршрутизация (основанная
на протоколе RIP).
- Особенности использования компьютерной сети в ОАО « Лузская снабженческо-сбытовая база».
В самом начале ОАО « Лузская снабженческо-сбытовая база» закупило 110 штук 386-х персональных компьютеров (ПК), в 1996г и было принято решение по переходу на ПК по обработке данных. Из этой партии 11 шт. предоставлялись инженерным службам и 15 шт. на учет и выполнение плана продукции. Остальные были установлены в цеха на учет производимой продукции и затрат средств потребляемого сырья. ЛВС в то время на предприятии еще не существовало, информация передавалась с помощью гибких магнитных дисков (НГМД) в информационный центр. С этого же года на предприятии стала происходить автоматизация обработки информации: маркетинг, сбыт, математическое обеспечение. Рабочие станции были соединены между собой по модему и данные передавались по телефонной паре. После чего все компьютеры соединялись толстым коаксиальным кабелем. Затем перешли на тонкий коаксиальный кабель. Количество компьютеров оставалось таким же. В 1998г было принято решение по созданию единой ЛВС, и поставили сервер NETWARE 4.11. В качестве системной службы работала операционная система Windows2000. Через этот сервер осуществлялся выход в Internet и управление администрированием сети. После чего на базе ПК производился монтаж и план будущей ЛВС уже существующей в настоящее время. По 2004г производилась разработка и монтаж ЛВС. Были поставлены коммутируемые узлы (КУ) в каждом здании, где находились ПК, использовавшие технологию 100 Base FX, была использована топология построения «звезда». Имелся один сервер, обеспечивающий 2000 Mb/c к которому и были подключены все отделы ОАО « Лузская снабженческо-сбытовой базы», имеющие ПК. Теперь на ОАО « Лузская снабженческо-сбытовой базы», задействовано около 500 рабочих станций, и все они соединены в локальную единую сеть. В настоящее время сеть предприятия продолжает развиваться. Добавляются новые компьютеры на рабочих местах, в следствии чего увеличивается количество обращений к серверам. Поэтому основным направлением модернизации сети является замена серверов на более современные. Первые шаги были сделаны в начале 2004 года, когда были заменены один из почтовых серверов и концентратор информации TKIIP. Также модернизации требует большая часть рабочих мест на узловых станциях.
На предприятии в 1998г для построения сети использовали шинную топологию, т.е. все компьютеры соединялись последовательно друг за другом, с помощью кабельной системы. В этом случае использовали технологию стандарта «Ethernet» .
Но со временем количество компьютеров увеличилось, и передача данных по шине стала невозможна из-за потери скорости. В этом случае на предприятии решили использовать топологию построения сети ЗВЕЗДА. В данном же случае имеется сервер, к которому непосредственно подключаются все компьютеры, участвующие в локальной вычислительной сети. Для построения сети была выбрана и применена технология «Fast Ethernet» и в настоящее время уже используется «Gigabit Ethernet».
Сервер – сетевой компьютер, позволяющий нескольким пользователям совместно использовать различные сетевые ресурсы, например файлы или принтеры.
На предприятии используются следующие типы серверов:
а) файловый сервер – предоставляет возможность централизованного хранения файлов, используемых группой пользователей.
Характеристика:
- процессор Intel 2*Xeon 2,6 ГГц, 533 FSB, 512 Kb L2 HT;
- SCSI контроллер PCI 133 МГц SRCU42X, 2*LAN 1000 BASE-T;
- оперативная память 2Gb;
- жесткий диск RAID5 10*36Gb 15000rpm, возможность «горячей замены».
б) сервер служб и электронного документооборота (DNS, DHCP, GroupWise)
Характеристика:
- процессор Intel 2*Xeon 2,4 ГГц, 533 FSB, 512 Kb L2 HT;
- SRCU контроллер PCI 100 МГц SRCU42L, 2*LAN 1000 BASE-T;
- оперативная память 2Gb;
- жесткий диск RAID5 4*36Gb 15000rpm, возможность «горячей замены».
в) сервер ERP системы – ERP система MAX+ для планирования ресурсов предприятия.
Сервер ERP системы имеет следующие характеристики:
- процессор Intel 2*Xeon 3,0 ГГц, 533 FSB, 512 Kb L2 HT;
- SCSI контроллер PCIe 133 МГц SRCU42E, 2*LAN 1000 BASE-T;
- оперативная память 8Gb DDR2 533 ECC;
- жесткий диск RAID5 10*72Gb 15000rpm, возможность «горячей замены».
Заключение
Сегодня можно с уверенностью сказать, что компьютерные сети стали неотъемлемой частью нашей жизни, а область их применения охватывает буквально все сферы человеческой деятельности.